CN110186873B - 一种磁动式光学相干层析成像的降噪装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种磁动式光学相干层析成像的降噪装置,该装置包括顶盖、圆筒和角度调节底座,顶盖的上端面镶嵌有光学平晶,顶盖与圆筒通过内螺纹与外螺纹的配合实现螺纹传动连接;角度调节底座包括面板和底板,面板与底板的一端通过合页结构连接,另一端通过启盖螺钉连接,圆筒固定连接在面板上,拧动启盖螺钉,面板带动圆筒绕合页结构的转轴转动;圆筒内设置有可移动的样品放置台。本发明提供的磁动式光学相干层析成像的降噪装置,结构简单,调节方便,参考光与样品光共用一个光学路径,减小了扫描振镜对样品光与参考光之间光程差的影响,有效抑制磁场调制噪声,在确保高扫描速度条件下,提高了成像质量。

Description

一种磁动式光学相干层析成像的降噪装置
技术领域
本发明涉及光学成像技术领域,特别是涉及一种磁动式光学相干层析成像的降噪装置。
背景技术
光学相干层析成像(OCT)是一种具有高分辨率、深度分辨能力的成像方法。磁动式光学相干层析成像(MM-OCT)是OCT的功能扩展,其原理就是利用OCT检测外部磁场驱动的组织内磁性纳米粒子(MNPS)运动状况,以实现对MNPS的示踪。
目前,在MM-OCT示踪MNPS时,还存在一定的问题。磁场调制MNPS产生运动是成像的基础,但是,交变磁场同样会影响系统探测端,产生调制振动噪声。这是由于系统探测端光路由光机组件固定连接,有的光机组件由不锈钢制成,有的含有铁磁性杂质,任何在磁场中的铁磁性物质都会受到调制。探测臂的振动会与正常纳米粒子振动信号叠加,造成无MNPS区域也会呈现运动的伪像。传统MMOCT的样品臂与参考臂是分离的,当磁场引起样品臂中铁磁性物质振动时,参考臂由于远离磁场而未受到影响,此时的样品臂相对参考臂运动,由于MMOCT成像提取的是参考臂与样品臂之间的相对运动信号(参考光与样品光之间的光程差变化信号),成像时就会产生样品运动的伪像,因此,对MMOCT成像系统而言,亟需一种检测方法或装置来实现调制噪声的有效消除。
文献“Intravascular magnetomotive optical coherence tomography oftargeted early-stage atherosclerotic changes in ex vivo hyperlipidemic rabbitaortas.J Biophotonics 2016Jan;9(1-2):109-16”公开介绍了一种MM-OCT探测端装置,该装置所有组件均不含铁磁性物质,包括定制无铁磁性物质的MMOCT样品臂,以消除磁场调制噪声,该方法采用电动位移台带动探测端实现横向扫描以获得二维图像,该方法虽然解决了磁噪声的问题,但是电机扫描速度较慢,无法实现快速扫描。通常条件下,OCT系统采用二维振镜扫描,以提高扫描速度,但是扫描振镜的内部含有线圈,通电后相当于磁体,它会响应外来磁场调制产生振动,造成样品光与参考光之间的光程差变化,产生样品运动的伪像,因此在采用扫描振镜提高扫描速度的条件下,仍然需要解决调制噪声的消除问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种磁动式光学相干层析成像的降噪装置,结构简单,调节方便,参考光与样品光共用一个光学路径,减小了扫描振镜对样品光与参考光之间光程差的影响,有效抑制磁场调制噪声,在确保高扫描速度条件下,提高了成像质量。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
