專利名稱：Lci和oct信號的測距和降噪的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過檢測平行組的光譜波段，顯著增加光學(xué)相干層析成象和低相干干 涉測量信號中的靈敏度的裝置、方法、邏輯線路和存儲介質(zhì)，其中每個波段為光頻段的唯一
^口 口 。
背景技術(shù)：
目前存在兩種在混亂介質(zhì)實現(xiàn)深度測距的方法。第一種已知的方法為低相干干涉 測量法(LCI)。該方法使用一種掃描系統(tǒng)，其改變基準(zhǔn)臂長度并獲得檢波器處的干涉信號以 及反調(diào)制所述干涉圖樣以便獲得源互相關(guān)函數(shù)的相干包絡(luò)(envelope)。光學(xué)相干層析成象 (OCT)為一種使用獲得LCI 二維圖象的方法。在美國專利No. 5， 321， 501中由Swanson等人 說明了 0CT。 OCT方面的多級變化已經(jīng)被授予專利權(quán)，但多數(shù)承受較小的最佳信噪比(SNR)， 從而導(dǎo)致非最佳的分辨率、低圖像幀速以及不良的穿透深度。在這樣的圖像技術(shù)中，功率利 用率是一方面因素。例如在眼科使用中，在熱損傷發(fā)生之前僅容許一定毫瓦量的功率。因 此，在這樣的環(huán)境中提高功率對增加信噪比是不適宜的。需要一種增加信噪比而不明顯增 加功率必要條件的方法。 在文獻(xiàn)中已獲知的用于在混亂介質(zhì)中進(jìn)行深度調(diào)節(jié)的第二種方法為光譜輻射。在 光譜輻射中，使用光譜儀測量樣品的互相關(guān)譜密度的實際部分以及基準(zhǔn)臂光。在互相關(guān)光 譜密度調(diào)整中編碼深度剖面信息。用于光譜輻射的現(xiàn)有設(shè)計主要在文獻(xiàn)中得到。
通過使用光譜輻射準(zhǔn)則增加之前說明的LCI和OCT的信噪比?？墒牵诖苏f明 中，僅測量復(fù)雜光譜密度的實際部分，并且該方法使用很多檢波元件(大約2，000個)以 達(dá)到毫米級掃描范圍。需要一種允許任意數(shù)量的檢波元件的方法。其次，之前所述方法使 用單一的電荷耦合器(CCD)來獲得數(shù)據(jù)。因為電荷儲存容量有限，需要基準(zhǔn)臂功率將至與 樣品臂功率相同的量級，引發(fā)關(guān)于樣品臂光束的自動相關(guān)噪音。另外，因為沒有產(chǎn)生載波 (carrier)，所以該系統(tǒng)中的噪音將是1/f噪音。第三，即使具有目前狀況的CCD技術(shù)的短積分時間，干涉儀中的相位不穩(wěn)定性也降低互相關(guān)光譜密度調(diào)制的條紋可見度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明能通過將LCI寬的帶寬光源分隔成數(shù)量"N"的光譜帶，增加LCI和OCT的 信噪比。在一個示意性實施例中，分別檢測和處理N個光譜帶以提供依據(jù)系數(shù)N的信噪比 的增加。信噪比中的這種增加使得LCI或OCT以N倍速率更快成像，或可選地，以與具有N 倍低功率的光源相同的速率成像。因此，本發(fā)明克服常規(guī)LCI和OCT的兩個重要缺陷，也就 是，光源利用率和掃描速率。因數(shù)N可超過1， 000，并允許可大于三個數(shù)量級的OCT和LCI 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)實際上從目前OCT和LCI技術(shù)得以改善。 本發(fā)明改善現(xiàn)時數(shù)據(jù)捕獲速度以及OCT光源的利用率。散射噪聲由當(dāng)前統(tǒng)計波動 引起，而統(tǒng)計波動起因于量子化或分散的電荷。所述散射噪聲的降低允許更低的電源功率 或更好的捕獲速率。現(xiàn)時數(shù)據(jù)捕獲速率(大約4幀/秒)中的限制，通過可得到的電源功 率以及快速機械裝置關(guān)于掃描延遲的利用率而被加強。8倍檢測的靈敏度的增加，允許以 30秒每幀的速率實時成像。1000-2000倍的靈敏度的增加，允許使用具有更低功率和更高 光譜帶寬并很容易得到的光源，制造更廉價，并能產(chǎn)生更高分辨率的LCI或OCT掃描。
對于OCT的眼部應(yīng)用，有效檢測優(yōu)選地允許捕獲速度顯著增加。眼部應(yīng)用的限制 是功率，即根據(jù)ANSI標(biāo)準(zhǔn)(830納米處大約700微瓦)可進(jìn)入眼睛的功率。眼部應(yīng)用中的 現(xiàn)時數(shù)據(jù)的捕獲速度大約為100-500A行每秒。所述功率有效檢測允許A-行捕獲速率處于 大約100， OOOA-行每秒級，或視頻速率以大約3， OOOA-行每圖像的速率成像。
