本實用新型大體涉及生物醫(yī)學成像領域，且更具體地涉及了一種多角度復合的血流成像系統(tǒng)。

技術背景

相比于目前的生物醫(yī)學成像手段，OCT成像技術具有無標記、非接觸性、非侵害性、實時性、高靈敏度以及高分辨率等優(yōu)點。這些優(yōu)勢特征使得OCT在近十多年中發(fā)展迅猛，并已經被臨床醫(yī)學廣泛接受。OCT系統(tǒng)主要通過探測由于生物樣品光學不均勻性所導致的后向散射光光強的變化來獲得樣品的折射率信息，進而重構樣品的光學結構圖像。然而在疾病的早期階段，正常與病變的生物組織間的散射特性的區(qū)別很小，以至于難以被檢測和判別，因此，這種結構型OCT系統(tǒng)在臨床應用上存在許多局限性，并由此催生了許多的功能型OCT系統(tǒng)。功能型OCT系統(tǒng)所展示的各種不同生理信息的對比機制，大大拓展了OCT的使用范圍和應用領域。光學微血管造影(OCT Angiography,OCT-A)技術作為一種能夠實時地從靜態(tài)組織背景中高精度提取血流信號的新型技術，能夠非侵入性地并實時地監(jiān)測血管的狀態(tài)，對與血管相關聯(lián)的疾病的早期診斷有著重大意義。該技術在被實用新型以來得到了很快發(fā)展，并在眼底血管成像和腦皮層血管成像的研究中得到了應用。

OCT-A信號的時間統(tǒng)計特性表明：組織樣品在空間域中某一點處的OCT復數(shù)值信號，可表示為OCT相干門內的多個獨立微小散射粒子后向散射光的貢獻之和，即多個微小獨立相幅矢量的復數(shù)疊加。對于動態(tài)的血流區(qū)域，這種運動的血紅細胞是獨立微小散射體，由于紅細胞流動隨時間流動，其光學散射信號在時間上是變化的，信號幅度分布特征視為大量隨機相幅矢量和的時間統(tǒng)計特性，并服從瑞利分布；對于靜態(tài)組織區(qū)域其信號可視為同一散射體的固定散射信號與隨機系統(tǒng)噪聲的疊加，并且信號的幅度值服從高斯分布。

然而，在光學微血管造影的過程中，普遍會受到多種系統(tǒng)噪聲的影響，光學微血管造影的成像質量因此會產生大幅下降。由于將獨立信號進行復合，如求平均，能夠使信號更加接近真值，降低噪聲分布的方差，故為了能夠提高運動的血流與靜態(tài)組織背景的對比度，在實際應用中，通常采用重復掃描的方式，即在樣品的同一斷層面位置進行重復采樣，獲得不同時刻的獨立的信號。 這些時間維度上獨立的信號經過復合之后，可改善圖像的信噪比，提高血流對比度。然而重復的時間采樣影響了系統(tǒng)的成像速度，尤其在寬場成像中，由于系統(tǒng)的掃描速率有限，大量重復的時間采樣極大地增加了大視場的成像時間。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型針對現(xiàn)有技術的不足，提出了一種多角度復合的血流成像系統(tǒng)。

本實用新型的目的是通過如下技術方案實現(xiàn)的：

一OCT光學相干層析裝置，用于對組織樣本進行OCT探測和成像；

一OCT掃描裝置，用于在T個不同時間點對組織樣本進行OCT探測；

一多角度獨立成像裝置，用于從N個角度區(qū)域對組織樣本進行OCT探測。

所述的多角度獨立成像裝置包括光程編碼與解碼裝置。

本實用新型的有益效果和創(chuàng)新點如下：

對比已有技術，本實用新型獲得的血流成像子圖具有高信噪比和運動對比度的OCT血流圖像，大大提高了的OCT-A的運動對比度，降低了系統(tǒng)噪聲。

附圖說明

圖1為本實用新型系統(tǒng)的示意圖；

圖2為本實用新型多角度探測原理的示意圖；

圖3為本實用新型示例性實施例的裝置示意圖；

圖4為本實用新型示例性實施例的活體鼠腦血流成像實驗結果圖。

其中：11-入射光束；12-掃描鏡；13-光程延遲；14-物鏡；15-待測樣品；21-OCT掃描裝置；22-多角度獨立成像裝置；23-OCT光學相干層析裝置；31-掃頻光源；32-20:80光纖耦合器；33-第一光環(huán)形器；34-參考臂準直鏡；35-參考臂聚焦透鏡；36-參考臂平面鏡；37-偏振控制器；38-50:50光纖耦合器；39-平衡探測器；40-第二光環(huán)形器；41-樣品臂準直透鏡；42-光學延遲片；43-掃描振鏡；44-樣品臂聚焦透鏡，45-待測樣品。

具體實施方式

下面將結合附圖對本實用新型的具體實施方式作詳細說明，附圖形成本文的一部分。需要注意的是，這些說明及示例僅僅為示例性的，不能被理解為限制了本實用新型的范圍，本實用新型的保護范圍由隨附的權利要求書限定，任何在本實用新型權利要求基礎上的改動都是本實用新型的保護范圍。

