CN101458212B - 实时成像的光学相干层析皮肤诊断设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种实时成像的光学相干层析皮肤诊断设备，属于光学成像设备领域。该设备包括：电源、光源控制电路、光源、指示光源、第一光纤耦合器、第二光纤耦合器、OCT探头、光学延迟线、光电探测器、信号处理及控制电路和计算处理及显示装置。该成像设备以光学相干成像技术(OCT探头)为核心，通过信号处理及控制电路对信号快速处理，并配合计算处理显示装置，提高了成像速度和图像的分辨率；宽带光源与适用于皮肤扫描的鸭嘴型探头的设计，使得该设备适用于人体皮肤的扫描，并在信号处理及控制电路与计算处理显示装置的配合下可以实时、快速成像。

Description

实时成像的光学相干层析皮肤诊断设备

技术领域

本发明涉及光学相干层析诊断设备，特别是涉及一种适用于对人体皮肤切面组织结构进行光学层析快速扫描实时成像的皮肤诊断设备。

背景技术

光学相干层析成像技术(Opitical Coherence Tomography，简称OCT)是近年来发展起来的新技术，它以低相干测量为原理，利用光学超外差方法，探测被测样品背向散射回的光，空间分辨率达微米量级，特别适用于具有高散射性质的不透明生物样品，与已有的层析成像技术(X光CT、核磁共振CT和超声CT)比较，OCT具有不接触、无损伤、成像清晰等优点。OCT技术在医学领域得到广泛的应用，可用于眼科、皮肤科、食道和胃的一些疾病的早期诊断。在材料和基础研究中也有广泛的应用。

目前应用OCT技术的诊断设备在医学领域的应用还主要集中在眼科，在皮肤科，尤其是在皮肤组织微观诊断上，还没有一种很好的设备可以实时、快速成像完成对皮肤的扫描诊断，主要是由于现有的层析成像设备具有下述缺点：

现有的层析成像设备的(X光CT、核磁共振CT和超声CT)分辨率低，且对人体组织会产生一定损害，因此无法应用在对皮肤的扫描诊断中；

并且由于现有层析成像设备的诊断光存在的透光性的限制，及不同人种、不同位置的皮肤会有不同的透光性，对探测深度有不同的要求，也导致现有层析成像设备无法达到对皮肤进行准确、实时成像来完成扫描诊断；

现有层析成像设备的探测镜头的焦距在非平面性的人体表面皮肤上也存在定位难的问题；并且现有层析成像设备的图像处理能力也无法达到对皮肤微观组织结构处理时所需要的高速信号处理及高速传输的要求。

发明内容

基于上述现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种实时成像的光学相干层析皮肤诊断设备，可方便的对皮肤进行检测并实时成像，成像速度快、成像清晰度高。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明实施方式提供一种实时成像的光学相干层析皮肤诊断设备，该设备包括：电源、光源控制电路、宽带光源、指示光源、第一光纤耦合器、第二光纤耦合器、OCT探头、光学延迟线、光电探测器、信号处理及控制电路和计算处理及显示装置；

所述电源，用于为各部件供电；

所述光源控制电路，与所述电源及所述宽带光源和指示光源连接，用于控制宽带光源及指示光源发出相应的光信号；

所述宽带光源与所述指示光源的光输出端分别经光纤通过第一光纤耦合器和第二光纤耦合器与光学延迟线连接，其中，光源提供扫描用光信号经光学延迟线后对实测样品进行扫描探测，指示光源用于指示扫描的位置和方向；

所述OCT探头，通过光纤及第二光纤耦合器与光电探测器连接，用于对被测样品进行光学扫描后获得成像用光信号；

所述光电探测器，与所述信号处理及控制电路连接，用于将由所述OCT探头输出的光信号转换为电信号输出；

所述信号处理及控制电路，分别与所述光学延迟线、OCT探头、光电探测器、计算处理及显示装置连接，用于控制光学延迟线和OCT探头协调工作，并进行电信号采集，再将所述电信号进行滤波及降噪处理后转为数据信号输出至所述计算处理及显示装置；

