CN110199171B - 用于多模式眼科光学相干断层成像术的动态模式切换 - Google Patents

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Abstract

用于基于扫频源OCT干涉信号来选择性地产生半深度和全深度OCT图像的技术和设备。示例性方法包括：从第一采样速率和第二采样速率中选择，所述第二采样速率是所述第一采样速率的两倍；并且使用具有与所述第一采样速率相对应的频率范围的k时钟信号、以所选择的采样速率采样所述扫频源光学相干断层成像术(OCT)干涉信号，以产生采样的OCT干涉信号。所述方法进一步包括：处理所述采样的OCT干涉信号以获得OCT图像，使得所得OCT图像在选择所述第一采样速率的情况下是半深度图像，而在选择所述第二采样速率的情况下是全深度图像。

Description

用于多模式眼科光学相干断层成像术的动态模式切换
技术领域
本公开总体上涉及比如用于眼科应用中的光学相干断层成像术 (OCT)，更具体地涉及使用模式切换电路来选择性地产生半深度和全深度OCT图像的技术和设备。
背景技术
光学相干断层成像术(OCT)是用于执行高分辨率截面成像的技术。它通常应用于例如在微观尺度上实时对生物组织结构、比如人眼成像。光波从物体或样品反射，并且计算机通过使用关于波在反射时如何变化的信息来产生样品的横截面图像或三维体积渲染图像。
可以基于傅立叶域处理的时域处理来执行OCT。后一种途径包括称为扫频源OCT的技术，其中用于照射样品的光学信号的光谱分量被实时地编码。换言之，光源扫掠(或步进)跨过光学带宽，其中在跨这个光学带宽的若干点处对由源信号和反射信号的组合产生的干涉信号进行采样。典型地被设计用于在跨光学带宽的等距间隔的点处对干涉信号采样的采样时钟被称为“k时钟”，并且所得样品(是光学频域或“k空间”中的样品)被称为“k空间”样品。
在实践中，光源被相继引导到被成像的物体(例如，眼睛)的表面上的一系列点中的每个点，其中在这些点中的每个点处收集跨光谱带宽的k 空间样品。使用众所周知的数字信号处理技术来处理对应于每个点的k空间样品，以提供与成像物体中的一系列深度、即“A扫描”相对应的图像数据。对跨这一系列点的A扫描进行编译以产生B扫描；可以对与沿着成像物体的相继的“行”相对应的多个B扫描进行编译以形成三维图像数据。应了解的是，由于在扫频源OCT中使用的傅立叶域处理，因此，不需要z轴扫描(其中，干涉的参考臂的长度连续改变以获得成像物体中的不同深度处的信息)。而是，在与k空间样品的光谱频率增量的大小相反地对应的一系列深度上，通过对k空间样品的处理来获得深度信息。
发明内容
下文详细描述了基于扫频源OCT干涉信号、并且至少在以下实施例中使用模式切换电路系统来选择性地产生半深度和全深度OCT图像的若干种技术和设备。
根据一些实施例的示例性方法包括：从第一采样速率和第二采样速率中选择，所述第二采样速率是第一采样速率的两倍；并且使用具有与所述第一采样速率相对应的频率范围的k时钟信号、以所选择的采样速率采样所述扫频源光学相干断层成像术(OCT)干涉信号，以产生采样的OCT 干涉信号。所述方法进一步包括：处理所述采样的OCT干涉信号以获得 OCT图像，使得所得OCT图像在选择所述第一采样速率的情况下是半深度图像，而在选择所述第二采样速率的情况下是全深度图像。
