本發(fā)明涉及一種OCT設(shè)備成像性能評(píng)價(jià)裝置及其使用方法，屬于儀器檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

光學(xué)相干層析技術(shù)(Optical coherence Tomography,OCT)是近十年迅速發(fā)展的一種無(wú)創(chuàng)三維高分辨率成像診斷技術(shù)，該技術(shù)是基于低相干光干涉原理，并與共焦顯微技術(shù)相結(jié)合，檢測(cè)生物組織不同深度層對(duì)入射弱相干光的后向散射波回波時(shí)間延遲及回波強(qiáng)度信號(hào)，通過(guò)掃描得到樣品二維或三維的高分辨率微觀組織結(jié)構(gòu)，從而獲得被測(cè)樣品無(wú)損的斷層層析圖像。與現(xiàn)有的X光檢測(cè)、MRI、CT、超聲等其他成像技術(shù)相比，OCT成像具有極高的分辨率(微米量級(jí))，與傳統(tǒng)的激光共聚焦顯微鏡相比，OCT具有明顯的成像深度優(yōu)勢(shì)，能夠?qū)Ρ砥ひ韵聨讉€(gè)微米的組織進(jìn)行高分辨率成像，同時(shí)借助光纖技術(shù)可實(shí)現(xiàn)微形化，能夠?qū)θ梭w內(nèi)部管腔道組織進(jìn)行活體檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)早期病灶檢測(cè)及定位目的。

目前國(guó)內(nèi)OCT廠商在OCT設(shè)備的技術(shù)參數(shù)測(cè)定方面上大都還是由其自行提供，在中國(guó)，目前并沒(méi)有第三方機(jī)構(gòu)具有能力和資質(zhì)對(duì)于廠商給出的參數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證或檢定。OCT技術(shù)最大的優(yōu)勢(shì)在于其能夠提供深度方向的斷層信息，因此評(píng)價(jià)其軸向分辨率尤為重要。據(jù)悉，國(guó)內(nèi)大部分OCT廠商標(biāo)稱其軸向分辨率的方法是：采用平面反射鏡作為樣品測(cè)量并間接得到OCT設(shè)備的軸向分辨率。該軸向分辨率的測(cè)試方法需要精確調(diào)整平面反射鏡的俯仰角度與軸向距離，同時(shí)亦需要獲取OCT設(shè)備成像中間過(guò)程的數(shù)據(jù)才能得出設(shè)備的分辨率數(shù)據(jù)。該方法屬于間接測(cè)量，并不能直接從探測(cè)圖像中得到設(shè)備的分辨率參數(shù)，因此第三方鑒定機(jī)構(gòu)很難采用該方式。針對(duì)這種情況，已有相關(guān)研究單位提出解決方案，如專利CN201410191226.4設(shè)計(jì)了一種用于OCT設(shè)備成像性能評(píng)價(jià)的三維分辨率板，采用摻雜聚合物微納散射顆粒的透明樹(shù)脂作為基板，通過(guò)3D打印或微納加工技術(shù)在其基板上制作分辨率測(cè)試圖案,最后將待測(cè)的OCT設(shè)備在該基板上進(jìn)行掃描成像，通過(guò)人眼判別不同分立尺寸測(cè)試圖案在重建圖像上的區(qū)分程度進(jìn)行OCT設(shè)備分辨率的檢定。該專利較好的解決了間接測(cè)量的問(wèn)題，然而亦存在基板散射系數(shù)不可調(diào)、分辨率圖案分立及分辨率板制作工藝復(fù)雜等不足。如今的OCT技術(shù)，不僅廣泛應(yīng)用于眼科領(lǐng)域，在人體的心血管、呼吸道、消化道等管腔道組織也有非常廣泛的醫(yī)學(xué)應(yīng)用。人體組織是一種高散射介質(zhì)，不同組織的散射系數(shù)并不一致。當(dāng)激光入射到組織時(shí)，一部分被吸收，大部分被散射，經(jīng)過(guò)組織的吸收和散射，入射光的特性(光強(qiáng)度、相干性、偏振性、方向性等)均有所改變，而其改變的程度取決于生物組織本身的散射、吸收系數(shù)。然而，目前所采用的分辨率板所提供的分辨率圖案均為分立，只能提供一種近似的分辨率。