所述计算处理及显示装置，用于对所述信号处理及控制电路输出的所述数据信号进行相应处理形成图像后显示输出。

所述OCT探头具体包括：探头主体、调整部件、鸭嘴型探测镜头、X振镜、光纤准直器b、探头指示光源、CCD微型摄像头和控制开关；

所述鸭嘴型探测镜头、X振镜、探头指示光源和CCD微型摄像头分别固定设置在所述探头主体上，所述探头主体通过调整部件与光纤准直器b连接；所述控制开关通过信号线与信号处理及控制电路连接，用于控制扫描过程的启停。

所述鸭嘴型探测镜头具体包括：鸭嘴型探测镜头、胶合透镜b和胶合透镜压紧环；

所述鸭嘴型探测镜头由两片楔形有机玻璃片组成，中间留有作为探测扫描方向的空隙，该鸭嘴型探测镜头与所述胶合透镜b和胶合透镜压紧环依次组合形成鸭嘴型探测镜头。

所述光学延迟线为将各光学器件安装在一个延迟线底板上构成的整体结构光学延迟线，光学延迟线上的各部件上设置调整部件，通过调整部件来调整各光学器件之间的相对位置。

所述光学延迟线具体包括：

延迟线底板、共用固定块、透镜振镜共用底板、振镜安装座、透镜安装座、光栅安装座、二次反射镜调整架a、二次反射镜调整架b、二次反射镜调整架c、碟簧、微调螺纹副、光纤准直器a、二次反射镜、胶合透镜a、Y振镜、调整夹具部件a、微调螺纹组合件、调整夹具部件b和调节拉簧；

所述光栅安装座设置在延迟线底板一端，与光栅安装座相对的延迟线底板另一端上设置透镜振镜共用底板，透镜振镜共用底板前后的延迟线底板上分别设有调整夹具部件a和调整夹具部件b，透镜振镜共用底板两侧的延迟线底板上分别设有共用固定块，透镜安装座活动连接设置在透镜振镜共用底板上与光栅安装座相对应，透镜安装座上设有胶合透镜，调整夹具部件a通过调节拉簧和微调螺纹组合件与透镜安装座连接；透镜安装座后侧的透镜振镜共用底板上设置振镜安装座，振镜安装座与透镜振镜共用底板活动连接，振镜安装座上设置Y振镜，调整夹具部件b通过调节拉簧和微调螺纹组合件与振镜安装座连接；

所述光纤准直器a设置在二次反射镜调整架a上，二次反射镜调整架a与二次反射镜调整架b、二次反射镜调整架c连接构成调节光纤准直器a的调整件，所述光纤准直器a的调整件设置在光栅安装座与透镜安装座之间侧面的延迟线底板上。

所述光源控制电路具体包括：

微处理器、DA输出接口、键盘扫描接口电路、LCD显示接口、电源接口和故障检测接口；

所述微处理器的I/O口的PA0、PA1、PA2端分别与DA输出接口电路中的DA转换器的DIN、CLK、CS端连接，用于输出数据脉冲、同步脉冲和片选信号来控制DA转换器的工作；

所述微处理器的I/O口的PE3～PE7端连接至键盘扫描接口电路，用于实时反应操作键盘的状态；

所述微处理器的I/O口的PG0～PG2和PC0～PC7端与LCD显示接口连接，分别用于传输控制信号和数据信号；

所述微处理器的I/O口的PD0～PD7端与故障检测接口连接，用于实时采集设备的状态信息；

所述电源接口分别与微处理器和各个接口电路的电源输入端连接，用于为光源控制电路提供稳定可靠的直流电源。

所述光源控制电路输出0～4.5V之间的控制电压，调整光源的工作电流在0～600mA之间。

所述的信号处理及控制电路具体包括：

FPGA单元、采集信号接口、高速AD模块、高速缓存器、外触发信号接口和触发选择模块、多路DA输出接口、USB通讯接口和DO/DI接口；

FPGA单元，分别与各外围电路模块连接，用于作为逻辑控制部件，以多线程方式对连接的各电路模块进行实时控制；

采集信号接口、高速AD模块、高速缓存器、外触发信号接口与触发选择模块连接构成AD数据采集通道，AD数据采集通道与FPGA单元连接，用于采集通过光电探测器转换的原始数据；

