[发明专利]偏振敏感型光学相干-高光谱显微成像装置及其检测方法

说明书

本发明公开了一种偏振敏感型光学相干‑高光谱显微成像装置及其成像方法，装置包括激光光源组件、成像检测组件、信号采集/处理组件和样品台，激光光源组件用于提供线性偏振态的激光以对组织进行照射，所述成像检测组件用于对待测样品进行系统成像；所述的激光光源组件、成像检测组件和信号采集/处理组件依次电气连接，激光光源组件和信号采集/处理组件连接，成像检测组件和样品台连接。本发明通过使用偏振性光源并合理结合两种成像技术，实现了一次成像获得样品多个互补的参数，摆脱了单一成像只能获得部分信息的局限，节省了检测时间和经济成本；利用光的偏振特性，改善了传统成像方式的成像质量，提高了图像的对比度。

技术领域

本发明属于生物医学成像技术领域，具体涉及一种偏振敏感型光学相干-高光谱显微成像装置及其检测方法。

背景技术

光学相干层析成像(OCT)是基于光学低相干干涉原理来实现样品内部三维空间信息上的高灵敏度、高分辨率、高成像速度的生物医学成像技术。相较于传统的成像技术，OCT作为一种新型的成像模式，自从1991年首次由麻省理工大学提出以来就得到了广泛关注。经过近几十年的发展，OCT在探测灵敏度以及成像速度等方面取得了巨大的进步，同时也推动了无标记OCT血流运动造影等功能成像技术的发展。目前，OCT已经广泛用于眼科、心血管科的临床诊疗，并在脑科学、肿瘤、消化道、呼吸道、皮肤、发育等医学领域也具有重要的科学价值与应用前景。

普通的OCT利用生物组织的散射特性，对组织进行二维或三维的成像，反映了组织的结构信息。自OCT出现后，一些功能性的OCT成像技术也相继诞生，比如本文中用到的偏振敏感型OCT(PS-OCT)，偏振OCT利用光的矢量特性来探测生物组织的双折射信息，利用偏振OCT对关节韧带双折射特性的测量，研究韧带绷紧或松弛状态对双折射特性的影响，皮肤烧伤级别的定量确认等。

高光谱显微成像(HSI)利用的是组织中不同成分的特异性吸收，而光子的吸收过程取决于分子的能级跃迁，因此特定波段的吸收谱可以作为识别特异分子的依据，并且利用组织光学性质的改变就可以非侵入性地探测组织微环境。故高光谱显微成像作为一种新型的医学影像形式，其具备非接触、无损害、高精度、重复性好等众多优势，已被广泛应用于生物检测领域、在无创疾病诊断和手术指导方面拥有巨大的潜力。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种偏振敏感型光学相干-高光谱显微成像装置及其检测方法，本发明利用光的偏振特性将两种成像方式有机地结合在一起实现互补性的成像效果，并且相比于单一的成像方式，利用光的矢量特性也即偏振效应对两种技术的结合可以多维度地获得样品更丰富更准确的信息。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明一方面提供了一种偏振敏感型光学相干-高光谱显微成像装置，包括激光光源组件、成像检测组件、信号采集/处理组件和样品台，所述激光光源组件用于提供线性偏振态的激光以对组织进行照射，所述成像检测组件用于对待测样品进行系统成像；所述的激光光源组件、成像检测组件和信号采集/处理组件依次电气连接，激光光源组件和信号采集/处理组件连接，成像检测组件和样品台连接；

所述激光光源组件包括超连续谱激光光源、线性偏振片、扩束准直器和2×2光纤耦合器，超连续谱激光光源、线性偏振片、扩束准直器和2×2光纤耦合器依次连接，所述2×2光纤耦合器分别与成像检测组件、信号采集/处理组件和样品台连接；

所述成像检测组件包括可调光阑、四分之一波片A、反射镜、四分之一波片B、二维扫描振镜和平场物镜；所述的可调光阑、四分之一波片A和反射镜依次连接，组成参考臂；四分之一波片B、二维扫描振镜和平场物镜依次连接，组成样品臂；所述平场物镜与样品台连接，所述可调光阑和四分之一波片B均与激光光源组件连接；