CN208837916U - 一种血流成像系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种血流成像系统。光源发出的光被分束器分成两部分光束：其中一束光作为参考光束，依次经一偏振控制器、参考臂准直镜照射于平面反射镜上并发生反射，并经参考臂准直镜、偏振控制器和分束器后被干涉信号探测装置接收；另一束光作为样品光束，经另一偏振控制器进入到样品臂，经过准直透镜和扫描装置光路聚焦到待测样品上，经待测样品反射的光束再依次经扫描装置光路、准直透镜、另一偏振控制器和分束器后被干涉信号探测装置接收。本实用新型能准确采集血流成像图像，能用于提高了血流与背景组织信号的对比度，提高了信噪比。
Description
技术领域
本实用新型大体涉及生物医学成像领域，且更具体地涉及了一种血流成像系统。
技术背景
相比于目前的生物医学成像手段，OCT成像技术具有无标记、非接触性、非侵害性、实时性、高灵敏度以及高分辨率等优点。这些优势特征使得OCT在近十多年中发展迅猛，并已经被临床医学广泛接受。OCT系统主要通过探测由于生物样品光学不均匀性所导致的后向散射光光强的变化来获得样品的折射率信息，进而重构样品的光学结构图像。然而在疾病的早期阶段，正常与病变的生物组织间的散射特性的区别很小，以至于难以被检测和判别，因此，这种结构型OCT系统在临床应用上存在许多局限性，并由此催生了许多的功能型OCT 系统。功能型OCT系统所展示的各种不同生理信息的对比机制，大大拓展了 OCT的使用范围和应用领域。其中，光学微血管造影(OCT Angiography,OCTA) 技术作为一种能够实时地从静态组织背景中高精度提取血流信号的新型技术，能够实时、非侵入地监测血管信号，对与血管相关联的疾病的早期诊断有着重大意义。该技术在被实用新型以来得到了很快发展，并在眼底血管成像和脑皮层血管成像的研究中得到了应用。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术的不足，提出了一种血流成像系统。
本实用新型的目的是通过如下技术方案实现的：
一OCT光学相干层析装置，用于对组织样本进行OCT探测和成像；
一OCT扫描装置，用于在T个不同时间点对组织样本进行OCT探测；
所述的一种光学照明与探测装置是采用以下的一种：
包括低相干光源、干涉仪和探测器；
或者包括低相干光源、干涉仪和光谱仪；
或者包括扫频宽光谱光源、干涉仪和探测器。
所述的OCT扫描装置中装配有一个可见光指示装置，可见光指示装置用于指示OCT探测光束的位置和指导探测目标的放置位置。
可见光指示装置主要由可见光指示光源和准直透镜组成。
装置包括光源、分束器、偏振控制器、参考臂准直镜、平面反射镜、第一准直透镜和扫描装置光路，其中光源发出的光被分束器分成两部分光束：其中一束光作为参考光束，依次经一偏振控制器、参考臂准直镜照射于平面反射镜上并发生反射，并经参考臂准直镜、偏振控制器和分束器后被干涉信号探测装置接收；另一束光作为样品光束，经另一偏振控制器进入到样品臂，经过第一准直透镜和扫描装置光路聚焦到待测样品上，经待测样品反射的光束再依次经扫描装置光路、第一准直透镜、另一偏振控制器和分束器后被干涉信号探测装置接收。
所述的扫描装置光路包括两个二维扫描振镜组、二向色镜和聚焦物镜，第一准直透镜出射的光束依次经过两个二维扫描振镜组、和二向色镜的连续反射后，经过聚焦物镜聚焦在待测样品上。
还设置有可见光指示装置，可见光指示装置包括低功率可见光光源、第二准直透镜和滤光片，用于指示的可见光经过第二准直透镜、滤光片、二向色镜和聚焦物镜后到待测样品。
本实用新型对比已有技术具有以下显著优点：
目前OCT系统采集的图像存在系统噪声影响，背景噪声强，单独的运动对比度不能将完全去除静态组织，使血流图像的信噪比和对比度低。
本实用新型能采集动态血流与静态组织的血流成像，降低背景噪声，提高动态血流与静态组织的对比度，改善血管图像的信噪比。
附图说明
图1为本实用新型装置的示意图；
图2为本实用新型实施例的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细说明，附图形成本实用新型的一部分。需要注意的是，这些说明及示例仅仅为示例性的，不能被理解为限制了本实用新型的范围，本实用新型的保护范围由随附的权利要求书限定，任何在本实用新型权利要求基础上的改动都是本实用新型的保护范围。
图1示出的是本实用新型中血流成像系统示意图。
装置的低相干干涉测量部分的主体结构为一干涉仪，由11～23构成，其中光源11发出的光被分束器12分成两部分光束：其中的一束光经一偏振控制器 13进入到干涉仪的参考臂，通过参考臂准直镜14照射于平面反射镜15上；另一束光经另一偏振控制器13进入到样品臂，经过第一准直透镜16和扫描装置光路聚焦到待测样品21上。其中扫描装置光路中，光束经过二维扫描振镜组17、 18和二向色镜19的反射后，经过聚焦物镜20聚焦在待测样品21上。而后参考臂和样品臂各自反射回的光发生干涉后由干涉信号探测装置22接收，干涉信号探测装置22再连接到信号处理器模块与计算单元23。对于光纤型光路，采用偏振控制器13调整光束的偏振态，最大化信号干涉效果。