多路DA输出接口，通过DA缓存器与FPGA单元连接，用于控制横向X振镜、纵向Y振镜实现X振镜与Y振镜协调工作；

USB通讯接口，与FPGA单元连接，用于与计算处理及显示装置进行数据通讯；

DO/DI接口，与FPGA单元连接，用于检测设备的各种状态的开关量信号。

所述信号处理及控制电路通过USB通讯接口与计算处理及显示装置连接。

所述宽带光源为宽带SLD光源。

由上述本发明实施方式提供的技术方案，可以看出本发明实施方式中的成像设备由电源、光源控制电路、光源、指示光源、第一光纤耦合器、第二光纤耦合器、光电探测器、信号处理及控制电路、光学延迟线和OCT探头和计算处理显示装置构成，其中，以光学相干成像OCT探头为核心部件，通过快速进行信号处理及控制的信号处理及控制电路与计算处理显示装置配合，提高了成像速度和图像的分辨率；宽带光源和适用于皮肤扫描的探头的设计，使得该设备更加适用于对人体皮肤的快速扫描，有利于快速成像。

附图说明

图1为本发明实施例的成像设备结构示意图；

图2为本发明实施例的OCT探头结构示意图；

图3为本发明实施例鸭嘴型探测镜头放大示意图；

图4为本发明实施例的光学延迟线的结构示意图；

图5为本发明实施例的信号处理及控制电路原理框图；

图6为本发明实施例的光源控制电路原理框图；

图7为本发明实施例的处理方法流程图。

图中：1-电源；2-光源控制电路；3-宽带光源；4-指示光源；5-信号处理及控制电路；6-2×1耦合器；7-光电探测器；8-2×2光纤耦合器；9-二次反射镜；10-光纤准直器a；11-光栅；12-胶合透镜a；13-Y振镜；14-光纤准直器b；15-X振镜；16-胶合透镜b；17-计算机；18-被测样品；

19-探头主体；20-调整部件a；21-调整部件b；22-调整部件c；23-透镜压紧环；24-鸭嘴型探测镜头；25-指示光接线板；26-摄像头接线板；27-按钮安装板；

32-延迟线底板；33-共用固定块；34-透镜振镜共用底板；35-振镜安装座；36-透镜安装座；37-光栅安装座；38-二次反射镜调整架a；39-二次反射镜调整架c；40-二次反射镜调整架b；41-碟簧；42-微调螺纹副；46-调整夹具部件a；47-微调螺纹组合件；48-调整夹具部件b；49-调节拉簧。

具体实施方式

本发明实施方式给出一种实时成像的光学相干层析皮肤诊断设备，可用于对皮肤样品进行扫描成像，该设备具体包括：电源、光源控制电路、光源、指示光源、第一光纤耦合器、第二光纤耦合器、OCT探头、光学延迟线、光电探测器、信号处理及控制电路和计算处理及显示装置；其中，电源用于为各部件供电；光源控制电路用于控制宽带光源与指示光源发出相应的光信号，宽带光源与所述指示光源的光输出端分别经光纤通过第一光纤耦合器和第二光纤耦合器与光学延迟线连接，其中，光源提供扫描用光信号经光学延迟线后对实测样品进行扫描探测，指示光源用于指示扫描的位置和方向；OCT探头具有适用于皮肤扫描检测的光学结构设计，它通过光纤及第二光纤耦合器与光电探测器连接，用于对被测样品进行光学扫描后获得成像用光信号；光电探测器，与所述信号处理及控制电路连接，用于将由OCT探头输出的光信号转换为电信号输出；信号处理及控制电路，分别与光学延迟线、OCT探头及计算处理及显示装置连接，用于控制光学延迟线和OCT探头协调工作，完成电信号采集，并对电信号进行滤波及降噪处理后转为数据信号输出至连接的计算处理及显示装置；计算处理及显示装置用于对所述信号处理及控制电路输出的所述数据信号进行相应处理形成图像后输出显示。

该成像设备可以对皮肤进行快速扫描成像，具有成像速度快、成像效果好的特点。

为便于更好的理解，下面结合附图和具体实施例对本发明的实施方式作进一步说明。

实施例1

本实施例提供一种实时成像的光学相干层析皮肤诊断设备，是一种医疗设备，可在皮肤检测中对检测的皮肤进行实时快速成像作为诊断图像，具有实时成像、成像速度快和成像效果好的特点，如图1所示，该设备具体包括：