在一些实施例中，采样所述扫频源OCT干涉信号包括：基于选择所述第一采样速率还是所述第二采样速率，使用所述k时钟信号、以半速率模式或全速率模式来采样所述扫频源OCT干涉信号，其中，所述半速率模式包括在所述k时钟信号的每个上升沿上、或在所述k时钟信号的每个下降沿上、但不同时在这两者上采样所述扫频源OCT干涉信号，并且其中，所述全速率模式包括在所述k时钟信号的每个上升沿和每个下降沿上采样所述扫频源OCT干涉信号。在其他实施例中，以所选择的采样速率采样所述扫频源OCT干涉信号包括：在选择所述第一采样速率的情况下，使用第一A/D转换器和所述k时钟信号来采样所述扫频源OCT干涉信号，以获得所述采样的OCT干涉信号；并且，在选择所述第二采样速率的情况下，使用所述第一A/D转换器和所述k时钟信号来采样所述扫频源OCT 干涉信号，以获得所述第一速率下的第一采样输出，并且与使用所述第一A/D转换器来采样所述扫频源OCT干涉信号并行地还使用第二A/D转换器和所述k时钟信号的经相移副本来采样所述扫频源OCT干涉信号，以获得所述第一速率下的第二采样输出，所得第二采样输出相对于所述第一采样输出在时间上移位。在这些实施例中，将所述第一采样输出和第二采样输出相组合以获得所述采样的OCT干涉信号。在这些实施例中的一些实施例中，选择性地生成k时钟信号的经相移副本，即，在选择所述第二采样速率的情况下。
下文中还详细描述了用于实施上文所概述的一种或多种技术的设备。实例是一种光学相干断层成像术(OCT)数据获取与处理电路，所述电路被配置用于基于扫频源OCT干涉信号来选择性地产生半深度OCT图像或全深度OCT图像，其中所述OCT数据获取与处理电路包括：模数(A/D) 转换器电路，所述模数转换器电路被配置用于使用k时钟信号、以第一采样速率或第二采样速率来选择性地采样所述扫频源OCT干涉信号，以产生采样的OCT干涉信号，其中，所述第二采样速率是所述第一采样速率的两倍，并且其中，所述以所述第一采样速率或所述第二采样速率进行采样是基于速率选择信号。所述示例性OCT数据获取与处理电路进一步包括数字信号处理电路，所述数字信号处理电路被配置用于处理所述采样的OCT干涉信号以获得OCT图像，使得所述OCT图像在选择所述第一采样速率的情况下是半深度图像，而在选择所述第二采样速率的情况下是全深度图像。
在一些实施例中，上文所概述的示例性OCT数据获取与处理电路中的A/D转换器电路包括双速率A/D转换器，所述双速率A/D转换器被配置用于通过响应于所述速率选择信号，使用所述k时钟信号、以半速率模式或全速率模式来采样所述扫频源OCT干涉信号而产生所述采样的OCT 干涉信号，其中，所述半速率模式包括在所述k时钟信号的每个上升沿上、或在所述k时钟信号的每个下降沿上、但不同时在这两者上采样所述扫频源OCT干涉信号，并且其中，所述全速率模式包括在所述k时钟信号的每个上升沿和每个下降沿上采样所述扫频源OCT干涉信号。
在其他实施例中，上文所概述的示例性OCT数据获取与处理电路中的A/D转换器电路包括k时钟倍频器电路，所述倍频器电路被配置用于根据所述k时钟信号来产生第一和第二A/D时钟信号，所述第一A/D时钟信号是k时钟信号的副本，并且所述第二A/D时钟信号是所述k时钟信号的经相移副本；以及第一和第二A/D转换器，每个转换器被配置用于接收扫频源OCT干涉信号，并且每个转换器被配置用于分别使用所述第一和第二A/D时钟信号来选择性地采样所述扫频源OCT干涉信号，以产生各自的采样输出。这些实施例中的A/D转换器进一步包括多路复用器，所述多路复用器被配置用于将这些采样输出相组合以产生采样的OCT干涉信号。这些实施例中的A/D转换器电路被配置用于响应于所述速率选择信号以半速率模式或全速率模式操作，其中，在所述半速率模式下仅激活所述A/D转换器中的一个，并且在全速率模式下激活所述两个 A/D转换器。在这些实施例中的一些实施例中，所述k时钟倍频器电路被配置用于响应于所述速率选择信号来选择性地产生所述第一和第二A/D 时钟信号中的一个或两个。
应理解的是，上文所概述以及下文所详细描述为体现本发明的特定方法和装置是以说明的方式示出的，而不是对本发明的限制。在各个实施例中，在不背离本发明的范围的情况下，可以采用如本文描述的本发明的若干原理和特征。
附图说明
图1展示了示例性扫频源光学相干断层成像术(OCT)系统的部件。
图2是展示了常规数字获取与处理电路的部件的框图。
图3展示了符合所公开的本发明的一些实施例的示例性数字获取与处理电路的部件。
图4展示了符合所公开的本发明的其他实施例的另一个示例性数字获取与处理电路的部件。