一种磁动式光学相干层析成像的降噪装置,包括:顶盖、圆筒和角度调节底座,所述顶盖的上端面镶嵌有光学平晶,所述顶盖为圆筒状,所述顶盖的内侧壁设置有内螺纹,所述圆筒的外侧壁设置有外螺纹,所述顶盖与所述圆筒通过内螺纹与外螺纹的配合实现螺纹传动连接;所述角度调节底座包括面板和底板,所述面板与所述底板的一端通过合页结构连接,另一端通过启盖螺钉连接,所述圆筒固定连接在所述面板上,拧动所述启盖螺钉,所述面板带动所述圆筒绕所述合页结构的转轴转动;所述圆筒内设置有可移动的样品放置台。
可选的,所述可移动的样品放置台包括固定板、纵向导轨、横向导轨和滑动台,所述固定板固定连接在所述圆筒的底端,所述纵向导轨固定连接在所述固定板上,所述横向导轨的底端固定连接有滑块,所述横向导轨通过滑块与所述纵向导轨滑动连接,所述滑动台与所述横向导轨滑动连接;所述圆筒的侧壁上穿设有正纵向推杆、负纵向推杆、正横向推杆和负横向推杆,所述正纵向推杆和负纵向推杆相对设置,且所述正纵向推杆、负纵向推杆与所述横向导轨位于同一水平面,所述正纵向推杆、负纵向推杆用于推动所述横向导轨沿所述纵向导轨来回移动;所述正横向推杆和负横向推杆相对设置,且所述正横向推杆、负横向推杆与所述滑动台位于同一水平面,所述正横向推杆、负横向推杆用于推动所述滑动台沿所述横向导轨来回移动,所述滑动台上放置待检测样品。
可选的,所述正横向推杆、负横向推杆、正纵向推杆和负纵向推杆均为螺栓。
可选的,所述面板上设置有螺孔,所述启盖螺钉的螺帽端穿设在所述螺孔内,所述启盖螺钉的远离螺帽的一端顶在所述底板上。
可选的,所述面板和底板均为五边形,所述合页结构设置在所述五边形的任一侧边,所述启盖螺钉设置在与所述侧边对应的角上。
可选的,所述光学平晶的周边开设有通气孔,所述圆筒的侧壁上设置有开槽。
根据本发明提供的具体实施例,本发明公开了以下技术效果:本发明提供的磁动式光学相干层析成像的降噪装置,在顶盖的上端面镶嵌光学平晶,参考光不再采用来自传统MMOCT样品臂平面镜的背向散射光,而是采用来自光学平晶下表面的反射光,且光学平晶与载物装置的一体化设置使得参考光与样品光共用一个光学路径且相对静止,所以此时样品运动信号只产生于光学平晶与样品之间的相对运动,装置以外的磁场调制振动(含扫描振镜振动)为共光路部分整体振动,不会造成参考光与样品光之间光程差的改变,所以磁场调制样品臂(含扫描振镜)振动产生的噪声被抑制,如果样品中含有MNPS,MMOCT提取的是样品中MNPS的磁动信号,此信号为MMOCT成像所需正确信号,此装置在不定制无铁磁性物质的MMOCT样品臂的条件下,消除了扫描振镜响应外来磁场引入的调制噪声,确保在MMOCT系统中应用扫描振镜,在提高扫描速度的同时,提高了MMOCT的成像质量;顶盖与圆筒通过螺纹传动连接,通过转动顶盖可调节顶盖高度,从而调节待检测样品与光学平晶下表面之间的距离,同时,利用角度调节底座,通过转动启盖螺钉,使得面板带动圆筒绕合页结构的转轴转动,相对于底板发生一定角度的倾斜,实现角度调节;设置可移动的样品放置台,通过旋转圆筒侧壁上的正横向推杆、负横向推杆、正纵向推杆和负纵向推杆,使得滑动台能够搭载待检测样品,实现二维平移,调节待检测样品的成像区域,本装置结构简单,但是调节操作十分方便,满足检测操作的需求;此外,针对动物类待检测样品,为保证实验动物的呼吸,光学平晶周边开有通气孔,圆筒的侧壁有开槽。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例磁动式光学相干层析成像的降噪装置的爆炸图;
图2为本发明实施例磁动式光学相干层析成像的降噪装置的装配图;
图3为本发明实施例磁动式光学相干层析成像的降噪装置的主视图;
图4为本发明实施例磁动式光学相干层析成像的降噪装置的侧视图;
图5为本发明实施例磁动式光学相干层析成像的降噪装置的俯视图;
图6为应用了本发明所述装置的MMOCT的系统原理图;