电源、光源控制电路、宽带光源、指示光源、第一光纤耦合器、第二光纤耦合器、OCT探头、光学延迟线、光电探测器、信号处理及控制电路和计算处理及显示装置；

其中，电源用于为各部件供电；光源控制电路与电源及宽带光源和指示光源连接，用于控制宽带光源和指示光源发出相应的光信号；

宽带光源与指示光源的光输出端分别经过光纤及第一光纤耦合器和第二光纤耦合器与光学延迟线连接，其中，光源提供扫描用光信号经光学延迟线后对实测样品进行扫描探测，指示光源用于指示扫描的位置和方向；

OCT探头，通过光纤及第二光纤耦合器与光电探测器连接，用于对被测样品进行光学扫描后获得成像用的光信号；

光电探测器与所述信号处理及控制电路连接，用于将由OCT探头输出的光信号转换为电信号输出；

信号处理及控制电路，分别与光学延迟线、OCT探头及计算处理及显示装置连接，用于控制光学延迟线和OCT探头协调工作，完成电信号采集，并将所述电信号进行滤波及降噪处理后转为数据信号输出至所述计算处理及显示装置；

计算处理及显示装置，用于对信号处理及控制电路输出的数据信号进行相应处理形成图像后显示输出。

实际中，该设备的结构见图1，具体由：电源1、光源控制电路2、宽带光源3、指示光源4、信号处理及控制电路5、2×1耦合器6、光电探测器7、2×2光纤耦合器8、光学延迟线、OCT探头和计算机17构成；其中，光学延迟线由二次反射镜9、光纤准直器a 10、光栅11、胶合透镜a 12和Y振镜13构成，一般将光学延迟线设置在设备的参考臂上；OCT探头由光纤准直器b 14、X振镜15和胶合透镜b 16构成，一般将OCT探头设置在设备的样品臂上。

宽带光源3和指示光源4通过作为第一光纤耦合器的2×1耦合器6耦合到一根光纤内，再通过2×2光纤耦合器8按1∶5比例分别传输到光学延迟线和OCT探头，控制光学延迟线光信号不能太强；作为第二光纤耦合器2×2光纤耦合器8的反馈端输出光学延迟线和OCT探头的干涉光信号通过光纤接入光电探测器7；光电探测器7将OCT探头输出的光信号转换为电信号经过带通滤波(图中未示出，集成在光电探测器7内部)输入到信号处理及控制电路5中，信号处理及控制电路5除了采集处理图像信号外，同时还对光学延迟线中的Y振镜13和OTC探头中的X振镜15进行同步扫描控制，保证X振镜和Y振镜控制信号在周期内同步，并将处理后的数据信号通过USB接口上传给计算机17，计算机17通过图像处理软件再对接收的数据信号进行二次图像增强处理后显示出来，即得到对被测样品的扫描检测结果。

上述设备中的OCT探头具有适用于皮肤扫描检测的光学结构设计，具体如图2的OCT探头结构示意图所示，主要包括：探头主体19、调整部件a 20、调整部件b 21、调整部件c 22、光纤准直器b 14、胶合透镜b 16、透镜压紧环23、鸭嘴型探测镜头24、X振镜15、指示光接线板25、摄像头接线板26、CCD微型摄像头、指示光源4、按钮安装板27和控制开关；其中，鸭嘴型探测镜头24、X振镜15、探头指示光源4和CCD微型摄像头分别固定设置在探头主体19上，探头主体19通过依次连接的调整部件a 20、调整部件b 21和调整部件c 22与光纤准直器b 14连接；控制开关通过信号线与信号处理及控制电路连接，用于控制OCT探头扫描过程的启停；调整部件a 20、调整部件b 21和调整部件c 22用于调节光纤准直器b 14的轴向距离来调整设置在样品臂上的OCT探头的光程，使其与设置在参考臂上的光学延迟线的光程一致；鸭嘴型探测镜头26的具体结构如图3所示，由两片楔形有机玻璃片组成，形状如鸭嘴，中间留有空隙，作为探测扫描口，它与所述胶合透镜和胶合透镜压紧环依次组成形成鸭嘴型探测镜头。在探测时只需鸭嘴型探测镜头24上的鸭嘴型窗口轻微接触被测皮肤样品即可；探头指示光源4可配合CCD微型摄像头进行辅助定位，用来向使用者提示探测光纤的出口及扫描方向。