图5是展示了符合本发明的实施例的示例性方法的过程流程图。
图6是展示了根据本发明的一些实施例的来自过程流程图的步骤的细节的过程流程图。
图7是展示了符合本发明的实施例的示例性方法的过程流程图。
图8是展示了根据本发明的一些实施例的来自过程流程图的步骤的细节的过程流程图。
图9展示了示例性半范围和全范围OCT图像。
具体实施方式
在眼科应用中，使用低相干干涉测量技术(如OCT)来提供关于眼睛层间距的信息。眼科生物测量需要从眼睛前段测量解剖学参数和光学参数、以及在全眼长度上进行的测量。然而，测量眼睛的全长相对于执行前段测量(这需要较短的测量深度)而言需要某些性能折中。
已经例示了允许OCT系统对眼睛的前房和全眼两者进行成像的若干种方法。这些方法涉及例如使用光学长延迟或光学双延迟、执行多次重新采样、在对OCT数据进行数字信号处理时消除镜像模糊、从OCT数据中消除镜像模糊、或者从OCT数据展开图像的混叠分量。然而，这些方法中的每一种方法都需要在系统性能方面做出妥协或影响系统的设计约束。
在扫频源OCT(SSOCT)中，与光学频域中的样品步长相对应的k 时钟周期的选择将影响OCT成像性能。一般而言，跨样品(比如人眼) 较大深度进行成像需要与光学带宽中较细小步长相对应的较大采样速率。
本发明的实施例对在谱域中采样的OCT系统(即，所谓的扫频源OCT 系统或SSOCT系统)提供了支持测距深度的动态切换的能力，例如通过多次选择性地采样k时钟周期。这允许通过数字获取板和激光扫掠速率的简单数字软件切换来扩展成像深度。利用本文描述的技术和装置，可以操纵原始OCT数据的采样，以提供测距深度的快速调整，而不需要多个时钟发生器或光机械切换机构。这些同时测量是在不损害经处理OCT图像的空间分辨率的情况下提供的。
本文描述的技术和设备对于眼科成像和生物测量特别有用，其中它们可以用于选择性地提供眼睛的半范围或全范围图像，以用于不同的眼科应用。全范围图像可以具有例如约40毫米的深度范围，以允许对眼睛的全深度进行成像，而半范围图像可以具有例如约20毫米的深度范围，以允许对眼睛的前段进行成像。图9示出了全范围图像的实例和半范围图像的对应实例。在图9中，全范围图像测量在(在这种情况下)40mm的测距深度上测量眼睛的完整轴向长度。半范围图像在(在这种情况下)20mm 的测距深度上测量眼睛的前房。在图9中，半范围图像包括角膜和晶状体的图像，而全范围图像包括角膜、晶状体和视网膜的图像。通常，半范围图像可以用于确定与眼睛的前房相关联的尺寸，比如角膜厚度和曲率、晶状体厚度和曲率、以及前房深度，而全范围图像可以用于确定比如眼睛的轴向长度等尺寸。
为了对随后的这些技术的详细描述提供背景内容，首先描述图1。图 1展示了示例性SSOCT系统10，所述系统包括扫频光源100、干涉仪200、检测系统150、k时钟源300、以及显示系统180。应了解的是，本文示出的细节仅是示例性的，其他系统可以以众所周知的方式变化。
扫频光源100典型地被设计用于波长调谐，以产生扫频光学信号，所述扫频光学信号以1千赫兹(kHz)或更大的扫描重复速率在例如100nm 或更大范围上的预定光学调谐范围上重复扫描。扫描重复速率(也称为“激光扫掠速率”或“扫掠速率”)是激光完全扫掠过波长范围的速率。例如，如果激光的中心波长为1060nm并且扫略100nm(即，从1010nm至1110nm)的范围，则扫掠速率是扫掠过100nm波长范围的速率。当扫掠速率为1千赫兹时，在1微秒内扫掠100nm波长范围(即，每秒一千次)。k 时钟源300被配置用于以等距间隔的光学频率采样间隔来生成k时钟信号，因为来自扫频光源100的输出扫掠所述源的调谐范围。在这个特定实例中，干涉仪200被实施为Mach-Zehnder型干涉仪，其被设计用于以例如大约1060nm或1310nm的光学波长操作。这个干涉仪用于分析从成像物体5(可以是人眼)反射的光学信号。应了解的是，当干涉仪200针对不同波长(比如，1060nm或830nm的中心波长)设计时，所述干涉仪可以基于不同的设计。在一个实例中，扫频光源100的中心波长为1060 nm，并且扫频光源100扫掠100nm范围。
