基于偏芯保偏光纖干涉增強的oct成像方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及傳感器領域，尤其涉及一種基于偏芯保偏光纖干涉增強的OCT成像方法。
[0002]
【背景技術】
[0003]光學技術正在改變著藥物療法和常規(guī)手術的實施手段，并為醫(yī)療診斷提供新的方法，還為生物學研究提供了新的手段，如:激光技術整形和整容手術、癌癥的光動力療法、人體內部造影、測量、分析和處理等，這些技術的應用都離不開生物組織光學成像及其技術的支持，生物組織光學成像是生物光子學領域一個很重要的分支，能夠進行離體組織或活體在體的成像，成像尺度覆蓋了從亞微米病毒和細菌到大尺度的生物物種，因此也成為疾病治療最為可靠的手段之一。在眾多生物組織光學成像技術中，光學相干層析成像(OCT)技術是近十年迅速發(fā)展起來的一種成像技術，具有高分辨率、非接觸、無損傷的特點，采用寬帶光源的干涉測量法，結合低相干技術、共焦顯微術及光學外差探測技術，通過測量回波時間延遲和后向散射光強度，可以對生物系統(tǒng)內部微觀結構進行高分辨率橫斷面層析成像，正在成為繼X射線計算機斷層掃描成像、超聲波成像和核磁共振成像技術之后，又一個重要的斷層成像技術。OCT技術是一種無損傷非介入探測，具有較高的分辨率，可以達到1~15微米，要比傳統(tǒng)的超聲波探測高1-2個數量級，可以對生物組織進行實時在體二維或三維成像，OCT系統(tǒng)的體積和制造成本都遠小于核磁共振成像。因此從成像分辨率、簡單實用、成本造價等角度綜合考慮，OCT技術被認為是很有發(fā)展前途的一種新型生物醫(yī)學成像技術，在科學研究和醫(yī)學臨床應用中有廣泛的發(fā)展前景。
[0004]受限于現(xiàn)有干涉技術的成像機理，所獲得的相干層析圖像的分辨率很難提高，因此，現(xiàn)有有關OCT成像技術研究主要集中在提高成像速度和探測深度的技術方面，如何突破該技術的現(xiàn)有瓶頸，提高圖像分辨率是需要進行深入研究和技術攻關的重要方面。
[0005]為了消除振動等環(huán)境噪聲干擾，以及活體樣品的呼吸、周期性生命律動導致的圖像失真，快速清晰成像一直是人們追求的目標，多種掃描技術和手段用于實驗研究。但是常規(guī)技術手段采用的傳感探頭都是一般的單模光纖，探測到的光干涉信號非常微弱，現(xiàn)有光學探頭難以從生物深層組織中提取出清晰的圖像。
[0006]

【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明要解決的技術問題在于針對現(xiàn)有技術中探測到的光干涉信號非常微弱，現(xiàn)有光學探頭難以從生物深層組織中提取出清晰的圖像的缺陷，提供一種可適合生物組織探測的傳感探頭，并將其用于OCT成像方法中，可增強光信號的強度，提高圖像質量。
[0008]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:
本發(fā)明提供了一種基于偏芯保偏光纖干涉增強的OCT成像方法，包括以下步驟: 51、利用偏芯保偏光纖作為探測臂光纖，通過其將光照射到樣品組織上，再提取反射光束，對反射光束進行偏振態(tài)調節(jié)后進行干涉，得到清晰的樣本組織光信號，探測樣品組織的掃描方式由橫向二維掃描和軸向深度Z掃描構成；
52、將調節(jié)好的樣本組織光信號轉化為微弱電信號，并對轉化后的微弱電信號進行放大和調理，再分別對同一區(qū)域的圖像信息進行兩次采集；
53、將采集后的圖像信息進行去噪算法和圖像拼接算法處理，并進行最終還原，得到所需清晰的樣本圖像信息。
[0009]本發(fā)明所述的方法中，其中步驟SI具體包括以下步驟:
利用偏芯保偏光纖作為探測臂光纖，通過其將光照射到樣品組織上，再提取反射光束；
通過第一增透鏡將反射光束進行匯聚，再通過光路調節(jié)鏡調節(jié)，使光束沿光學延時線方向傳輸；
將寬帶光源經過平衡接收器平衡穩(wěn)定接收以后，通過第二增透鏡匯聚照射在參考反射鏡上，再將反射后的光通過第二增透鏡匯聚后再次傳送至平衡接收器；
平衡接收器將再次接收的寬帶光源輸入到偏振控制器；
偏振控制器通過調節(jié)平衡接收器送入的寬帶光源的偏振態(tài)以及經過光學延時線調節(jié)的樣品組織光源的偏振態(tài)，使兩光束的偏振態(tài)相同后進行干涉，得到最清晰的樣本組織光信號。
[0010]本發(fā)明產生的有益效果是:本發(fā)明根據實際需求，設計出損耗小，光纖偏振度保持高的偏芯保偏光纖。該光纖具有更好的保偏性質，可探測生物深層組織的內部結構圖像的時間分布和探測深度的空間分布?；诖斯饫w制作出適合生物組織探測的傳感器，并將此傳感器用于OCT成像系統(tǒng)中，增強了光信號的強度，提高了圖像質量。并且裝置采用偏芯保偏光纖作為探測臂和可調光學延時線作為參考臂構建干涉增強的相干層析成像系統(tǒng)，既可以提高系統(tǒng)圖像分辨率，也可提高系統(tǒng)成像速度和探測深度。
[0011]
【附圖說明】
[0012]下面將結合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中:
圖1是本發(fā)明實施例偏芯保偏光纖傳感器的結構示意圖；
圖2是本發(fā)明基于偏芯保偏光纖干涉增強的OCT成像裝置結構示意圖；
圖3是本發(fā)明基于偏芯保偏光纖干涉增強的OCT成像方法流程圖。
【具體實施方式】
[0013]為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0014]本發(fā)明實施例的偏芯保偏光纖傳感器，如圖1所示，包括探測臂11、第一增透鏡12、光路調節(jié)鏡13和光學延時線14 (作為參考臂)，所述探測臂11利用偏芯保偏光纖作為探測臂光纖；通過探測臂光纖將光照射到樣品組織上，再提取反射光束；反射光束經過第一增透鏡匯聚12后，通過光路調節(jié)鏡13調節(jié)，使光束沿光學延時線14方向傳輸，光路調節(jié)鏡13同時控制著探測臂11對樣本組織的橫向二維掃描，本發(fā)明的一個實施例中，該光學延時線14為可調光學延時線，可通過調節(jié)光學延時線14對光束進行相位調制。
[0015]該偏芯保偏光纖傳感器還包括平衡接收器21、第二增透鏡22、參考反射鏡23和偏振控制器24 ;參考反射鏡23所反射寬帶光源的光程差控制著探測臂Z掃描的軸向深度