因此，迫切需要提供一種簡(jiǎn)單直接且能夠全面評(píng)估及檢定OCT設(shè)備在不同管腔道組織應(yīng)用時(shí)的軸向分辨率的裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的第一個(gè)目的在于提供一種O CT設(shè)備成像性能評(píng)價(jià)裝置，該裝置以交叉滾柱導(dǎo)軌調(diào)節(jié)移動(dòng)側(cè)玻片和固定側(cè)玻片的相對(duì)距離，更加精確穩(wěn)定，以能夠區(qū)分出移動(dòng)側(cè)玻片和固定側(cè)玻片的條件下，以二者最小的距離來(lái)表征所用OCT設(shè)備的軸向分辨率，解決了現(xiàn)有技術(shù)中分辨率圖案分立及分辨率板制作工藝復(fù)雜等不足。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的可以通過(guò)采取如下技術(shù)方案達(dá)到：一種OCT設(shè)備成像性能評(píng)價(jià)裝置，包括：固定架、分辨率盒、導(dǎo)軌組件和仿生透明膠體；

所述固定架包括第一支撐件、第二支撐件和底座；所述第一支撐件垂直固定于底座上，所述第一支撐件和第二支撐件相對(duì)，所述分辨率盒夾持在第一支撐件和第二支撐件之間；所述第一支撐件上還設(shè)有OCT探頭導(dǎo)管固定通道；

所述分辨率盒包括固定側(cè)玻片和移動(dòng)側(cè)玻片；所述固定側(cè)玻片包括平面互相垂直的垂直部和水平部，使得固定側(cè)玻片的縱截面為L(zhǎng)形；所述移動(dòng)側(cè)玻片的平面與垂直部的平面相對(duì)，移動(dòng)側(cè)玻片的下端與水平部的前端相抵；所述固定側(cè)玻片固定連接在第一支撐件上；所述移動(dòng)側(cè)玻片固定連接在第二支撐件上；所述OCT探頭導(dǎo)管固定通道與固定側(cè)玻片相對(duì)；

所述導(dǎo)軌組件包括交叉滾柱導(dǎo)軌、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)；所述交叉滾柱導(dǎo)軌固定在底座上；所述第二支撐件設(shè)置在交叉滾柱導(dǎo)軌上；所述控制機(jī)構(gòu)的輸出端與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸入端電性連接；所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸出端與交叉滾柱導(dǎo)軌的輸入端電性連接；

所述仿生透明膠體設(shè)置在分辨率盒中。

作為優(yōu)選，所述垂直部的外表面和移動(dòng)側(cè)玻片的外表面上均設(shè)有第一定位件；所述第一支撐件和第二支撐件上設(shè)有第二定位件；所述第一定位件和第二定位件互相磁性連接，使得垂直部固定在第一支撐件上，移動(dòng)側(cè)玻片固定在第二支撐件上。

再優(yōu)選地，所述垂直部和移動(dòng)側(cè)玻片上各自設(shè)有兩個(gè)第一定位件，同一平面上的兩個(gè)第一定位件沿對(duì)角線設(shè)置。

作為優(yōu)選，所述交叉滾柱導(dǎo)軌上設(shè)有零點(diǎn)位置；所述第二支撐件位于零點(diǎn)位置時(shí)，移動(dòng)側(cè)玻片與垂直部的相對(duì)面之間的距離為100u m。

作為優(yōu)選，所述控制機(jī)構(gòu)為計(jì)算機(jī)。

作為優(yōu)選，所述仿生透明膠體中摻有聚合物微納顆粒。

再優(yōu)選地，所述仿生透明膠體含聚合物微納顆粒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3～20％。

本發(fā)明的第二個(gè)目的在于提供一種上述OCT設(shè)備成像性能評(píng)價(jià)裝置的使用方法。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的可以通過(guò)采取如下技術(shù)方案達(dá)到：一種如上所述的OCT設(shè)備成像性能評(píng)價(jià)裝置的使用方法：包括以下步驟：

1)將需要檢定的OCT設(shè)備的探頭導(dǎo)管固定于OCT探頭導(dǎo)管固定通道中，使得導(dǎo)管的出射窗口與固定側(cè)玻片的外表面相對(duì)；

2)對(duì)含有仿生透明膠體的分辨率盒作為目標(biāo)物進(jìn)行檢測(cè)，控制機(jī)構(gòu)控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)交叉滾柱導(dǎo)軌勻速移動(dòng)，使得移動(dòng)側(cè)玻片與垂直部的相對(duì)面之間的距離逐漸減小，得到OCT的重構(gòu)圖像；