如图中所见，来自扫频光源100的扫频光学输出经由光纤110耦合到干涉仪中的光纤耦合器210。例如，光纤耦合器210可以是90/10光纤耦合器。扫频光学信号被耦合器210在参考臂220与样品臂212之间分开。
参考臂220的光纤终止于光纤端面224。在所展示的实施方式中，从参考臂光纤端面224射出的光102R被透镜226准直并且被反射镜228反射。在一个实例中，反射镜228具有可调节的光纤到反射镜距离。这个距离决定了被成像的深度范围内的参考点，即，参考臂220与样品臂212之间的零路径长度差在样品5中的位置。在一些实施例中，可以对于不同的采样探针和/或被成像样品来调整这个距离。从参考反射镜228返回的光返回到参考臂循环器222并引向50/50光纤耦合器240。
样品臂212上的光纤终止于样品臂探针216。离开的扫频光学信号 102S被探针216聚焦到样品5上。从样品5返回的光返回到样品臂循环器214并引向50/50光纤耦合器240。参考臂信号和样品臂信号在光纤耦合器240中组合产生光学干涉信号。
所述光学干涉信号在检测系统150中被检测到并进行处理。确切地，在图1所示的实施方式中，包括两个光学检测器152的平衡接收器位于光纤耦合器240的每个输出端处。来自平衡接收器152的电子干涉信号被放大器154放大，以产生干涉信号158，所述干涉信号用于被数据获取与处理系统155处理。
检测系统150的数据获取与处理系统155用于采样从放大器154输出的干涉信号。数据获取系统155使用来自k时钟源300的k时钟信号来使系统数据获取与光学扫频源系统100的频率调谐同步。应注意，由于扫频光源系统100的光学调谐相对于时间可能不是线性的，因此k时钟信号可能具有不规则的周期，因此不具有基频，而是具有频率范围，所述频率范围的特征为可以被视为采样速率的平均频率。
典型地，一旦通过对样品上的聚焦探针束点进行空间光栅扫描(例如，以x-y方式或θ-z方式)而收集样品5的完整数据集，使得通过扫频光源 100的频率调谐在这些点中的每一个点处产生光谱响应，则数据获取与处理系统就根据众所周知的技术对数据执行傅立叶变换，以重建样品5的图像并执行2D或3D层析重建。接着，通过数据获取和处理产生的信息可以用显示系统180、例如视频监视器来显示。
图2展示了示例性数据获取与处理系统155的进一步细节。在所示的水平上，所展示的数据获取与处理系统155与传统技术一致、并且与下文将进一步详细描述的本发明技术一致。如附图中所见，数据获取与处理系统155包括模数(A/D)转换器，所述转换器被配置用于使用k时钟信号 302作为采样时钟来采样干涉信号158。这在采样通道17上产生采样的OCT信号，所述信号被提供给数字信号处理器电路20以进行傅里叶处理与图像重建。
图3展示了符合本发明的一些实施例的示例性数据获取与处理系统 30A。数据获取与处理系统30A可以代替图1系统中的数据获取与处理系统155、但也可以用于其他SSOCT系统中。
数据获取与处理系统30A包括双速率A/D转换器，所述转换器与图2 中的A/D转换器15类似地被配置用于使用k时钟信号作为采样时钟来采样干涉信号158。然而，与图2的A/D转换器不同，双速率A/D转换器 35被配置用于通过响应于速率选择信号，使用k时钟信号、以半速率模式或全速率模式来采样扫频源OCT干涉信号158而在采样通道37上产生采样的OCT干涉信号。当以半速率模式操作时，例如，对于速率选择输入用“0”值来选择时，双速率A/D转换器35在k时钟信号的每个上升沿上或k时钟信号的每个下降沿上、但不同时在这两者上采样扫频源OCT 干涉信号。当以全速率模式操作时，例如，对于速率选择输入用“1”值来选择时，双速率A/D转换器35在k时钟信号的每个上升沿和每个下降沿上采样扫频源OCT干涉信号。因此，与半速率模式的每周期产生一个样品相比，全速率模式对于k时钟的每个周期产生两个样品。则应了解的是，采样通道37是取决于选择半速率模式还是全速率模式而支持两个不同采样带宽的双速率通道，其中选择半速率模式或全速率模式相当于选择用于采样干涉信号158的第一采样速率或第二采样速率(在k域中)，第二采样速率是第一采样速率的两倍。
