[发明专利]手持式人体任意体表位置皮肤扫频光学相干层析成像仪

摘要

本发明公开了一种手持式人体任意体表位置皮肤扫频光学相干层析成像仪，通过将手持式探测臂贴紧皮肤，皮肤的后向散射光和平面反射镜返回的光发生干涉并由探测系统采集信号，对采集到的干涉信号进行傅里叶变换即可重构生物组织的断层图像。本发明通过手持探测臂对人体皮肤进行成像，克服了传统OCT医疗成像时需将被测部位固定在样品臂中的缺点，从而提高了系统的实用性和医学诊断效率。

主权项

一种手持式人体任意体表位置皮肤扫频光学相干层析成像仪，包括高速扫频激光光源（1）、环流器（2）、光纤耦合器（3）、第一偏振控制器（4）、第一准直透镜（5）、第一汇聚透镜（6）、平面反射镜（7）、第二偏振控制器（8）、手持式探测臂（9）、单片机（10）、平衡探测器（11）、数据采集卡（12）、信号处理系统（13）；环流器（2）通过光纤分别与高速扫频激光光源（1）、光纤耦合器（3）和平衡探测器（11）连接，光纤耦合器（3）通过光纤分别与平衡探测器（11）、第一准直透镜（5）和手持式探测臂（9）连接，光纤耦合器（3）和第一准直透镜（5）之间设有第一偏振控制器（4），连接光纤耦合器（3）和第一准直透镜（5）的光纤扭绕在第一偏振控制器（4）上，光纤耦合器（3）和手持式探测臂（9）之间设有第二偏振控制器（8），连接光纤耦合器（3）和手持式探测臂（9）的光纤扭绕在第二偏振控制器（8）上；共光轴依次设置第一准直透镜（5）、第一汇聚透镜（6）和平面反射镜（7）；数据采集卡（12）通过信号传输线分别与高速扫频激光光源（1）、平衡探测器（11）和信号处理系统（13）连接，单片机（10）通过串口通信与信号处理系统（13）连接，单片机（10）通过信号传输线与手持式探测臂（9）连接；其特征在于：所述手持式探测臂（9）包括第二准直透镜（15）、扫描振镜（16）、第二汇聚透镜（17）和环形铝板（18），依次设置第二准直透镜（15）和扫描振镜（16），连接光纤耦合器（3）和手持式探测臂（9）的光纤与第二准直透镜（15）共光轴，单片机（10）通过信号传输线与扫描振镜（16）连接，光纤和第二准直透镜（15）所在的光轴与扫描振镜（16）存在夹角，经扫描振镜（16）反射的光入射到第二汇聚透镜（17），环形铝板（18）位于第二汇聚透镜（17）下方，且环形铝板（18）的下表面位于第二汇聚透镜（17）的焦点处；高速扫频激光光源（1）发出扫频光，通过光纤进入环流器（2），再通过光纤进入光纤耦合器（3），光纤耦合器（3）将扫频光分为两束，一束扫频光进入第一准直透镜（5），经第一准直透镜（5）准直后，准直光射入第一汇聚透镜（6），经第一汇聚透镜（6）汇聚到平面反射镜（7）上，再由平面反射镜（7）反射，沿原路返回光纤耦合器（3）；另一束扫频光进入手持式探测臂（9），入射到第二准直透镜（15），经第二准直透镜（15）准直后，投射到扫描振镜（16），扫描振镜（16）将其反射到第二汇聚透镜（17），经第二汇聚透镜（17）汇聚，穿过环形铝板（18）射到皮肤样品（19）上，皮肤样品（19）的后向散射光沿原路返回光纤耦合器（3）；光纤耦合器（3）中的皮肤样品（19）的后向散射光和平面反射镜（7）的反射光在光纤耦合器（3）发生干涉，干涉光再分为两束，一束干涉光进入环流器（2），然后从环流器（2）中出射并进入平衡探测器（11）的正输人端；另一束干涉光通过光纤直接进入平衡探测器（11）的负输人端；平衡探测器（11）将探测到的干涉光强信号转换成电信号，并将探测到的两束干涉光信号做相减处理，从而消除共模噪声，转换后的电信号由数据采集卡（12）进行采集，并且每次A扫信号是由高速扫频激光光源（1）输出的同步信号来触发数据采集卡（12）进行采集，信号处理系统（13）控制单片机（10）驱动扫描振镜（16）改变角度，采集皮肤样品（19）不同位置的信息，最后将采集到的数据通过信号传输线传输到信号处理系统（13）进行数据处理，获得皮肤样品（19）的结构图像。