3)OCT設(shè)備的軸向分辨率是通過(guò)分析B-SCAN圖，即X-Z平面掃描圖得到：得到移動(dòng)側(cè)玻片與垂直部的相對(duì)面之間的距離不同時(shí)的X-Z平面掃描圖，根據(jù)X-Z平面掃描圖繪制平均灰度值分布曲線，將平均灰度值分布曲線中最大波峰與波谷的落差值與瑞利判據(jù)判別閾值相比較，在落差值大于判別閾值的條件下，以移動(dòng)側(cè)玻片和固定側(cè)玻片最小的距離來(lái)表征所用OCT設(shè)備的軸向分辨率。

OCT設(shè)備的軸向分辨率的分析，是從點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)(Point Spread Function,PSF)的角度出發(fā)。所述點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)是用于描述光學(xué)成像系統(tǒng)對(duì)點(diǎn)源解析能力的函數(shù)，任何光學(xué)成像系統(tǒng)都不是理想的，因此任意點(diǎn)源在經(jīng)過(guò)光學(xué)系統(tǒng)后會(huì)形成一個(gè)彌散的像點(diǎn)，而瑞利判據(jù)可用于對(duì)彌散像點(diǎn)的區(qū)分。兩個(gè)點(diǎn)源(代表移動(dòng)側(cè)玻片和固定側(cè)玻片)通過(guò)與OCT系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)相卷積得到彌散像點(diǎn)灰度圖，進(jìn)而得到其灰度值分布曲線，即強(qiáng)度分布曲線，根據(jù)瑞利判據(jù)，當(dāng)滿足分辨率極限時(shí)，重疊區(qū)域的波谷點(diǎn)強(qiáng)度為光斑中心強(qiáng)度的73.5％。因此，利用平均灰度值分布曲線中最大波峰(圖中灰度值最低的位置)與波谷(移動(dòng)側(cè)玻片和固定側(cè)玻片在掃描圖中形成的像斑中心的距離)的落差值大于判別閾值(26.5％×最大波峰值)，來(lái)判斷移動(dòng)側(cè)玻片和固定側(cè)玻片能夠被區(qū)分，并在二者能夠被區(qū)分的情況下，以二者最小的距離來(lái)表征所用OCT設(shè)備的軸向分辨率。

作為優(yōu)選，步驟2)中，所述交叉滾柱導(dǎo)軌的步進(jìn)單位為1um。

作為優(yōu)選，步驟2)中，所述移動(dòng)側(cè)玻片與垂直部相對(duì)之間的最大距離為100um，交叉滾柱導(dǎo)軌的最大步進(jìn)距離為99um。

相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于：

1、本發(fā)明的OCT設(shè)備成像性能評(píng)價(jià)裝置區(qū)別于傳統(tǒng)的光學(xué)分辨率測(cè)試板，根據(jù)OCT設(shè)備所要檢測(cè)的組織特性，采用具有對(duì)應(yīng)散射系數(shù)的仿生透明膠體進(jìn)行模擬生物組織，檢測(cè)更加精確；

2、本發(fā)明的OCT設(shè)備成像性能評(píng)價(jià)裝置通過(guò)對(duì)仿生透明膠體摻雜聚合物微納顆粒，摻雜的量不同，可達(dá)到調(diào)節(jié)仿生透明膠體散射系數(shù)的效果；

3、本發(fā)明的OCT設(shè)備成像性能評(píng)價(jià)裝置以交叉滾柱導(dǎo)軌配合控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，檢測(cè)過(guò)程穩(wěn)定精確，以能夠區(qū)分出移動(dòng)側(cè)玻片和固定側(cè)玻片的條件下，以二者最小的距離來(lái)表征所用OCT設(shè)備的軸向分辨率，解決了現(xiàn)有技術(shù)中分辨率圖案分立及分辨率板制作工藝復(fù)雜等不足；

4、本發(fā)明通過(guò)分析平均灰度值分布曲線，根據(jù)最大波峰與波谷的落差值和瑞利判據(jù)判別閾值相比較，以落差值大于判別閾值定義出移動(dòng)側(cè)玻片和固定側(cè)玻片為最小距離的條件，代替人眼觀察的誤差，更加準(zhǔn)確。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為分辨率盒與固定架的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為固定側(cè)玻片和固定側(cè)玻片的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明的電路示意框圖；