在另一个实例中，在半速率模式和全速率模式中，采样速率和激光扫掠速率两者都不同。总体上，对于半速率模式，采样速率是全速率模式的采样速率的一半，并且扫掠速率是全速率模式的扫掠速率的两倍。在图3 中，数据获取与处理系统30A包括双速率A/D转换器，所述转换器与图2 中的A/D转换器15类似地被配置用于使用k时钟信号作为采样时钟来采样干涉信号158。然而，与图2的A/D转换器不同，双速率A/D转换器 35被配置成通过响应于速率选择信号，使用k时钟信号、以半速率模式或全速率模式来采样扫频源OCT干涉信号，而在采样通道37上产生采样的OCT干涉信号158。当以半速率模式操作时，例如，对于速率选择输入用“0”值来选择时，双速率A/D转换器35在k时钟信号的每个上升沿上或k时钟信号的每个下降沿上、但不同时在这两者上采样扫频源OCT 干涉信号。此外，当以半速率模式操作时，使用R、例如2kHz的扫掠速率。当以全速率模式操作时，例如，对于速率选择输入用“1”值来选择时，双速率A/D转换器35在k时钟信号的每个上升沿和每个下降沿上采样扫频源OCT干涉信号。此外，当以全速率模式操作时，使用R/2、例如1kHz的扫掠速率。因此，与半速率模式的每周期产生一个样品相比，全速率模式对于k时钟的每个周期产生两个样品。此外，在半速率模式(速率为R)下，激光在其波长范围上的扫描速度是全长度模式(速率R/2)的两倍。则应了解的是，采样通道37是取决于选择半速率模式还是全速率模式而支持两个不同采样带宽的双速率通道，其中选择半速率模式或全速率模式相当于选择用于采样干涉信号158的第一采样速率或第二采样速率(在k域中)，第二采样速率是第一采样速率的两倍。然后，还应了解的是，采样通道37是取决于选择半速率模式还是全速率模式而支持两个不同扫掠速率的双速率通道，其中选择半速率模式或者全速率模式相当于选择第一扫掠速率或第二扫掠速率，第二扫掠速率是第一扫掠速率的一半。
数据获取与处理电路30A除了双速率A/D转换器35之外还包括数字信号处理电路40。类似于图2中的数字信号处理电路20，数字信号处理电路40同样使用众所周知的技术、基于经由采样通道37提供给它的采样的OCT干涉信号，来执行傅里叶处理与图像重建。然而，数字信号处理电路40分别对应于半速率模式和全速率模式选择性地产生半深度OCT图像或全深度OCT图像。
图4展示了符合所公开的本发明的一些实施例的数字获取与处理电路的另一个实例。参见图4，数据获取与处理电路包括两个A/D转换器 55，这两个转换器被配置成并行的，使得每个转换器被配置用于单独采样干涉信号158。分别到第一和第二A/D转换器的时钟(CLK)输入由k 时钟信号的两个不同副本(在附图中分别被示为时钟信号58A和58B)驱动，其中一个时钟信号(58B)相对于另一个时钟信号(58A)被相移、即延迟。虽然在所展示的实例中，这种相移为大致180度，但是可以采用多个不同的相移，例如以在k域中提供均匀的采样间隔。第一k时钟信号 58A和第二k时钟信号58B在图4所示的电路中由k时钟倍频器电路57 产生。第一和第二A/D转换器55的输出通过多路复用器(MUX)60组合，以产生经由采样通道37提供给数字信号处理器电路40的采样的OCT 干涉信号。正如图3所示的电路的情况，数字信号处理电路40同样使用众所周知的技术、基于经由采样通道37提供给它的采样的OCT干涉信号来执行傅立叶处理与图像重建，以分别对应于半速率和全速率模式选择性地产生半深度OCT图像或全深度OCT图像。