附图标记:1、光学平晶;2、顶盖;3、面板;4、底板;5、启盖螺钉;6、纵向导轨;7、横向导轨;8、滑动台;9、圆筒;9a、正横向推杆;9b、负横向推杆;9c、正纵向推杆;9d、负纵向推杆;10、固定板;11、通气孔;12、开槽;13、扫描振镜;14、光学透镜;15、电磁线圈。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种磁动式光学相干层析成像的降噪装置,结构简单,调节方便,参考光与样品光共用一个光学路径,减小了扫描振镜对样品光与参考光之间光程差的影响,有效抑制磁场调制噪声,在确保高扫描速度条件下,提高了成像质量。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1-图6所示,本发明实施例提供的磁动式光学相干层析成像的降噪装置,包括:顶盖2、圆筒9和角度调节底座,所述顶盖2的上端面镶嵌有光学平晶1,所述顶盖2为圆筒状,所述顶盖2的内侧壁设置有内螺纹,所述圆筒9的外侧壁设置有外螺纹,所述顶盖2与所述圆筒9通过内螺纹与外螺纹的配合实现螺纹传动连接;所述角度调节底座包括面板3和底板4,所述面板3与所述底板4的一端通过合页结构可转动连接,所述合页结构采用现有的常见结构,包括通过转轴连接的两个叶片,两个叶片分别与所述面板3和底板4固定连接,所述面板3与所述底板4的另一端通过启盖螺钉5连接,所述面板3上设置有螺孔,所述启盖螺钉5的螺帽端穿设在所述螺孔内,所述启盖螺钉5的远离螺帽的一端顶在所述底板4上;所述圆筒固定连接在所述面板上,拧动所述启盖螺钉5,所述面板3带动所述圆筒9绕所述合页结构的转轴转动;所述圆筒9内设置有可移动的样品放置台。所述面板3和底板4均为五边形,所述合页结构设置在所述五边形的任一侧边,所述启盖螺钉5设置在与所述侧边对应的角上。
所述可移动的样品放置台包括固定板10、纵向导轨6、横向导轨7和滑动台8,所述固定板10固定连接在所述圆筒9的底端,所述纵向导轨6固定连接在所述固定板10上,所述横向导轨7的底端固定连接有滑块,所述横向导轨7通过滑块与所述纵向导轨6滑动连接,所述滑动台8与所述横向导轨7滑动连接;所述圆筒9的侧壁上穿设有正纵向推杆9c、负纵向推杆9d、正横向推杆9a和负横向推杆9b,所述正纵向推杆9c和负纵向推杆9d相对设置,且所述正纵向推杆9c、负纵向推杆9d与所述横向导轨7位于同一水平面,所述正纵向推杆9c、负纵向推杆9d用于推动所述横向导轨7沿所述纵向导轨6来回移动;所述正横向推杆9a和负横向推杆9b相对设置,且所述正横向推杆9a、负横向推杆9b与所述滑动台8位于同一水平面,所述正横向推杆9a、负横向推杆9b用于推动所述滑动台8沿所述横向导轨7来回移动,所述滑动台8上放置待检测样品;所述正横向推杆9a、负横向推杆9b、正纵向推杆9c和负纵向推杆9d均为螺栓。
所述光学平晶1的周边开设有通气孔11,所述圆筒9的侧壁上设置有开槽12,用于保证动物类样品的正常呼吸。
传统MM-OCT系统参考壁和样品臂是独立的,参考光采用来自参考臂的参考镜反散射光,本装置中,带有光学平晶的顶盖与圆筒配合相当于参考臂与样品臂结构,本装置的应用,可以在不定制无铁磁性物质的MMOCT样品臂的条件下,消除了扫描振镜响应外来磁场引入的调制噪声,实现了在MMOCT系统中应用扫描振镜,减小了扫描振镜的影响,在提高MMOCT的成像质量的同时确保了采集速度,MMOCT系统中扫描振镜13、光学透镜14、电磁线圈15以及本装置的位置布置图如图6所示。
