[发明专利]扫频源光学相干断层扫描成像系统

说明书

本申请涉及扫频源光学相干断层扫描成像系统。一种用于对对象(70)的区域(90)成像的扫频源OCT成像系统包括：生成不同波长的光束(80)的扫频光源(10)；使光束跨对象扫描的扫描元件(40)；通过将由对象散射(由于扫描)的光与参考光组合来生成干涉光的干涉仪(410)；生成电信号(S)的光电探测器(50)，该电信号(S)具有跨越频带并且由散射光与参考光的干涉引起的频率分量；带通滤波器模块(420)，其对电信号进行带通滤波；以及样本采集模块(440)，其对滤波后的电信号进行采样。带通滤波器模块从电信号中提取跨越该频带的频率分量中的至少一些。样本采集模块对滤波后的电信号进行带通采样。

技术领域

本文的示例方面通常涉及光学相干断层扫描(OCT)成像系统领域，更具体地，涉及扫频源OCT成像系统。

背景

扫频源OCT是傅立叶域OCT的一种形式，根据这种OCT，通过对检测到的干涉信号进行傅立叶分析，可以获得视网膜或眼睛其他部分的反射率深度剖面(reflectivity depthprofile)。这种成熟的技术已经被用于各种不同的领域，例如用于眼睛成像(ocularimaging)、血管内成像、肿瘤学(例如，腹腔镜OCT、内窥镜OCT和支气管镜OCT)、皮肤病学(对皮肤组织成像)和牙科等的医学领域。扫频源OCT还具有各种非医学应用，例如无损检测(NDT)、材料厚度测量(例如半导体晶片的厚度测量)、表面粗糙度表征、表面和横断面成像以及体积损失测量。

图1是用于对眼睛的视网膜成像的传统眼科扫频源OCT成像系统的示意图。图示的扫频源OCT成像系统具有干涉仪，该干涉仪包括扫频光源(swept light source)10、分束器20、参考镜(reference mirror)30、扫描元件40、光电探测器50和样本采集模块60。由扫频光源10生成的光束被分束器20分成两个光束，第一个光束沿着干涉仪的参考臂(referencearm)被引导到参考镜30，以及第二个光束沿着干涉仪的样本臂(sample arm)被引导到受验者眼睛70的视网膜。控制扫描元件40以将样本臂中的光束80引导至眼睛70的目标扫描区域90，并将来自眼睛70的背向散射光引导回到干涉仪中。沿着参考臂和样本臂行进的背向反射光然后在光电探测器50处组合，以生成干涉光信号。对于目标扫描区域90中的每个扫描位置，由扫频光源10(该扫频光源通常以可调谐激光器或具有窄线宽的其他光源的形式被提供)产生的光的波长快速扫掠(sweep)过一个波长范围，并且在扫掠期间由光电探测器50检测所生成的干涉光信号。光电探测器50的输出(即干涉图95，如图1中示意性所示)被样本采集模块60采样，以及然后计算采样电信号的傅立叶逆变换，以获得A扫描数据(A-scandata)，A扫描数据提供关于视网膜在深度方向上的结构的信息。因此，对于目标扫描区域90中的每个扫描位置，可以使用单个波长扫掠来采集A扫描(A-scan)。

概述

根据本文的第一示例方面，提供了一种用于对对象的区域成像的扫频源光学相干断层扫描OCT成像系统，该系统包括被布置成生成波长随时间变化的光束的扫频光源和被布置成使光束跨对象扫描的扫描元件。扫频源OCT成像系统还包括干涉仪，该干涉仪具有样本臂和参考臂，并且被布置成在使用扫频源OCT成像系统的期间，通过将由于光束跨对象扫描而被对象的区域散射并沿着样本臂传播的光与来自沿参考臂传播的光束的光组合，从而生成干涉光信号。扫频源OCT成像系统还包括光电探测器，该光电探测器被布置成接收干涉光信号并生成指示干涉光信号的电信号，该电信号包括跨越(spanning)一个频带的频率分量，其中该频率分量是由被对象区域散射并沿着样本臂传播的光与来自沿着参考臂传播的光束的光的干涉引起的。扫频源OCT成像系统还包括带通滤波器模块和样本采集模块，带通滤波器模块被布置成通过对电信号进行带通滤波来生成滤波后的电信号，样本采集模块被布置成采集滤波后的电信号的样本。扫频源OCT成像系统包括控制模块，该控制模块被布置成设置带通滤波器模块的通带，使得带通滤波器模块从电信号中提取跨越该频带的频率分量中的至少一些，该控制模块还被布置成设置样本采集模块的采样率，使得样本采集模块对滤波后的电信号进行带通采样，以采集滤波后的电信号的样本集，从而生成表示对象区域的图像的OCT图像数据。