当数据获取与处理电路30B以全速率模式操作时，这两个A/D转换器55例如经由到A/D转换器电路55的使能(EN)输入被激活。由于提供给A/D转换器电路的异相采样时钟，因此将在k域中以交错的频率间隔进行采样。多路复用器60通过将这些样品以被接收时的顺序进行组合来使这些样品交织，以产生全速率采样的OCT干涉信号。
在另一个实例中，在半速率模式和全速率模式中，采样速率和激光扫掠速率两者都不同。总体上，对于半速率模式，采样速率是全速率模式的采样速率的一半，并且扫掠速率是全速率模式的扫掠速率的两倍。当数据获取与处理电路30B以全速率模式操作时，这两个A/D转换器55例如经由到A/D转换器电路55的使能(EN)输入被激活。由于提供给A/D转换器电路的异相采样时钟，因此将在k域中以交错的频率间隔进行采样。多路复用器60通过将这些样品以被接收时的顺序进行组合来使这些样品交织，以产生全速率采样的OCT干涉信号。此外，在全速率模式下，使用扫频源激光器的扫掠速率R/2(即，全速率模式下激光的扫掠速率是半速率模式的扫掠速率的一半)。
当数据获取与处理电路30B以半速率模式操作时，仅激活这些A/D 转换器55中的一个。在一些实施例中，这可以通过例如通过将一个转换器设置为“0”而将另一个转换器设置为“1”的使能(EN)输入来完成。在其他实施例中，可以控制多路复用器60，使其仅接受来自其中一个A/D 转换器的输入。在又其他实施例中，一个A/D转换器55可以在速率选择输入的控制下通过抑制其时钟信号、例如通过停用来自k时钟倍频器电路 57的一个输出，而被有效地去激活。因此，在一些实施例中，k时钟倍频器电路57被配置成响应于速率选择信号而选择性地产生第一A/D时钟信号58A和第二A/D时钟信号58B中的一者或两者。应注意，在一些实施例中，后一种途径可以与控制A/D转换器55的使能输入相结合，使得仅一个转换器被激活。
如上所述，数据获取与处理电路30A和30B可以代替图1所示的 SSOCT系统10中的数据获取与处理电路155。当然，更普遍地，这些电路及其变体中的任一个都可以包含在多种多样SSOCT系统中的任何一个中，使得数据获取与处理电路30A或30B与扫频光源和耦合到扫频光源的输出上的干涉仪相结合，其中，干涉仪包括检测器电路，所述检测器电路被配置用于根据由干涉仪产生的光学干涉信号来产生扫频源OCT干涉信号158。
考虑上述细节，应了解的是，图5是展示了用于基于扫频源OCT干涉信号来选择性地产生半深度OCT图像或全深度OCT图像的示例性方法的过程流程图。如框510中所见，所述方法包括：从第一采样速率和第二采样速率中选择，所述第二采样速率是第一采样速率的两倍。接着如框520所示，使用具有与第一采样速率相对应的频率范围的k时钟信号、以所选择的采样速率采样所述扫频源光学相干断层成像术(OCT)干涉信号，以产生采样的OCT干涉信号。接着如框530所示，处理采样的OCT干涉信号以获得OCT图像，使得在选择第一采样速率的情况下，所述OCT 图像是半深度图像，而在选择第二采样速率的情况下，所述OCT图像是全深度图像。
在一些实施例中，采样所述扫频源OCT干涉信号(如框520所示) 包括：基于选择第一采样速率还是第二采样速率，使用所述k时钟信号、以半速率模式或全速率模式来采样扫频源OCT干涉信号，其中，所述半速率模式包括在所述k时钟信号的每个上升沿上、或在所述k时钟信号的每个下降沿上、但不同时在这两者上采样所述扫频源OCT干涉信号，并且其中，所述全速率模式包括在所述k时钟信号的每个上升沿和每个下降沿上采样所述扫频源OCT干涉信号。
