[发明专利]利用体积测定过滤技术来增强光学相干断层成像的装置和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求序列号为No.60/840,213，提交于2006年8月25日的美 国专利申请的优先权，其全部公开通过引用合并于此。

技术领域

本发明涉及用于增强光学相干断层成像的装置和方法，尤其涉及这样 的装置和方法：其能够使用对可以用来生成这些图像的测量数据采用三维 (例如体积测定(volumetric))过滤的技术来增强光学相干断层图像的对 比度。

背景技术

使用作为诊断方式的光学相干断层成像(“OCT”)和能够提供至例 如2mm深度的组织微观结构的高分辨率横截面图像的技术的潜力已经被 广泛重视。然而，在许多临床应用中，传统的OCT技术的诊断能力已经 被斑纹噪声的混淆效应所限制。可以是成像分辨率的尺寸比例的大量值幅 度噪声的该噪声能够由可以用来提供被评估组织的深度剖面的相干测距 技术来产生。某些临床相关的结构，虽然在尺寸上大于～10mm的成像分 辨率，但是其可能缺少相对于要通过该斑纹噪声来清楚识别的周围组织的 足够的本征光散射对比度。

所提出的用于减轻斑纹噪声影响的方法可以被分类为物理组合方法 或数字处理方法。例如，物理组合方法通常通过结合对所分析的组织的同 一位置进行的多个斑纹非相关的测量来起作用。该方法的实现可以要求对 成像系统的修改，该修改可能使导管的设计和侵入性最小的探测器的设计 变得复杂。这些物理组合方法的实例可以包括角度组合、频率组合、以及 偏振组合(例如偏振分集检测)。相反，数字处理方法传统上已经使用目 的在于优选地去除斑纹噪声同时保护与组织结构相关的某些特征的过程 或滤波器而被完全应用于二维图像。该技术包括自适应滤波、调整、以及 小波诊断。然而，与组合方法不同的是，数字处理方法可能局限于原始斑 纹图像中包含的信息内容。对于数字处理方法来说重要的是优于OCT的 经验执行器(experience implementer)的主要能力，以便于在视觉上过 滤噪声和辨别下层组织结构。

然而，如果数字处理方法扩展为以三维形式对体积测定OCT数据集 进行操作，则这些限制可能不适用。OCT成像速度上的一些改进已经使 得使用OCT方法和系统的体积测定成像的实际临床执行得以实现。这样， 现在存在采用这些方法和系统作为用于全面疾病检查的工具的潜在临床 动机。由于这些三维数据集可能不是直接可见的，因此可以根据从数据集 分割的一个或更多个图像典型地进行诊断。优选地，这些分割的图像可以 对来自剖面内(例如平面中测量)的测量信息和来自剖面之外(例如平面 外测量)的临近位置的测量信息这两者进行合并。

实际上，可能需要克服与上述传统设备和方法相关的至少一些不足。 例如，这可以通过在数据集分割之前进行数据集的体积测定过滤来实现。 因为该示例性的过程可以通过包含平面外测量来增加结果图像的信息内 容，所以可以实现实质性的增强。

发明内容

为了解决和/或克服至少一些上述问题和/或不足，可以提供装置和方 法的示例性实施例，其能够使用对可以用来生成这些图像的测量数据采用 三维(例如体积测定)过滤的技术来增强光学相干断层图像的对比度。

根据本发明的示例性实施例，可以以三维形式过滤数据集，使得可以 生成增强的图像。在本发明的第一示例性实施例中，在对组织的特定截面 成像之前，可以对三维OCT数据集应用非对称体积测定中值过滤。在该 示例性实施例中，相对于平面内尺度的图像部分，过滤核心在平面外的尺 度可以更大。在本发明的第二示例性实施例中，可以提供OCT成像系统， 其可以被配置成产生抖动光束扫描图案，以使得在存在实质采样动作的情 况下，体积测定成像能够被高保真地执行。利用抖动光束获得的对于该数 据集的适当的过滤使得能够产生增强的二维图像。

因此，至少出于这些原因，可以提供根据本发明的装置和方法的示例 性实施例。例如，可以提供至少一个第一光纤设备和至少一个第二光纤设 备(这些光纤设备中的每个具有光传输特性)。第一光纤设备可以被配置 成通过其传送至少一个电磁辐射，并将该至少一个电磁辐射转发到至少一 个样本。第二光纤可以被配置成通过其传送至少一个从该样本接收到的电 磁辐射，并可以将第一光纤设备的至少一部分容纳于其中。