利用上述OCT探头扫描时，光纤准直器b 14将通过光纤传输的探测光源调整为平行光束，平行光束通过探头主体19的内腔照射到X振镜15上，X振镜15将平行光束反射到鸭嘴型探测镜头24的胶合透镜b 16中，平行光束经胶合透镜b16聚焦，焦点正好在鸭嘴隙缝窗口平面中心外1mm处为最佳探测焦点，扫描过程中随着X振镜15的振动探测焦点在鸭嘴窗口的开口方向反复移动，实现横向扫描；通过各调整部件调整光纤准直器b 14到X振镜15的距离，实现对样品臂上的OCT探头光程的调节。由于本发明实施例的皮肤诊断设备主要用于对皮肤进行检测，所以上述结构OCT探头中鸭嘴型探测镜头的设计可以适用于人体皮肤表面的不规则性，确保一进入探测区域的皮肤保持平整状态，而且在探头上还设置了指示光和CCD摄像头用于辅助定位，保证该OCT探头的横向扫描范围为几个毫米，扫描深度可达到2毫米左右。

上述皮肤诊断设备中，光学延迟线的具体结构如图4所示，是由组成的各光学器件安装在一个延迟线底板上构成的整体结构的光学延迟线，具体包括：延迟线底板32、共用固定块33、透镜振镜共用底板34、振镜安装座35、透镜安装座36、光栅安装座37、二次反射镜调整架a 38、二次反射镜调整架c 39、二次反射镜调整架b 40、碟簧41、微调螺纹副42、光纤准直器a 9、胶合透镜a 12、Y振镜13、调整夹具部件a 46、微调螺纹组合件47、调整夹具部件b 48和调节拉簧49；其中，光栅安装座37设置在延迟线底板32一端，与光栅安装座37相对的延迟线底板32另一端上设置透镜振镜共用底板34，透镜振镜共用底板34前后的延迟线底板32上分别设有调整夹具部件a 46和调整夹具部件b 47，透镜振镜共用底板34两侧的延迟线底板32上分别设有共用固定块33，透镜安装座36活动连接设置在透镜振镜共用底板34上与光栅安装座37相对应，透镜安装座36上设有胶合透镜12，调整夹具部件a 46通过调节拉簧和微调螺纹组合件与透镜安装座36连接；透镜安装座36后侧的透镜振镜共用底板34上设置振镜安装座35，振镜安装座35与透镜振镜共用底板34活动连接，振镜安装座35上设置Y振镜13，调整夹具部件b 48通过调节拉簧49和微调螺纹组合件47与振镜安装座35连接；

光纤准直器a设置在二次反射镜调整架a上，二次反射镜调整架a与二次反射镜调整架b、二次反射镜调整架c连接构成调节光纤准直器a的调整件，所述光纤准直器a的调整件设置在光栅安装座与透镜安装座之间侧面的延迟线底板上。

上述光学延迟线的调整是通过设置的多外调整部件来实现，通过调整部件可以方便的调整各光学器件之间的相对位置；如其中的二次反射镜调整架a 38、二次反射镜调整架c 39和二次反射镜调整架b 40用于调节光纤准直器a 10的三维位置；调整夹具部件a 46用于调节胶合透镜a 12与Y振镜13的相对位置；微调螺纹组合件47、调整夹具部件b 48和调节拉簧49用于统一调整胶合透镜a 12与Y振镜13相对于光栅11的轴向位置。

上述光学延迟线在实际使用中，光纤准直器a 10将通过光纤传输的探测光束调整为平行光束，出射的平行光束经光栅11发生衍射，胶合透镜12将衍射出的光谱聚焦在Y振镜13上，Y振镜13的转动在光谱中引入相移，并且将光重新反射至胶合透镜12，入射到光栅11上，在光栅11上发生衍射后，出射光至二次反射镜9，然后二次反射镜9将光线按原路返回；此光学延迟线扫描具有扫描稳定、快速、范围大，调制频率可选等优点，实现了OCT纵向扫描方式。