具体实施还设置有可见光指示装置，可见光指示装置包括低功率可见光光源25，第二准直透镜24和滤光片52，用于指示的可见光经过第二准直透镜24、二向色镜19和聚焦物镜20后到待测样品21。
依据低相干干涉探测信号的不同方式，图1所示的血流成像系统装置具体包括：
1)时间域测量装置。光源11采用宽带低相干光，平面反射镜15可沿光轴方向移动，干涉信号探测装置22为一点探测器。通过移动平面反射镜15改变参考臂光程，两臂的干涉信号由点探测器22探测到，对某一空间深度的z方向的散射信号的低相干干涉探测，从而得到深度空间维度的采样体。
2)光谱域测量装置。光源11采用宽带低相干光，平面反射镜15固定不动，干涉信号探测装置22采用光谱仪。干涉信号经过光谱仪中的线阵相机同时记录干涉光谱。采用傅里叶分析干涉光谱信号，并行获取深度z方向的散射信息，从而得到深度维度空间的采样体。
3)扫频测量装置。光源11采用扫频光源，平面反射镜15固定不动，干涉信号探测装置22采用点探测器。点探测器分时记录扫频光源的低相干干涉光谱。采样傅里叶分析干涉光谱信号，并行获取深度z方向的散射信息，从而得到深度维度空间的采样体。
图2示出的是利用本实用新型的一个示例性实施例。
基于运动与图形混合对比度的血流成像系统，包括宽带低相干光源26、光环形器27、分光比为50:50的光纤耦合器28、第一偏振控制器29、第一光纤准直器件30、聚焦透镜36、平面反射镜37、第二偏振控制器38、第二光纤准直器件39、二维扫描振镜组合40和41、二向色镜42、聚焦物镜43、第三光纤准直器件45、光栅46、聚焦透镜47、高速线阵相机48、信号处理器模块与计算单元49、可见光指示光源50、准直透镜51、滤光片53，其中宽带低相干光源 26采用中心波长为1325nm、带宽为100nm的超发光二极管光源，聚焦物镜43 采用焦距为30mm的消色差双胶合透镜，高速线阵相机48采用由2048像素单元组成的线阵扫描相机；其中由本实用新型装置所使用的低相干宽带光源26发出的光，经过光环行器27后进入到分光比为50:50的光纤耦合器28，从光纤耦合器28出射的光被分成两部分子光束：其中一束光通过光纤经过第一偏振控制器29连接至参考臂中的第一光纤准直器件30，经过准直和聚焦透镜36后照射到平面反射镜37；另一束光通过光纤经过第二偏振控制器38连接至样品臂部分的第二光纤准直器件39，准直后经过两个扫描振镜40、41和二向色镜42反射后，由聚焦物镜43聚焦到被测样品44上。使用样品分散装置40以湿法的方式将聚苯乙烯微球颗粒充分分散到蒸馏水溶液中，得到待测样品。由参考臂中平面反射镜37反射的光与样品臂中被测样品背向散射的光在光纤耦合器28处干涉，干涉光经过光谱仪(包括器件45～48)探测并被记录，而后由信号处理器模块与计算单元49采集并作信号分析处理。
具体实施还设置有可见光指示装置，可见光指示装置包括可见光指示光源 50、准直透镜51，可见光指示光源50发出用于指示的可见光经过准直透镜51、二向色镜42和聚焦物镜43后到待测样品21。
通过本实用新型测量装置获取的OCT扫描成像图像，能够进一步用于分析血流与周围组织的相对运动生成OCTA血流运动造影，并对OCTA血流造影图像进行图形滤波，生成增强的OCTA血流运动造影。
Claims (3)
1.一种血流成像系统，其特征在于：包括光源(11)、分束器(12)、偏振控制器(13)、参考臂准直镜(14)、平面反射镜(15)、第一准直透镜(16)和扫描装置光路，其中光源(11)发出的光被分束器(12)分成两部分光束：其中一束光作为参考光束，依次经一偏振控制器(13)、参考臂准直镜(14)照射于平面反射镜(15)上并发生反射，并经参考臂准直镜(14)、偏振控制器(13)和分束器(12)后被干涉信号探测装置(22)接收；另一束光作为样品光束，经另一偏振控制器(13)进入到样品臂，经过第一准直透镜(16)和扫描装置光路聚焦到待测样品(21)上，经待测样品(21)反射的光束再依次经扫描装置光路、第一准直透镜(16)、另一偏振控制器(13)和分束器(12)后被干涉信号探测装置(22)接收。
2.根据权利要求1所述的一种血流成像系统，其特征在于：所述的扫描装置光路包括两个二维扫描振镜组(17、18)、二向色镜(19)和聚焦物镜(20)，第一准直透镜(16)出射的光束依次经过两个二维扫描振镜组(17、18)和二向色镜(19)的连续反射后，经过聚焦物镜(20)聚焦在待测样品(21)上。
3.根据权利要求1所述的一种血流成像系统，其特征在于：还设置有可见光指示装置，可见光指示装置包括低功率可见光光源(25)、第二准直透镜(24)和滤光片(52)，用于指示的可见光经过第二准直透镜(24)、滤光片(52)、二向色镜(19)和聚焦物镜(20)后到待测样品(21)。
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