[发明专利]提高光学相干层析术成像清晰度和探测深度的方法与用途

说明书

【技术领域】

本发明涉及光学相干层析术(Optical Coherence Tomography，OCT)，特别是一种提高光学相干层析术的成像清晰度和探测深度的方法与用途。 

【背景技术】

光学相干层析术(Optical Coherence Tomography，OCT)是近十几年来发展的一种利用低相干门提取介质断层信息的成像新技术，尤其可以对生物组织进行二维或三维的无损伤层析扫描。其图像的空间分辨率可达1～20μm，有助于诊断各种早期临床疾病，例如早期肿瘤和各种皮肤病等，被称为光学活体切片检查技术。 

OCT技术在眼科医学中已经有了成熟的应用，商用化的仪器已经进入了很多医疗机构。但是由于皮肤等组织对于探测光有很高的散射特性，限制了OCT技术的扫描深度和图像的清晰度，因此扫描深度和图像清晰度难以达到临床应用的要求，影响了OCT在其它医学分支中的临床应用。 

对800-1800nm波段的光，波长越长，人体组织的散射能力越弱，所以使用长波长的宽带光源可以提高OCT图像的探测深度[R.Wang and X.Xu，“Concurrentenhancement of imaging depth and contrast of optical coherence tomography byheyperosmotic agents，”J.Opt.Soc.Am.B.18，948-953(2001)]；而使用长波长的光作为探测光，会平滑人体组织精细结构之间的折射率差别，导致图像的清晰度下降。 

采用甘油、葡萄糖和丙二醇等具有生物相容性的高渗图像增强剂可以提高OCT系统检测活体组织的探测深度，但是因为高渗图像增强剂降低了生物组织不同结构之间的折射率差，同样会导致图像的细节不明显，降低图像的清晰度。对于离体组织的研究表明，甘油等高渗图像增强剂由于脱水作用，在提高死体探测深度的同时，可提高图像的清晰度。 

综上所述，现有的方法均无法同时提高活体组织的OCT探测深度和图像清晰度。因此，对活体组织有必要寻求一种采用OCT技术可同时提高其探测深度和图像清晰度的简单有效及迅速廉价的方法，进而推动OCT技术的实用化。 

【发明内容】

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，而提供一种提高光学相干层析术成像清晰度和探测深度的方法，该方法采用碱族元素的氯化物水溶液，或碱族元素的氯化物与葡萄糖和水的混合溶液，或碱族元素的氯化物与蔗糖和水的混合溶液作为高渗图像增强剂，在活体状态下能快速有效地提高OCT系统的探测深度和成像清晰度。 

本发明为实现上述目的设计一种提高光学相干层析术成像清晰度和探测深度的方法。其特征在于所述方法包括下列步骤： 

(1)在常温下使用碱族元素Na或K的氯化物配制水溶液作为图像增强剂； 

(2)将配制的图像增强剂涂覆或喷洒于待测生物组织样品的表面； 

(3)静置1～15分钟，采用光学相干层析术获取待测生物组织样品的扫描图像。 

所述图像增强剂是碱族元素Na或K的氯化物和水的混合溶液。 

所述图像增强剂还可以是碱族元素Na或K的氯化物与葡萄糖或蔗糖和水的混合溶液。 

本发明的光学相干层析术成像清晰度和探测深度的方法，适用于各种类型的光学相干层析术，包括时域和频域光学相干层析术。待测生物组织样品可以是活体组织或离体组织。 

本发明的原理是： 

皮肤包括表皮和真皮两部分，其中表皮包含角质层，透明层，颗粒层，棘层，基底层五部分。表皮除角质层和基底层外，其它各层对光都有比较好的透明性，折射率较低，统称为半透明层。基底层是一层矮柱状上皮细胞，与真皮层相连。当所配制的高渗溶液涂敷于皮肤表面时，由于角质层内外具有很高的渗透压，高渗溶液具有脱水作用，半透明层的组织间液中的水分会通过角质层析出。溶液的折射率和浓度有关，浓度越高，折射率也越大。因此，半透明层的组织间液因为脱水，溶液浓度上升，折射率上升。因为半透明层折射率的上升，使得角质层和半透明层的折射率接近，角质层和半透明层对光的散射减弱，更多的光能通过皮肤表皮到达真皮，参与了真皮内信号的产生。从而，在更深的皮肤组织，可以获得比没有涂敷高渗图像增强剂时多的探测信号，且探测信号的强度增强，提高了探测灵敏度，因而提高了图像的清晰度和探测深度。 

本发明的优点在于：