上述这种结构的光学延迟线由于采用了整体式设计，可确保光学器件不会因各种环境因素的变化而发生相对位置的变化，提高了成像设备的稳定性；并由于设置多个调整部件，也方便了对各部件之间位置关系的调节。

上述设备中的光源控制电路如图5所示，具体包括：微处理器、DA输出接口、键盘扫描接口电路、LCD显示接口、电源接口和故障检测接口；

其中，微处理器的I/O口的PA0、PA1、PA2端分别与DA输出接口电路中的DA转换器的DIN、CLK、CS连接，用于输出数据脉冲、同步脉冲和片选信号来控制DA接口的工作；微处理器的I/O口的PE3～PE7端连接至键盘扫描接口电路，用于实时反应操作键盘的状态；微处理器的I/O口的PG0～PG2和PC0～PC7端与LCD显示接口连接，分别用于传输控制信号和数据信号；微处理器的I/O口的PD0～PD7端与故障检测接口连接，用于实时采集系统状态信息；电源接口分别与微处理器和各个接口电路的电源输入端连接，为光源控制电路的整块电路提供稳定可靠的直流电源。

在上述光源控制电路中，微处理器是核心，控制着所有外围接口电路的工作(电源接口除外)，同时具有逻辑判断处理功能，即通过不断扫描键盘接口电路传来的数据指令，根据不同指令做出相应的逻辑判断，并立即执行相应的动作，如：向LCD显示接口输出相应的设置数据、根据故障信息报告相应的故障信息、向DA输出相当的电压来调整光源的工作电流从而调整光源的输出功率；电源输入输出接口用于分别向电路和光源提供相当功率的稳定工作电压。该光源控制电路可实现对激光电源执行闭环恒流控制，具有高稳定性的优点。

上述设备中，信号处理及控制电路的原理框图如图7所示，该信号处理及控制电路用于对光学延迟线中的Y振镜13和OTC探头中的X振镜15进行同步扫描控制，保证X振镜和Y振镜控制信号在周期内同步，及对光电探测器7将OCT探头输出的光信号转换为电信号，并经过带通滤波输出的信号进行滤波及降噪处理后输出给计算机17，该信号处理及控制电路主要包括：FPGA单元、采集信号接口、高速AD模块、高速缓存器、外触发信号接口和触发选择模块、多路DA输出接口、USB通讯接口(如：可以采用USB2.0接口)和DO/DI接口；

FPGA单元，分别与各外围电路模块连接，用于作为逻辑控制部件，以多线程方式对连接的各电路模块进行实时控制；

采集信号接口、高速AD模块、高速缓存器、外触发信号接口与触发选择模块连接构成AD数据采集通道，AD数据采集通道与FPGA单元连接，用于采集通过光电探测器转换的原始数据；

多路DA输出接口，通过DA缓存器与FPGA单元连接，用于控制横向X振镜、纵向Y振镜实现X振镜与Y振镜协调工作；

USB通讯接口，与FPGA单元连接，用于与计算处理及显示装置进行数据通讯；

DO/DI接口，与FPGA单元连接，用于检测设备的各种状态的开关量信号。

上述电路中，FPGA为可编程逻辑器件，作为核心部件，用于同时控制各通道的工作和信号处理，实现真正的多线程工作方式。该信号处理及控制电路通过一路高速AD通道来采集光电探测器输出的图像数据，高速AD的触发采样频率可达10MHz，14位AD分辨率，16M采样点AD缓存；4通道独立DA，分辨率12bit，并且还有多路模拟量控制信号输出，用于控制延迟线和探头内光学振镜的协调工作，支持USB2.0通讯接口具有传输速度快、缓存大、连接方便等特点，使该设备与作为计算处理及显示装置的计算机的连接更加方便。该电路的具体工作过程为：信号通过采集信号接口电路转换为可采集的电压信号，通过高速AD模块转换为数字信号并存入高速AD缓存器等待FPGA的调用，FPGA根据外触发信号接口和触发选择模块的设置判断如何启动AD和调用AD缓存器内的数据，并通过USB通讯接口传送给上位计算机；上位计算机也可通过USB通讯接口将预先设定好的数据传送给FPGA，FPGA根据数据中的目标将数据存入到相应DA缓存器，并通过相应的DA通道输出；FPGA在完成上述工作的同时还可实时检测DI接口的状态或通过DO输出高低电平。