在其他实施例中，以所选择的采样速率采样扫频源OCT干涉信号包括：在选择所述第一采样速率的情况下，使用第一A/D转换器和所述k 时钟信号来采样所述扫频源OCT干涉信号，以获得所述采样的OCT干涉信号；并且，在选择所述第二采样速率的情况下，使用所述第一A/D 转换器和所述k时钟信号来采样所述扫频源OCT干涉信号，以获得所述第一速率下的第一采样输出，并且与使用所述第一A/D转换器来采样所述扫频源OCT干涉信号并行地还使用第二A/D转换器和所述k时钟信号的经相移副本来采样所述扫频源OCT干涉信号，以获得所述第一速率下的第二采样输出，所述第二采样输出相对于所述第一采样输出在时间上移位，并且将所述第一和第二采样输出相组合以获得所述采样的OCT干涉信号。图6展示了这个替代方案，如框520A详述。应注意，在这些实施例中的一些实施例中，选择性地产生所述k时钟信号的经相移副本，即，在选择所述第二采样速率的情况下。
应了解的是，当在完整SSOCT系统的上下文中考虑时，图5所示的方法可以包括本文未示出的若干其他步骤和技术。当然，典型地，图5中所示的步骤(例如可以在数据获取与处理电路中执行)结合以下步骤来执行：使用耦合到干涉仪的扫频光源来产生扫频源OCT干涉信号，所述干涉仪包括检测器，所述检测器被配置用于根据由干涉仪产生的光学干涉信号来产生扫频源OCT干涉信号。在若干个实施例中，还可以执行半深度图像或全深度图像的显示和/或后处理。
考虑上述细节，应了解的是，图7是展示了用于基于扫频源OCT干涉信号来选择性地产生半深度OCT图像或全深度OCT图像的示例性方法的过程流程图。如框710中所见，所述方法包括：从第一采样速率和第二采样速率中选择，所述第二采样速率是第一采样速率的两倍；并且从第一激光扫掠速率和第二激光扫掠速率中选择，所述第二激光扫掠速率是所述第一技术扫掠速率的一半。如框720所示，扫频源激光器以所选择的扫掠速率操作，而同时接着使用具有与所述第一采样速率相对应的频率范围的k时钟信号、以所选择的采样速率采样所述扫频源光学相干断层成像术 (OCT)干涉信号，以产生COT采样干涉信号。接着如框730所示，处理采样的OCT干涉信号以获得OCT图像，使得在选择第一采样速率和第一扫掠速率的情况下，所述OCT图像是半深度图像，而在选择所述第二采样速率的情况下，所述OCT图像是全深度图像。
在一些实施例中，采样扫频源OCT干涉信号(如框720所示)包括：基于选择第一采样速率还是第二采样速率，使用k时钟信号、以半速率模式或全速率模式来采样扫频源OCT干涉信号；并且基于选择第一采样速率还是第二采样速率，以半速率模式或全速率模式、以第一扫掠速率或第二扫掠速率来同时操作扫频源激光器。以此方式，半速率模式包括：在以第一扫掠速率R操作扫频源激光器时，在k时钟信号的每个上升沿或k 时钟信号的每个下降沿上、但不同时在这两者上采样扫频源OCT干涉信号。全速率模式包括：在以R/2扫掠速率操作扫频源激光器时，在k时钟信号的每个上升沿和每个下降沿上采样扫频源OCT干涉信号。
在其他实施例中，以所选择的采样速率采样扫频源OCT干涉信号包括：在选择第一采样速率的情况下，使用第一A/D转换器和k时钟信号来采样扫频源OCT干涉信号，以在以第一扫掠速率操作扫频源激光器时获得采样的OCT干涉信号；并且在选择所述第二采样速率的情况下，以第二扫掠速率来操作扫频源激光器，使用所述第一A/D转换器和所述k 时钟信号来采样所述扫频源OCT干涉信号，以获得所述第一速率下的第一采样输出，并且与使用所述第一A/D转换器来采样所述扫频源OCT干涉信号并行地还使用第二A/D转换器和所述k时钟信号的经相移副本来采样所述扫频源OCT干涉信号，以获得所述第一速率下的第二采样输出，所述第二采样输出相对于所述第一采样输出在时间上移位，并且将所述第一和第二采样输出相组合以获得所述采样的OCT干涉信号。图8展示了这个替代方案，如框720A中的详述。应注意，在这些实施例中的一些实施例中，选择性地产生所述k时钟信号的经相移副本，即，在选择所述第二采样速率的情况下。
应了解的是，当在完整SSOCT系统的上下文中考虑时，图7所示的方法可以包括本文未示出的若干其他步骤和技术。当然，典型地，图7中所示的步骤(例如可以在数据获取与处理电路中执行)结合以下步骤来执行：使用耦合到干涉仪的扫频光源来产生扫频源OCT干涉信号，所述扫频光源以扫掠速率操作，所述干涉仪包括检测器，所述检测器被配置用于根据由干涉仪产生的光学干涉信号来产生扫频源OCT干涉信号。在若干个实施例中，还可以执行半深度图像或全深度图像的显示和/或后处理。