為了便于理解本實用新型的實施例，將各操作描述成多個離散的操作，但是，描述的順序不代表實施操作的順序。

本實用新型系統(tǒng)如圖2所示，OCT樣品臂中的入射光束11經過掃描鏡12反射后，經過物鏡14匯聚到待測樣品15上。由于光束具有一定的寬度，當通過掃描透鏡14會聚時，距離光束軸心寬度的光束以不同的入射角度照射到待測樣品上，同時樣品反射或散射回的探測光也以不同空間方向的角度經過掃描透鏡14后成為平行光束。根據這樣的不同角度的光束特性，為了區(qū)分不同的角度區(qū)域，通過對光束引入不同光程延遲13，使得樣品光束由于經過的路徑不一樣(即對應不同的角度區(qū)域)，對應的干涉程差也不一樣，從而對探測到的OCT信號經過OCT信號分析編碼。

本實用新型系統(tǒng)如圖1所示。該裝置的主體是OCT光學相干層析成像裝置23。在OCT裝置的樣品臂探測部分，有一OCT掃描裝置21。該掃描裝置可以根據需要設定合適的掃描方式，結合OCT成像機理可實現(xiàn)對樣品三維成像。這里所使用的掃描裝置，能夠在不同的時間點對組織進行OCT探測；還有一種多角度獨立成像裝置22，該裝置可以區(qū)分樣品臂光束不同的角度區(qū)域。對于每個角度區(qū)域，通過OCT探測可以獨立獲取該角度區(qū)域探測到的信號。

本實用新型的實施例如下：

具體實施的系統(tǒng)如圖3所示，包括掃頻光源31、20:80光纖耦合器32、第一光環(huán)形器33、參考臂準直鏡34、參考臂聚焦透鏡35、參考臂平面鏡36、偏振控制器37、50:50光纖耦合器38、平衡探測器39、第二光環(huán)形器40、樣品臂準直透鏡41、光學延遲片42、掃描振鏡43、樣品臂聚焦透鏡44和待測樣品45；其中掃描振鏡43作為OCT掃描裝置21，光學延遲片42和樣品臂聚焦透鏡44構成了多角度獨立成像裝置22，其余的掃頻光源31、20:80光纖耦合器32、第一光環(huán)形器33、參考臂準直鏡34、參考臂聚焦透鏡35、參考臂平面鏡36、偏振控制器37、50:50光纖耦合器38、平衡探測器39、第二光環(huán)形器40和樣品臂準直透鏡41均構成了OCT光學相干層析裝置23。

掃頻光源31采用中心波長為1300nm，帶寬為100nm的波長可調諧垂直腔表面發(fā)射激光器，工作時的線掃頻率為100kHz；光學延遲片41采用BK7材質的玻璃片，厚度為3.1mm；整套系統(tǒng)的總的成像范圍為12mm。本示例性實施例中所使用的裝置里，掃頻光源31與20:80耦合器32的一側的一端連接；20:80耦合器32另一側一端與樣品臂準直鏡41的入射端連接，樣品臂掃描振鏡43位于樣品臂準直鏡41的出射光路上，光學延遲片42位于樣品臂準直鏡41和掃描振鏡43之間，并覆蓋了一半的空間光路，樣品臂聚焦透鏡44位于掃描振鏡43反射光路上，待測樣品45位于樣品臂聚焦透鏡44的焦深范圍內。20:80耦合器32另一側的另一端與參考臂準直鏡34的入射端連接，參考臂聚焦透鏡 35位于參考臂準直鏡34的出射光路上，參考臂平面鏡36位于參考臂準直鏡35的焦面；偏振控制器37的一端與參考臂的出射光路相連，另一端連在50:50耦合器38的一側的一個端口，其另一個端口與樣品臂的出射光路相連接，50:50耦合器38的另一側與探測臂平衡探測器39的兩個端口相連。掃頻光源31的時鐘信號、觸發(fā)信號被采集，掃頻光源31發(fā)出的變頻光通過20:80光纖耦合器32，寬帶光纖耦合器32的20端的光經過光環(huán)形器33，進入參考臂準直鏡34，經過參考臂聚焦透鏡35到達參考臂平面鏡36，然后沿原光路返回并進入光環(huán)形器33，通過偏振控制器37，進入到50:50光纖耦合器38；20:80光纖耦合器32的80端口的光經過光環(huán)形器40后，進入樣品臂準直鏡41形成平行光，空間光路中部分光通過光學延遲片42、部分光不通過光學延遲片42，經過掃描振鏡43和樣品臂聚焦透鏡44后，投射在待測樣品45上，其后向散射光部分沿原光路返回、部分改變光路，并通過光纖環(huán)形器40進入50:50耦合器38與參考臂返回的樣品光匯合后形成干涉信號，通過寬帶光纖耦合器的另兩端進入平衡探測器39進行探測，結合光源的時鐘和觸發(fā)信號，經采集得到干涉光譜信號。

圖4(a)和(b)分別示出了利用無角度復合的傳統(tǒng)法和本實用新型提出的角度復合法得到的鼠腦三維微血管造影的最大強度投影圖。從圖中可以看出：經過角度復合之后的血流圖像中的血管及血管脈絡相比于組織背景顯得更加清楚，血管之間的連接度更清晰。

上述實驗對比結果充分說明：利用本實用新型所涉及的角度復合的血流成像方法獲得的血流圖像，血流對比度得到了提高，本實用新型具有其突出顯著的技術效果。