圖5為移動(dòng)側(cè)玻片和固定側(cè)玻片在相距50um距離探測(cè)時(shí)所對(duì)應(yīng)的OCT掃描B-SCAN圖；

圖6為移動(dòng)側(cè)玻片和固定側(cè)玻片在相距50um距離探測(cè)時(shí)的平均灰度值分布曲線圖；

圖7為移動(dòng)側(cè)玻片和固定側(cè)玻片在相距30um距離探測(cè)時(shí)所對(duì)應(yīng)的OCT掃描B-SCAN圖；

圖8為移動(dòng)側(cè)玻片和固定側(cè)玻片在相距30um距離探測(cè)時(shí)的平均灰度值分布曲線圖；

圖9為移動(dòng)側(cè)玻片和固定側(cè)玻片在相距25um距離探測(cè)時(shí)所對(duì)應(yīng)的OCT掃描B-SCAN圖；

圖10為移動(dòng)側(cè)玻片和固定側(cè)玻片在相距25um距離探測(cè)時(shí)的平均灰度值分布曲線圖；

其中，1、固定架；11、第一支撐件；111、OCT探頭導(dǎo)管固定通道；12、第二支撐件；13、底座；14、第二定位件；2、分辨率盒；21、固定側(cè)玻片；211、垂直部；212、水平部；22、固定側(cè)玻片；23、第一定位件；3、導(dǎo)軌組件；31、交叉滾柱導(dǎo)軌；32、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；4、仿生透明膠體。

具體實(shí)施方式

下面，結(jié)合附圖以及具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述：

實(shí)施例1：

參照?qǐng)D1，一種OCT設(shè)備成像性能評(píng)價(jià)裝置，包括：固定架1、分辨率盒2、導(dǎo)軌組件3和仿生透明膠體4；

結(jié)合圖2，所述固定架1包括第一支撐件11、第二支撐件12和底座13；所述第一支撐件11垂直固定于底座13上，所述第一支撐件11和第二支撐件12相對(duì)，所述分辨率盒2夾持在第一支撐件11和第二支撐件12之間；所述第一支撐件11上還設(shè)有OCT探頭導(dǎo)管固定通道111；

所述分辨率盒2包括固定側(cè)玻片21和移動(dòng)側(cè)玻片22；所述固定側(cè)玻片21包括平面互相垂直的垂直部211和水平部212，使得固定側(cè)玻片21的縱截面為L(zhǎng)形；所述移動(dòng)側(cè)玻片22的平面與垂直部211的平面相對(duì)，移動(dòng)側(cè)玻片22的下端與水平部212的前端相抵；結(jié)合圖3，所述垂直部211的外表面和移動(dòng)側(cè)玻片22的外表面上各自設(shè)有兩個(gè)第一定位件23，同一平面上的兩個(gè)第一定位件23沿對(duì)角線設(shè)置，以對(duì)角線設(shè)置使得固定點(diǎn)受力均勻，固定程度更好；所述第一支撐件11和第二支撐件12上設(shè)有第二定位件14；所述第一定位件23和第二定位件14為互相吸引的公磁鐵和母磁鐵，互相磁性連接，使得垂直部211固定在第一支撐件11上，移動(dòng)側(cè)玻片22固定在第二支撐件12上；所述OCT探頭導(dǎo)管固定通道111與固定側(cè)玻片21相對(duì)；

所述導(dǎo)軌組件3包括交叉滾柱導(dǎo)軌31、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)32和控制機(jī)構(gòu)(圖中未示出)；所述交叉滾柱導(dǎo)軌31固定在底座13上；所述第二支撐件12設(shè)置在交叉滾柱導(dǎo)軌31上；參照?qǐng)D4，所述控制機(jī)構(gòu)的輸出端與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)32的輸入端電性連接；所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)32的輸出端與交叉滾柱導(dǎo)軌31的輸入端電性連接；

所述仿生透明膠體4設(shè)置在分辨率盒2中，并通過(guò)水平部212支撐。

本實(shí)施例中，所述第二支撐件12位于零點(diǎn)位置時(shí)，移動(dòng)側(cè)玻片22與垂直部211的相對(duì)面之間的距離為100um。

本實(shí)施例中，所述控制機(jī)構(gòu)為計(jì)算機(jī)。

本實(shí)施例中，所述仿生透明膠體4中摻有聚苯乙烯微納顆粒，通過(guò)調(diào)節(jié)聚合物微納顆粒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3～20％，可以使得仿生透明膠體4的散射系數(shù)在0.52～2.1815mm^-1范圍中調(diào)節(jié)，使之與被檢測(cè)的組織相近，檢測(cè)更加精確。

