[发明专利]一种用于OCT设备成像性能评价的三维分辨率板及其使用方法

说明书

技术领域

本发明属于医疗器械领域，具体涉及一种用于OCT设备成像性能评价的三维分辨率板及其使用方法。

背景技术

光学相干层析(OCT)成像是20世纪90年代初期研究提出的一种无创三维成像诊断技术。与传统的核磁，X射线和超声等成像技术相比，OCT具有更高的分辨率，可至微米级，而且由于是近红外光学成像，不用担心任何辐射风险；与离体检测的光学共聚焦显微镜相比，OCT具有更大的穿透深度，而且通过借助光纤技术很容易就能实现小型化与便携式，可以对活体组织进行在线检测。1996年，德国卡尔蔡司公司研发出世界上第一台商业化的OCT设备，2002年首次通过美国食药监局(FDA)的认证。1997年，我国中山大学中山眼科中心从国外引进国内第一台OCT仪器，并用于临床检查和临床研究。近年来，OCT作为一种新的成像技术获得了突飞猛进的发展，传统的OCT设备已经在眼科领域获得了广泛的临床诊断应用。不仅如此，结合光纤与内窥镜技术，研究已开始将OCT成像方法应用于皮肤、牙齿、心血管、食道，脑成像等多个领域。OCT技术的应用范围由对透明生物组织的纵向探测发展到对高散射非透明组织结构样品的探测，从生物组织的探测发展到对非生物材料的检测等工业领域。

因为OCT是一种新兴的成像技术，目前在国际上还没有相应的技术标准。在国际标准化组织ISO/TC172/SC7“眼科光学和仪器”技术委员会2010年年会上，德国代表团提出起草OCT国际标准的申请，目前标准依然在准备阶段，中国计量科学研究院医学与生物研究所作为中国眼科光学的技术代表一直在积极参与ISO工作组对OCT标准的讨论。当前OCT设备的现状是，所有技术参数基本都由厂家自己提供，尤其在中国，没有第三方机构具备能力对厂家给出的参数进行验证或检定。OCT是一种成像技术，而分辨率是评价成像性能很重要的一个指标。像显微镜这样传统的二维光学成像系统通常采用分辨率测试板(比如USAF1951分辨率板)对分辨率进行测试。这种分辨率板通常是以石英玻璃作为基片，表面图案采用蒸镀或沉积一层纳米级厚度的金属镍或者铬而形成。而OCT设备的成像分辨率不仅包括传统的X轴、Y轴横向分辨率，还需要评价其在探测深度方向上的分辨率及轴向分辨率。由于OCT技术最大的优势就是能提供深度方向的断层图像，因此评价其轴向分辨率显得尤为重要。根据调研，大部分OCT厂家标称自家OCT设备成像分辨率的方法是：采用传统光学分辨率板测试得到OCT设备的横向分辨率，将平面反射镜作为样品测量并间接得到OCT设备的轴向分辨率。横向分辨率的测试方法比较简单直接，但由于传统分辨率板的金属图像层很薄，所以测试仅能得到某一个平面上的横向分辨率。轴向分辨率的测试方法需要精确调整平面反射镜的俯仰角度与轴向距离，十分繁琐，而且需要获取OCT设备成像中间过程的数据，属于间接测量，厂家在OCT设备出厂前调试可以这么操作，但对于终端用户或第三方机构则很难采用这种方法去得到OCT轴向分辨率。

因此，迫切需要提供一种简单直接的测量方法和标准器具可以同时有效得到OCT设备的横向分辨率与轴向分辨率。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于OCT设备成像性能评价的三维分辨率板及其使用方法。

该三维分辨率板使用掺杂聚合物微纳颗粒的透明树脂制作基板，在该三维分辨率板的基板上采用3D打印或者微纳加工技术制作分辨率测试图案(1)与视野标示方框(2)；

所述视野标示方框(2)由一组同心的正方形方框组成，方框的边长S从小至大，分别为1.5mm，2mm，3mm，6mm与10mm，用于标示OCT图像的视野大小；

所述分辨率测试图案(1)包含横向分辨率测试图案和轴向分辨率测试图案；

所述横向分辨率测试图案包括8组图案，图案的左侧具有代表该图案的序列号的数字；横向分辨率测试图案中的每组图案在X-Y二维平面上由水平与垂直方向各三条短线组成，短线图案的占空比为1:1，短线的宽度(W)尺寸从大到小，最大尺寸为50μm，最小尺寸为1μm；横向分辨率测试图案的高度相同，都是50μm；

所述轴向分辨率测试图案也包括8组图案，图案的左侧具有代表该图案的序列号的数字；轴向分辨率测试图案中的每组图在X-Y二维平面上都是边长(a)为100μm的正方形；轴向分辨率测试图案的每组图案的高度(H)不同，从小至大，最小尺寸为1μm，最大尺寸为50μm。

其中，掺杂的聚合物微纳颗粒包括聚苯乙烯微球。

其中，3D打印技术包括熔融沉积快速成型(FDM)和光固化成型(SLA)。