光学相干断层成像方法和光学相干断层成像装置
2019-11-22

光学相干断层成像方法和光学相干断层成像装置

一种光学相干断层成像方法和光学相干断层成像装置,所述光学相干断层成像方法的特征在于,执行第一步骤(S1),获取波长谱;第二步骤(S2),增加所述波长谱的元素数量;第三步骤(S3和S4),将所述波长谱转换为波数谱,并且减少所述元素数量,以提供相等间隔的波数谱;以及第四步骤(S5),从所述波数谱获取待检查对象的断层信息。结果,可以获得忠实于物理现象的相等间隔的波数谱,并且可以获得更精确的断层信息。

首先,在步骤Sl中,从分光镜108获取波长谱(波长谱获取步骤)。此时的采样的数量是N(例如2,048),这是图像拾取元件110的像素数量。谱的信息包括波长以及各波长的强度。首先,波长由分光镜108的特性决定,从而将它们预先存储在一维数组中。由此而获取的强度数据被存储在另一个一维数组中。在此,第i波长分量和第i强度分量分别由sA(i),S1(I)表示,并且为了方便而将这个组合表示为(SA(i),Sl(i))。元素i具有从第0到第(N-I)的范围。图3A示意性图示强度关于波长的曲线图。采样间隔关于波长是相等的,并且波长最小值是805nm,并且其最大值是855nm。在此,注意,取决于分光镜108的特性,采样间隔关于波长可以不是相等的。在此情况下,可以使用适当内插的元素。 然后,在步骤S2中,按以下方式内插波长谱:采样点的数量(元素数量)增加为M倍(例如16倍),以生成波长谱数据(元素数量增加步骤)。作为这种内插方法,例举出线性内插等。在内插之前的第i元素在内插之后变为第M元素。在此,注意,M表示M和i相乘。第M*i元素与第Μ·(i+1)元素之间的元素能够被表示为第(M*i+j)元素。在此,i处于从0到N-I的范围中,j处于从0到M-I的范围中,因此能够通过这样的表达式来表示所有Μ·Ν个元素。在线性内插的情况下,通过使用(sA(i),&(i))和(sA(i+l),Sl(i+1))如在以下数学表达式1中所示那样表示第(M·i+j)元素。

(表达式 12)

在步骤S2-2中,谱数据由的第(N/幻元素的边界一分为二,并且按元素数量扩展为MN的方式将在其中插入零,如以下数学表达式7所示(M是2或更大的整数)。当然,i是整数。图6C示出元素数量扩展的谱数据。在此,注意,当N/2是整数时,第(N/2)元素被使用两次。从而,第i元素的傅立叶变换与第(MN-i)元素的傅立叶变换一致。然而,第(N/幻元素附近的数据是可以根据采样定理而被恢复的界限,因此期望其中这种数据成为0的系统。(表达式7)

在步骤S5中,可以通过对N·P个像素的强度数据进行傅立叶变换而获得断层信(表达式 11)

在此,将描述其中根据第二实施例的信号处理方法适合于OCT装置的示例。在光从低折射率介质入射到高折射率介质的情况下,通过使用折射率η、参考镜与视网膜之间的空间距离的差d、整数m、以及波数k,参考镜上反射的光与视网膜上反射的光干涉的条件被表示为以下数学表达式11的强化条件(constructivecondition)。

也就是说,通过将逆傅立叶变换应用于而获得s’x(i)的第M元素,并且⑴的第M*k元素与^⑴的第k元素一致。当然,在它们之间的范围中执行内

光学相干断层成像方法和光学相干断层成像装置

在步骤S2-1中,波长谱数据经受傅立叶变换。强度元素成为如以下数学表达式6所示的那样。傅立叶变换后的信号成为如图6B所示。通常,第i元素的强度与第(N-i)元素的强度是相同的,并且这些元素关于Ν/2的边界成为镜像图像。此外,第0元素是常数分量。

本发明的第二方面是一种光学相干断层成像装置,包括:光源;光学系统,其将来自所述光源的光分为测量光和参考光,将所述测量光引导至待检查对象,将来自所述待检查对象的返回光引导至检测位置,并且将所述参考光引导至所述检测位置;波长谱获取单元,其被布置在所述检测位置处,并且从由所述返回光和所述参考光的干涉而产生的干涉光获取波长谱;以及波长谱分析单元,其根据由此而获取的波长谱生成所述待检查对象的断层图像;其中,所述波长谱分析单元执行:波数谱获取步骤,将所述波长谱转换为波数谱,并且减少元素数量,以提供相等间隔的波数谱,以及断层信息获取步骤,从所述相等间隔的波数谱获取所述待检查对象的断层信息。

(第二实施例)在本发明第二实施例中,将通过使用图4描述应用本发明的眼科光学相干装置中的光学系统。