本发明提供的磁动式光学相干层析成像的降噪装置,在顶盖的上端面镶嵌光学平晶,参考光不再采用来自传统MMOCT样品臂平面镜的背向散射光,而是采用来自光学平晶下表面的反射光,且光学平晶与载物装置的一体化设置使得参考光与样品光共用一个光学路径且相对静止,所以此时样品运动信号只产生于光学平晶与样品之间的相对运动,装置以外的磁场调制振动(含扫描振镜振动)为共光路部分整体振动,不会造成参考光与样品光之间光程差的改变,所以磁场调制样品臂(含扫描振镜)振动产生的噪声被抑制,如果样品中含有MNPS,MMOCT提取的是样品中MNPS的磁动信号,此时MMOCT成像只提取参考光与样品光之间的相对运动信号,即MNPS的磁动信号,此装置在不定制无铁磁性物质的MMOCT样品臂的条件下,消除了扫描振镜响应外来磁场引入的调制噪声,确保在MMOCT系统中应用扫描振镜,在提高扫描速度的同时,提高了MMOCT的成像质量;顶盖与圆筒通过螺纹传动连接,通过转动顶盖可调节顶盖高度,从而调节待检测样品与光学平晶下表面之间的距离,同时,利用角度调节底座,通过转动启盖螺钉,使得面板带动圆筒绕合页结构的转轴转动,相对于底板发生一定角度的倾斜,实现角度调节;设置可移动的样品放置台,通过旋转圆筒侧壁上的正横向推杆、负横向推杆、正纵向推杆和负纵向推杆,使得滑动台能够搭载待检测样品,实现二维平移,调节待检测样品的成像区域,本装置结构简单,但是调节操作十分方便,满足检测操作的需求;此外,针对动物类待检测样品,为保证实验动物的呼吸,光学平晶周边开有通气孔,圆筒的侧壁有开槽。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种磁动式光学相干层析成像的降噪装置,其特征在于,包括:顶盖、圆筒和角度调节底座,所述顶盖的上端面镶嵌有光学平晶,所述光学平晶的下表面反射光为磁动式光学相干层析成像系统的参考光,所述顶盖为圆筒状,所述顶盖的内侧壁设置有内螺纹,所述圆筒的外侧壁设置有外螺纹,所述顶盖与所述圆筒通过内螺纹与外螺纹的配合实现螺纹传动连接;所述角度调节底座包括面板和底板,所述面板与所述底板的一端通过合页结构连接,另一端通过启盖螺钉连接,所述圆筒固定连接在所述面板上,拧动所述启盖螺钉,所述面板带动所述圆筒绕所述合页结构的转轴转动;所述圆筒内设置有可移动的样品放置台,所述样品放置台与光学平晶一体化设计,样品光与参考光共用一个光路。
2.根据权利要求1所述的磁动式光学相干层析成像的降噪装置,其特征在于,所述可移动的样品放置台包括固定板、纵向导轨、横向导轨和滑动台,所述固定板固定连接在所述圆筒的底端,所述纵向导轨固定连接在所述固定板上,所述横向导轨的底端固定连接有滑块,所述横向导轨通过滑块与所述纵向导轨滑动连接,所述滑动台与所述横向导轨滑动连接;所述圆筒的侧壁上穿设有正纵向推杆、负纵向推杆、正横向推杆和负横向推杆,所述正纵向推杆和负纵向推杆相对设置,且所述正纵向推杆、负纵向推杆与所述横向导轨位于同一水平面,所述正纵向推杆、负纵向推杆用于推动所述横向导轨沿所述纵向导轨来回移动;所述正横向推杆和负横向推杆相对设置,且所述正横向推杆、负横向推杆与所述滑动台位于同一水平面,所述正横向推杆、负横向推杆用于推动所述滑动台沿所述横向导轨来回移动,所述滑动台上放置待检测样品。
3.根据权利要求2所述的磁动式光学相干层析成像的降噪装置,其特征在于,所述正横向推杆、负横向推杆、正纵向推杆和负纵向推杆均为螺栓。
4.根据权利要求1所述的磁动式光学相干层析成像的降噪装置,其特征在于,所述面板上设置有螺孔,所述启盖螺钉的螺帽端穿设在所述螺孔内,所述启盖螺钉的远离螺帽的一端顶在所述底板上。
5.根据权利要求1所述的磁动式光学相干层析成像的降噪装置,其特征在于,所述面板和底板均为五边形,所述合页结构设置在所述五边形的任一侧边,所述启盖螺钉设置在与所述侧边对应的角上。
6.根据权利要求1所述的磁动式光学相干层析成像的降噪装置,其特征在于,所述光学平晶的周边开设有通气孔,所述圆筒的侧壁上设置有开槽。
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