實(shí)施例2：

一種如上所述的OCT設(shè)備成像性能評(píng)價(jià)裝置的使用方法：包括以下步驟：

1)將需要檢定的OCT設(shè)備的探頭導(dǎo)管固定于OCT探頭導(dǎo)管固定通道中，使得導(dǎo)管的出射窗口與固定側(cè)玻片的外表面相對(duì)；

2)對(duì)含有仿生透明膠體的分辨率盒作為目標(biāo)物進(jìn)行檢測(cè)，控制機(jī)構(gòu)控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)交叉滾柱導(dǎo)軌勻速移動(dòng)，所述交叉滾柱導(dǎo)軌的步進(jìn)單位為1um，使得移動(dòng)側(cè)玻片與垂直部的相對(duì)面之間的距離逐漸減小，得到OCT的重構(gòu)圖像；其中，所述移動(dòng)側(cè)玻片與垂直部相對(duì)之間的最大距離為100um，交叉滾柱導(dǎo)軌的最大步進(jìn)距離為99um；

3)OCT設(shè)備的軸向分辨率是通過(guò)分析B-SCAN圖，即X-Z平面掃描圖得到：得到移動(dòng)側(cè)玻片與垂直部的相對(duì)面之間的距離不同時(shí)的X-Z平面掃描圖，根據(jù)X-Z平面掃描圖繪制平均灰度值分布曲線，然后將平均灰度值分布曲線中最大波峰與波谷的落差值與瑞利判據(jù)判別閾值相比較，在落差值大于判別閾值的條件下，以移動(dòng)側(cè)玻片和固定側(cè)玻片最小的距離來(lái)表征所用OCT設(shè)備的軸向分辨率。

在實(shí)際操作中，操作者可以通過(guò)控制機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)步進(jìn)單位、步進(jìn)速度，也可以手動(dòng)控制。

圖5、7、9分別為移動(dòng)側(cè)玻片和固定側(cè)玻片在相距50um、30um、25um距離探測(cè)時(shí)所對(duì)應(yīng)的OCT掃描B-SCAN圖。

圖6、8、10分別為移動(dòng)側(cè)玻片和固定側(cè)玻片在相距50um、30u m、25um距離探測(cè)時(shí)的平均灰度值分布曲線圖。

如圖5和6所示，兩塊玻片之間的測(cè)量距離50um時(shí)，此時(shí)圖6中最大波峰(A點(diǎn))的值為120，波谷(B點(diǎn))的值為9，落差值為111，比判別閾值26.5％×120＝31.8大，表示待測(cè)OCT設(shè)備所成B-SC AN圖中能清晰分辨出兩塊玻片并清晰分辨出兩塊玻片之間的間隙；

如圖7和8所示，兩塊玻片之間的測(cè)量距離30um時(shí)，此時(shí)圖8中最大波峰(A點(diǎn))的值為220，波谷(B點(diǎn))的值為140，落差值為80，比判別閾值26.5％×220＝58.3大，表示待測(cè)OCT設(shè)備所成B-SCAN圖中能清晰分辨出兩塊玻片并清晰分辨出兩塊玻片之間的間隙；

說(shuō)明50um和30um不是該待測(cè)OCT設(shè)備的軸向分辨率；

如圖9和10所示，兩塊玻片之間的測(cè)量距離為25um時(shí)，此時(shí)圖10中最大波峰(A點(diǎn))的值為245，波谷(B點(diǎn))的值為205，落差值為40，比判別閾值26.5％×245＝64.925小，所以從待測(cè)OCT設(shè)備所成的B-SCAN圖中已經(jīng)無(wú)法清晰分辨出兩塊玻片以及兩塊玻片之間的間隙，說(shuō)明待測(cè)OCT設(shè)備的軸向分辨率在25～30um之間，可通過(guò)進(jìn)一步調(diào)節(jié)交叉滾柱導(dǎo)軌改變兩塊玻片之間的測(cè)量距離從而獲得該待測(cè)OCT設(shè)備的準(zhǔn)確軸向分辨率為27um。

對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可根據(jù)以上描述的技術(shù)方案以及構(gòu)思，做出其它各種相應(yīng)的改變以及變形，而所有的這些改變以及變形都應(yīng)該屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。