[发明专利]结合FDOCT测量生物组织群延迟色散的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量活体组织群延迟色散的方法，具体而言，本发明涉及一种结合频域OCT系统来测量活体组织色散的装置及方法。

背景技术

光学相干层析术(Optical Coherence Tomography,OCT)是一种利用低相干光干涉成像的诊断技术，具有高分辨率、无损伤和能够实时成像等优点。按照信号探测方式，主要可以分为时域光学相干层析术(Time Domain Optical Coherence Tomography,TDOCT)和频域相干层析术(Fourier Domain Optical Coherence Tomography,FDOCT)。由于FDOCT具有扫灵敏度高，噪声小和描成像速度快等优点，所以FDOCT成为主要的研究方向之一。FDOCT系统主要包括：低相干光源，光纤式迈克尔逊干涉仪和光谱探测系统，其中迈克尔逊干涉仪主要包括准直透镜，一个参考臂，光照到反射镜上，一个样品臂，光照到被测样品上，测量臂接入光谱探测系统，该探测系统主要包括准直透镜，光栅，傅里叶透镜和CCD。参考臂和样品臂返回的光干涉后先通过准直透镜，再由傅里叶透镜汇聚到CCD上，CCD记录干涉信号，对干涉信号进行去直流和傅里叶变换后就能得到被测样品的微观结构图。

色散效应是由于不同的光分量(不同的模式或不同的频率)在介质中的传输速度不同而引起的。组织发生病变时，导致其中各成份含量和生理状态发生变化，从而引起色散值的改变。比如在人体皮肤病变初期，由于分辨率的限制，各种成像技术都无法分辨，而由病变引起皮肤色散值的变化却非常明显，这样就能根据色散值的变化来判断皮肤是否发生病变和病变程度。所以测量组织色散对于医学诊断和分析其生理状态等具有重要意义。

在现有的测量方法中，如文献“Characterization of tissue cells by full information from spectral interferogram”，大都是将组织作为切片样品，放在测量臂中，测量光透过样品后的干涉信号，利用希尔伯特变化求其相位信号，再对该相位进行多项式拟合来计算样品的色散值。使用这种方法必须将被测部位的组织切取部分放在培养基中作为样品才能进行，这大大降低了工作效率和加重了患者的痛苦。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够直接测量活体组织群延迟色散的结合FDOCT测量生物组织群延迟色散的装置及方法，无需将被测部位作为切片样本，从而提高工作效率和减小患者的痛苦。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种结合FDOCT测量生物组织群延迟色散的装置，包括频域光学相干层析系统和快速扫描延迟线系统，其中频域光学相干层析系统包括激光光源、光纤耦合器、第一准直透镜、第二准直透镜、第二振镜、透镜、被测组织、第三准直透镜、第二光栅、第二傅里叶透镜、CCD、信号处理系统；快速扫描延迟线系统包括双通反射镜、第一振镜、第一傅里叶透镜、第一光栅；

所述激光光源发出的光经过光纤耦合器后分为两束，一束为参考光，经过第一准直透镜进入快速扫描延迟线系统，参考光先经过第一光栅分光，然后由第一傅里叶透镜汇聚到第一振镜上，再由第一振镜反射并通过第一傅里叶透镜照在第一光栅上的另一位置，经过第一光栅衍射后沿着与入射参考光平行的方向出射照在双通反射镜上，双通反射镜与入射参考光传播方向垂直，光束经双通反射镜反射后沿原路返回到光线耦合器中；另一束为测量光，经过第二准直透镜后由第二振镜反射，发射光再由透镜汇聚到被测组织上，被测组织的后向散射光沿原光路返回到光线耦合器中；参考光与测量光在光线耦合器中发生干涉，干涉光通过第三准直透镜后形成准直光，该准直光由光栅衍射分光后通过第二傅里叶透镜，汇聚在CCD上；CCD接收到的干涉信号由信号处理系统处理得到样品的群延迟色散值；旋转样品臂中的第二振镜测量样品不同位置的干涉信号，从而得到被测组织群延迟色散的二维分布。

一种结合FDOCT测量生物组织群延迟色散的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，将快速扫描延迟线系统接入频域光学相干层析系统的参考臂，将测量臂中的被测组织由平面反射镜代替，通过调节第一准直透镜、第一光栅之间的距离确定参考臂与测量臂之间的等光程点，然后对CCD的像素对应的光波长进行标定；