[发明专利]结合FDOCT测量生物组织群延迟色散的装置及方法

摘要

本发明公开了一种结合FDOCT测量生物组织群延迟色散的装置。该装置的频域光学相干层析系统激光光源、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。当FDOCT系统的参考臂和样品臂之间的色散不匹配时，系统分辨率会下降；通过调节光栅与傅里叶透镜之间的距离在系统的参考臂中引入线性变化的色散值，分别对组织成像，再提取出对应每层组织上下分界面分辨率最高时引入参考臂的色散值，两值之差即该层组织的色散值。本发明无需将被测部位作为切片样本，提高了工作效率并减小了患者的痛苦。

主权项

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(1)、光纤耦合器(2)、第一准直透镜(3)、第二准直透镜(8)、第二振镜(9)、透镜(10)、被测组织(11)、第三准直透镜(12)、第二光栅(13)、第二傅里叶透镜(14)、CCD(15)、信号处理系统(16)；快速扫描延迟线系统包括双通反射镜(4)、第一振镜(5)、第一傅里叶透镜(6)、第一光栅(7)；所述激光光源(1)发出的光经过光纤耦合器(2)后分为两束，一束为参考光，经过第一准直透镜(3)进入快速扫描延迟线系统，参考光先经过第一光栅(7)分光，然后由第一傅里叶透镜(6)汇聚到第一振镜(5)上，再由第一振镜(5)反射并通过第一傅里叶透镜(6)照在第一光栅(7)上的另一位置，经过第一光栅(7)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(4)上，双通反射镜(4)与入射参考光传播方向垂直，光束经双通反射镜(4)反射后沿原路返回到光纤耦合器(2)中；另一束为测量光，经过第二准直透镜(8)后由第二振镜(9)反射，发射光再由透镜(10)汇聚到被测组织(11)上，被测组织(11)的后向散射光沿原光路返回到光纤耦合器(2)中；参考光与测量光在光纤耦合器(2)中发生干涉，干涉光通过第三准直透镜(12)后形成准直光，该准直光由第二光栅(13)衍射分光后通过第二傅里叶透镜(14)，汇聚在CCD(15)上；CCD(15)接收到的干涉信号由信号处理系统(16)处理得到样品的群延迟色散值；旋转样品臂中的第二振镜(9)测量样品不同位置的干涉信号，从而得到被测组织(11)群延迟色散的二维分布，具体包括以下步骤：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(11)由平面反射镜代替，通过调节第一准直透镜(3)、第一光栅(7)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(15)的像素对应的光波长进行标定；步骤2，线性移动快速扫描延迟线系统中第一光栅(7)的位置，CCD(15)分别采集第一光栅(7)不同位置处的干涉信号，并将所采集的干涉信号输入信号处理系统(16)进行傅里叶变换得到点扩散函数，确定该点扩散函数的半高宽，找到半高宽最小时对应的第一光栅(7)的位置，将此位置作为频域光学相干层析系统的色散匹配点；步骤3，以步骤2中所确定的色散匹配点为参考，以0～0.5mm为步距间隔再次线性移动第一光栅(7)，确定第一光栅(7)线性移动范围内各点的群延迟色散值，然后对各点的群延迟色散值进行线性拟合，通过一次线性拟合求出群延迟色散相对于第一光栅(7)位置的变化率；步骤4，将被测组织(11)放入测量臂，重复步骤3测量第一光栅(7)线性移动范围内的干涉信号，信号处理系统(16)分别对测量的干涉信号进行去直流和傅里叶变换，得到被测组织(11)的微观结构图；步骤5，提取出每幅微观结构图中组织的层状分界面信号，然后将每幅图中所有分界面信号归一化后再积分，对每个分界面的积分值进行相对第一光栅(7)位置的最小二乘法拟合，求出每个分界面拟合曲线最小值对应的快速扫描延迟线系统中第一光栅(7)的位置，利用每层组织上下分界面对应的第一光栅(7)位置之差乘以色散变化率即求得每层组织的群延迟色散值。