[发明专利]一种内窥OCT成像装置及成像方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种内窥OCT成像装置及成像方法，属于光学相干层析成像(Optical Coherence Tomography，简称OCT)技术领域。

背景技术

医学内窥镜是目前医学上常用的无创或微创医疗仪器，可以通过它直接观察人体内部器官的组织病变。传统的内窥镜只能观察内部器官表面，而超声技术的引入则使得内窥镜可以对器官断层的组织形态进行观察，但由于其分辨率较低，往往难以达到准确诊断所需的分辨率水平。

光学相干层析成像技术与内窥镜的结合，使得对内部器官断层进行高分辨率观察成为可能。临床实验表明OCT提供的高分辨率可用于多种疾病无创检测，如：眼科，皮肤科，口腔，呼吸科，消化内科等。还可结合多普勒技术测定血液流速等功能信息。在人体内器官早期癌症检测，及肿瘤切除上具有无可比拟的优势。

在现有内窥OCT系统里，一般将内窥探头传光光纤置于干涉结构的样品臂上。由于体内器官的内腔结构很不规则，进入其内的光纤不可避免的发生弯曲和扭曲现象， 导致光纤传输光束偏振态的变化，并由此引起的色散影响，从而使成像质量下降。因此，必须在参考臂中对上述因素进行精确匹配，导致系统的构成和调节变得异常复杂。且探头的每次更换，都必须进行大行程的光程匹配、色散补偿和偏振态调节等复杂操作。

为解决上述问题，一篇中国发明专利（申请号为200710070102.0，申请日为2007-07-20，授权日为2009-04-22）公开了一种“硬管式共路型内窥OCT并行成像方法及系统”。该系统将格林棒透镜的端面反射光作为参考光，和来自样品的信号光构成一个共路的传感干涉仪，参考光和信号光之间的光程差由另一共路干涉仪进行补偿。该发明由于采用了共路干涉结构，成像质量几乎不受环境（例如温度变化、振动器件色散等）影响；且无需对系统进行复杂调节。

但上述“硬管式共路型内窥OCT并行成像方法及系统”仍存在以下缺陷：

1、该方案中采用宽带光源，其相干长度只有几个微米，因此参考光和信号光之间的光程差需要由另一共路干涉仪进行补偿，提高了系统的结构复杂度，增加了成本；且在操作时需要进行光程匹配。

2、该方案中，反射镜由步进电机驱动电控平移台带动反射镜轴向移动，实现扫描；结构复杂，难以实现微型化。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术所存在的不足，提供一种内窥OCT成像装置及成像方法，该装置结构简单，不需要光程差补偿系统，也不需要进行光程匹配。

本发明具体采用以下技术方案解决上述技术问题。

一种内窥OCT成像装置，包括：

扫频光源；

光环形器，其a端口通过光纤与所述扫频光源连接；

内窥探头，包括透镜、二维扫描微镜及探头玻璃窗，透镜汇聚的光经二维扫描微镜反射并通过探头玻璃窗照射至样品；所述透镜的入射面通过光纤与所述光环形器的b端口连接，透镜入射面与该光纤的连接端面和该光纤的垂直切面间呈8°倾角；

差分探测器，其输入端通过光纤与所述光环形器的c端口连接；

计算控制单元，其输入端与所述差分探测器的输出端连接。

    进一步地，本发明可利用探头玻璃窗上、下表面或透镜出射面的反射光作为参考光，只需要参考光与样品反射光的光程差小于光源的相干长度即可，亦即下述三种光程差之一小于所述扫频光源的相干长度：

光到达样品表面并经样品表面反射回探头玻璃窗上表面的光与探头玻璃窗上表面反射光的光程差；

光到达样品表面并经样品表面反射回探头玻璃窗下表面的光与探头玻璃窗下表面反射光的光程差；

光到达样品表面反射回透镜出射面的光与透镜出射面反射光的光程差。

更进一步地，所述二维扫描微镜为MEMS二维扫描微镜，包括微镜以及用于驱动所述微镜进行二维运动的MEMS驱动装置，MEMS驱动装置的控制端与所述计算控制单元的输出端连接。

一种内窥OCT成像方法，采用如上所述内窥OCT成像装置；具体包括以下步骤：

步骤1、扫频光源产生扫频入射光，依次经过光环形器和内窥探头投射在样品表面；

步骤2、样品表面反射的光与以下三种反射光之一产生干涉：

探头玻璃窗上表面的反射光；

探头玻璃窗下表面的反射光；

透镜出射面的反射光；

步骤3、差分探测器采集干涉信号，并输入计算控制单元；

步骤4、计算控制单元对采集到的干涉信号进行一维傅立叶逆变换，得到样品沿深度方向的图像；