[发明专利]光学相干层析成像方法及其装置

说明书

技术领域

本发明属于光学测量、医疗检测仪器技术领域。特别涉及使用相干激光或发光二极管光源照射被测物体，通过偏振态发生设备、偏振态分析设备、光相位快速调节设备，以及其他光路装置和光电转换分析系统，完成被测物体内部结构的立体成像和所有断层数据集合。

背景技术

光学相干层析成像技术(Optical Coherence Tomography)，简称OCT，是近十几年间迅速发展起来的，继超声波、X线计算机断层摄影(XCT)、磁共振成像(MRI)等技术之后的又一种新的生物组织成像技术。它集半导体激光和超快激光技术、光学技术、超灵敏探测技术、精密自动控制和计算机图像处理等技术于一体，能够对人体、生物体进行无损伤活体检测，可获得生物组织内部微观结构的高分辨截面图像。

断层扫描技术，是当今材料科学研究和医疗诊断技术中无损伤探测物体内部结构的先进手段。目前主要采用的有超声波、X线计算机断层摄影(XCT)、磁共振成像(MRI)等技术。

以上三种和OCT相比，主要存在成像清晰度差、数据处理不方便等缺点。

目前OCT一个典型的技术，是采用空间光学光路系统进行。其光路结构及及方法如图1所示。该光路结构包括：光源101，设置在该光源的输出光束上的光分束器103，光分束器103将该光束分为与其同轴的第一光路和与其垂直的第二、第三光路；在该光源的输出光束上设置一准直透镜102，在该第一光路上设置第一透镜106和反射镜107，设置在该第二光路上的第二透镜104和被测物体105，设置在该第三光路上的光探测器108和与光探测器108相连的信号采集处理器109及计算机110。

该系统的光学相干层析成像方法包括以下步骤：

1)光源101发出的测量光，经过透镜102准直后到达光分束器103，分为透射光和向上的反射光；向上的反射光(探测光)经透镜104照射到被测物体105的一个点；被测物体105的反射光反射回光分束器103；透射光通过透镜106照射到后面的参考光反射镜107反射回光分束器103；

2)所述两束光交汇后经光分束器103向下产生干涉后进入光探测器108，同时产生对应的电信号；

3)上下左右移动光源的测量光束，对被测物体进行扫描，直到被测物体的每个截面上的每一点，每移动一次重复步骤1)-步骤2)

4)信号采集处理器109将干涉光电信号进行处理，并将处理结果上传到计算机110进行图像分析和显示。

图1中上述系统右侧的反射镜107可以左右移动，从而产生不同光程长度的干涉参考光，以对应被测物体105不同深度的反射光。当探测光照射到被测物上面的时候，除了物体表面会产生一个反射光，物体的深层也会有反射光出来；每当照射在被测样品105上的探测光在样品上移动到一个位置，反射镜107左右移动一次，改变了参考光得光程。这时候，如果参考光的光程增加了，在图1中向下传输到达光探测器108的光产生的干涉，就会是对应样品深处的反射光的干涉；也就是说，这个光程下的参考光，只和样品深层的反射光相干。这样每移动一个样品上照射点，反射镜107就做一次移动，信号采集电路109就可以记录一组样品不同深度反射光的干涉光信息。当照射点把整个样品都照射一遍，最终就可以获得一系列对应被测物体105不同深度的干涉数值，进而组合形成各个层面的完整图像，实现层析成像的目的。

现有的OCT技术存在以下缺点：

1、该系统采用空间光学装置，移动、搭建比较困难，实用性较差，很容易受振动等方面外界条件影响。

2、参考光反射镜移动速度慢，从而大大影响了测量速度。

发明内容

本发明的目的是为克服已有技术的不足之处，提出一种光学相干层析成像方法及其装置，本发明既可以高精度、方便、快捷地通过OCT原理进行被测物体的光层析图像，同时还具有移动方便、体积小、数据易处理等优点。

本发明首先提出了一种光学相干层析成像方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将测量光源发出测量光束，通过一个带有一定反射率的透光器件(反射率约在4％～10％之间)，产生一个反射光和一个透射光，该透射光照射到被测物体的一点；

2)被测物体的反射光由原光路返回后，和所述透光器件的反射光一起合成一束光传输，再被分为两束光分别进入第一光路和第二光路，其中第一束光通过设置在第一光路中的第一反射元件反射后从原路返回，第二束光经过设置在第二光路中的可调光延迟元件被延迟一设定的光程再经第二反射元件反射后，重新穿过所述可调光延迟元件从原路返回；

3)所述返回的两束反射光交汇产生干涉后进入光探测器产生对应的电信号；