实际中，上述设备中的计算处理显示装置可以采用计算机，在该计算处理显示装置接收到信号处理及控制电路输出的数据信号后，可根据图6所示的流程进行相应的处理，具体如下：开始、主界面(初始化)、开始扫描、图像数据处理、图像显示、退出等过程。在初始化过程中主要是对光学部件、探测器、电路的进行初始参数设定，是开始扫描前的准备；开始扫描即按照初始化中设定参数开始向光源、样品臂、参考臂发送同步控制信号，并开始从光电探测器采集数据，并将数据存到缓存中；图像数据处理主要是进行图像增强处理，包括去除图像噪声、均衡化处理、中值滤波、平滑、锐化等处理；图像显示过程是将处理后的数据转化为图像显示出来，具有图像的放大、缩小、测量距离等功能；推出过程包括正常退出和异常退出，使在出现异常现象或用户希望退出时关闭程序。该处理流程可以通过在计算机中设置的相应处理软件来实现。

实际中，为保证本发明实施例中的皮肤诊断设备具有较高的纵向分辨率，宽带光源可以采用宽带SLD光源，这种宽带SLD光源与上述的具有高稳定性的光源控制电路配合，使该皮肤诊断设备的光源更加稳定、工作寿命更长。

综上所述，本发明实施例中成像设备由电源、光源控制电路、光源、第一光纤耦合器、第二光纤耦合器、光电探测器、信号处理及控制电路、光学延迟线和OCT探头和计算处理显示装置构成；其中，以光学相干成像OCT探头为核心部件，通过对信号处理及对光学延迟线的Y振镜和OTC探头的X振镜进行同步扫描控制的信号处理及控制电路与计算处理显示装置配合，提高了成像速度和图像的分辨率；宽带光源和适用于皮肤扫描的OTC探头的设计，使得该设备更加适用于对人体的皮肤进行的扫描。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种实时成像的光学相干层析皮肤诊断设备，其特征在于，该设备包括：电源、光源控制电路、宽带光源、指示光源、第一光纤耦合器、第二光纤耦合器、OCT探头、光学延迟线、光电探测器、信号处理及控制电路和计算处理及显示装置；

所述电源，用于为各部件供电；

所述光源控制电路，与所述电源及所述宽带光源和指示光源连接，用于控制宽带光源及指示光源发出相应的光信号；

所述宽带光源与所述指示光源的光输出端分别经光纤通过第一光纤耦合器和第二光纤耦合器与光学延迟线连接，其中，光源提供扫描用光信号经光学延迟线后对实测样品进行扫描探测，指示光源用于指示扫描的位置和方向；

所述OCT探头，通过光纤及第二光纤耦合器与光电探测器连接，用于对被测样品进行光学扫描后获得成像用光信号；

所述光电探测器，与所述信号处理及控制电路连接，用于将由所述OCT探头输出的光信号转换为电信号输出；

所述信号处理及控制电路，分别与所述光学延迟线、OCT探头、光电探测器、计算处理及显示装置连接，用于控制光学延迟线和OCT探头协调工作，并进行电信号采集，再将所述电信号进行滤波及降噪处理后转为数据信号输出至所述计算处理及显示装置；

所述计算处理及显示装置，用于对所述信号处理及控制电路输出的所述数据信号进行相应处理形成图像后显示输出；

所述OCT探头具体包括：探头主体、调整部件、鸭嘴型探测镜头、X振镜、光纤准直器b、探头指示光源、CCD微型摄像头和控制开关；

所述鸭嘴型探测镜头、X振镜、探头指示光源和CCD微型摄像头分别固定设置在所述探头主体上，所述探头主体通过调整部件与光纤准直器b连接；所述控制开关通过信号线与信号处理及控制电路连接，用于控制扫描过程的启停；

所述鸭嘴型探测镜头具体包括：鸭嘴型探测镜头、胶合透镜b和胶合透镜压紧环；

所述鸭嘴型探测镜头由两片楔形有机玻璃片组成，中间留有作为探测扫描方向的空隙，该鸭嘴型探测镜头与所述胶合透镜b和胶合透镜压紧环依次组合形成鸭嘴型探测镜头。

2.根据权利要求1所述的皮肤诊断设备，其特征在于，所述光学延迟线为将各光学器件安装在一个延迟线底板上构成的整体结构光学延迟线，光学延迟线上的各部件上设置调整部件，通过调整部件来调整各光学器件之间的相对位置。