虽然已经参考本发明的优选实施例具体示出和描述了本发明，但是本领域技术人员应了解的是，在不背离所附权利要求所涵盖的本发明的范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种改变。

Claims (4)

1.一种用于基于扫频源光学相干断层成像术OCT干涉信号来选择性地产生半深度OCT图像或全深度OCT图像的方法，所述方法包括：
从第一采样速率和第二采样速率中选择，所述第二采样速率是所述第一采样速率的两倍；
从第一扫掠速率和第二扫掠速率中选择，所述第二扫掠速率是所述第一扫掠速率的一半；
以所选择的扫掠速率来操作扫频光源；
使用具有与所述第一采样速率相对应的频率范围的单个k时钟信号、以所选择的采样速率采样所述扫频源OCT干涉信号，以产生采样的OCT干涉信号，所述单个k时钟信号是由单个k时钟产生的；并且
处理所述采样的OCT干涉信号以获得OCT图像，使得所述OCT图像在选择所述第一采样速率的情况下是半深度图像，而在选择所述第二采样速率的情况下是全深度图像；
其中，所述采样扫频源OCT干涉信号包括：基于选择所述第一采样速率还是所述第二采样速率，使用来自所述单个k时钟的所述单个k时钟信号、以半速率模式或全速率模式来采样所述扫频源OCT干涉信号，其中，所述半速率模式包括在所述单个k时钟信号的每个上升沿上、或在所述单个k时钟信号的每个下降沿上、但不同时在这两者上采样所述扫频源OCT干涉信号，并且其中，所述全速率模式包括在所述单个k时钟信号的每个上升沿和每个下降沿上都采样所述扫频源OCT干涉信号。
2.如权利要求1所述的方法，进一步包括使用耦合到干涉仪的扫频光源来产生所述扫频源OCT干涉信号，所述干涉仪包括检测器，所述检测器被配置用于根据由所述干涉仪产生的光学干涉信号来产生所述扫频源OCT干涉信号。
3.一种光学相干断层成像术OCT数据获取与处理电路，所述OCT数据获取与处理电路被配置用于基于扫频源OCT干涉信号来选择性地产生半深度OCT图像或全深度OCT图像，所述OCT数据获取与处理电路包括：
模数A/D转换器电路，所述A/D转换器电路被配置用于在以第一扫掠速率或第二扫掠速率来操作扫频光源的同时，使用来自单个k时钟的单个k时钟信号、以第一采样速率或第二采样速率来选择性地采样所述扫频源OCT干涉信号，以产生采样的OCT干涉信号，其中，所述第二采样速率是所述第一采样速率的两倍，并且其中，以所述第一采样速率或所述第二采样速率进行采样是基于速率选择信号，并且进一步其中，所述第二扫掠速率是所述第一扫掠速率的一半；以及
数字信号处理电路，所述数字信号处理电路被配置用于处理所述采样的OCT干涉信号以获得OCT图像，使得所述OCT图像在选择所述第一采样速率的情况下是半深度图像，而在选择所述第二采样速率的情况下是全深度图像；
其中，所述A/D转换器包括双速率A/D转换器，所述双速率转换器被配置用于通过响应于所述速率选择信号，使用所述单个k时钟信号、以半速率模式或全速率模式来采样所述扫频源OCT干涉信号以产生所述采样的OCT干涉信号，其中，所述半速率模式包括在所述单个k时钟信号的每个上升沿上、或在所述单个k时钟信号的每个下降沿上、但不同时在这两者上采样所述扫频源OCT干涉信号，并且其中，所述全速率模式包括在所述单个k时钟信号的每个上升沿和每个下降沿上都采样所述扫频源OCT干涉信号。
4.一种OCT系统，所述OCT系统包括如权利要求3所述的OCT数据获取与处理电路、并且进一步包括：
所述扫频光源；
耦合到所述扫频光源的输出的干涉仪，所述干涉仪包括检测器电路，所述检测器电路被配置用于根据所述干涉仪产生的光学干涉信号来产生所述扫频源OCT干涉信号。
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