3.根据权利要求2所述的皮肤诊断设备，其特征在于，所述光学延迟线具体包括：

延迟线底板、共用固定块、透镜振镜共用底板、振镜安装座、透镜安装座、光栅安装座、二次反射镜调整架a、二次反射镜调整架b、二次反射镜调整架c、碟簧、微调螺纹副、光纤准直器a、二次反射镜、胶合透镜a、Y振镜、调整夹具部件a、微调螺纹组合件、调整夹具部件b和调节拉簧；

所述光栅安装座设置在延迟线底板一端，与光栅安装座相对的延迟线底板另一端上设置透镜振镜共用底板，透镜振镜共用底板前后的延迟线底板上分别设有调整夹具部件a和调整夹具部件b，透镜振镜共用底板两侧的延迟线底板上分别设有共用固定块，透镜安装座活动连接设置在透镜振镜共用底板上与光栅安装座相对应，透镜安装座上设有胶合透镜，调整夹具部件a通过调节拉簧和微调螺纹组合件与透镜安装座连接；透镜安装座后侧的透镜振镜共用底板上设置振镜安装座，振镜安装座与透镜振镜共用底板活动连接，振镜安装座上设置Y振镜，调整夹具部件b通过调节拉簧和微调螺纹组合件与振镜安装座连接；

所述光纤准直器a设置在二次反射镜调整架a上，二次反射镜调整架a与二次反射镜调整架b、二次反射镜调整架c连接构成调节光纤准直器a的调整件，所述光纤准直器a的调整件设置在光栅安装座与透镜安装座之间侧面的延迟线底板上。

4.根据权利要求1所述的皮肤诊断设备，其特征在于，所述光源控制电路具体包括：

微处理器、DA输出接口、键盘扫描接口电路、LCD显示接口、电源接口和故障检测接口；

所述微处理器的I/O口的PA0、PA1、PA2端分别与DA输出接口电路中的DA转换器的DIN、CLK、CS端连接，用于输出数据脉冲、同步脉冲和片选信号来控制DA转换器的工作；

所述微处理器的I/O口的PE3～PE7端连接至键盘扫描接口电路，用于实时反应操作键盘的状态；

所述微处理器的I/O口的PG0～PG2和PC0～PC7端与LCD显示接口连接，分别用于传输控制信号和数据信号；

所述微处理器的I/O口的PD0～PD7端与故障检测接口连接，用于实时采集设备的状态信息；

所述电源接口分别与微处理器和各个接口电路的电源输入端连接，用于为光源控制电路提供稳定可靠的直流电源。

5.根据权利要求4所述的皮肤诊断设备，其特征在于，所述光源控制电路输出0～4.5V之间的控制电压，调整光源的工作电流在0～600mA之间。

6.根据权利要求1所述的皮肤诊断设备，其特征在于，所述的信号处理及控制电路具体包括：

FPGA单元、采集信号接口、高速AD模块、高速缓存器、外触发信号接口和触发选择模块、多路DA输出接口、USB通讯接口和DO/DI接口；

FPGA单元，分别与各外围电路模块连接，用于作为逻辑控制部件，以多线程方式对连接的各电路模块进行实时控制；

采集信号接口、高速AD模块、高速缓存器、外触发信号接口与触发选择模块连接构成AD数据采集通道，AD数据采集通道与FPGA单元连接，用于采集通过光电探测器转换的原始数据；

多路DA输出接口，通过DA缓存器与FPGA单元连接，用于控制横向X振镜、纵向Y振镜实现X振镜与Y振镜协调工作；

USB通讯接口，与FPGA单元连接，用于与计算处理及显示装置进行数据通讯；

DO/DI接口，与FPGA单元连接，用于检测设备的各种状态的开关量信号。

7.根据权利要求1或6所述的皮肤诊断设备，其特征在于，所述信号处理及控制电路通过USB通讯接口与计算处理及显示装置连接。

8.根据权利要求1所述的皮肤诊断设备，其特征在于，所述宽带光源为宽带SLD光源。

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