因為散射噪聲具有白噪聲頻譜，所以可獲得信噪比增益。在頻率"(或波長入) 的檢波器中存在的強度僅僅有助于頻率o的信號，但對所有頻率產(chǎn)生散射噪聲。通過變窄 每個檢波器的光波帶寬，能降低每頻散射噪聲影響，而保持同樣的信號組分。
總之，本發(fā)明改善LCI和OCT的性能，并因此能用于改進(jìn)內(nèi)科的和非內(nèi)科應(yīng)用的 LCI和OCT診斷技術(shù)。 在考慮附加權(quán)利要求時，通過閱讀以下本發(fā)明實施例的詳細(xì)說明使得本發(fā)明的其
他特征和優(yōu)勢變得顯而易見。 附圖的簡要說明 在附圖中說明本發(fā)明，附圖中相同的參考標(biāo)記通篇指代相同或形似部分，其中
附圖1為常規(guī)系統(tǒng)的示意圖。 附圖2為LCI并行檢測方式的優(yōu)選實施例的示意圖。 附圖3為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的具有一個檢波器陣列系統(tǒng)的示意圖。 附圖4為探針的細(xì)化圖。 附圖5為與用于雙平衡波分信號檢測的兩個合成CCD陣列相結(jié)合的分離元件的示 意圖。 附圖6為獨立系統(tǒng)優(yōu)選實施例的示意圖。
附圖7為示出分成2波段的光譜的示意圖。 附圖8為分成4波段的光譜示意圖。優(yōu)選用于每個的光譜分辨率是分成2波段情 況下的粗糙度的兩倍。 附圖9為使用光束復(fù)合以沿兩維檢波器陣列的一維提供一維干涉信息，而沿二維
12陣列的另一維分離波長的示意圖。
附圖10為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的相位跟蹤系統(tǒng)的示意圖。
附圖11為說明來自波段的LCI或OCT信號再現(xiàn)的流程圖。 附圖12為具有合并幾個超發(fā)光光源的光源的光譜域OCT干涉儀構(gòu)造的示意圖。
附圖13為具有四個檢波器陣列系統(tǒng)的示意圖。 附圖14為根據(jù)臂和基準(zhǔn)臂之間路徑長度差函數(shù)的典型干涉圖案的圖表。
附圖15為具有延伸相位鎖定范圍的相位跟蹤雷達(dá)系統(tǒng)的實施例。
附圖15A-C為一種方法的流程圖。
附圖16為頻率與OCT功率頻譜的對照圖。 附圖17為減去散射噪聲(實驗數(shù)據(jù))，關(guān)于N二 l(虛線)和N二 1/3(實線)情 況的頻率與振幅光譜對照的示意圖。 附圖18為按照頻率函數(shù)關(guān)于整個光譜功率密度的圖表。 附圖19為散射噪聲級減去之后的圖表。 附圖20為處理信號后的圖表。 附圖21為相干總通道的相干范圍的圖表。 優(yōu)選實施例的詳細(xì)說明 fi^ 本發(fā)明的概述性幾個示意性實施例包括一種混合方法，其實現(xiàn)基準(zhǔn)臂被掃描的 LCI和0CT，以及不需基準(zhǔn)臂掃描的光譜輻射的目的。 在一個實施例中，OCT系統(tǒng)的檢測臂中的信號在檢測之前被分成一個以上的光譜 帶。每個光譜帶由單獨的光檢波器檢測并被放大。對于每個光譜帶，所述信號在信號波段附 近被模擬電子設(shè)備帶過濾并被數(shù)字化，或可選地，所述信號可在軟件中被數(shù)字化和帶通過 濾。因此，能通過等于光譜帶數(shù)量的因數(shù)減少信號的散射噪聲影響，而信號輸出保持相同。 所述散射噪聲的降低增加了系統(tǒng)的動態(tài)范圍和靈敏度。 在本發(fā)明的另一示意性實施例中，提供一種用于不需基準(zhǔn)臂掃描的光譜輻射的裝 置。對于多個檢波器，不需要測程或基準(zhǔn)臂掃描，并除了互相關(guān)光譜密度的相位信息被優(yōu)選 地保存外，所述方法與用于光譜輻射的方法相類似。 在其他示意性實施例中，本發(fā)明描述了光譜輻射的一種布置，其在干涉儀中消除
相位不穩(wěn)定性，獲得復(fù)雜的光譜密度并消除樣品臂光中的自動校正噪音、相對強度噪音及
1/f噪音。 理論部分 時間域?qū)ψV域OCT 幾乎所有常規(guī)的OCT系統(tǒng)都是以時域掃描為基礎(chǔ)的。在這樣的常規(guī)系統(tǒng)中，邁克 爾遜干涉儀中基準(zhǔn)臂的長度在對應(yīng)成像深度范圍的距離上被迅速地掃描。掃描基準(zhǔn)臂的 一種替代工序是使用光譜儀測量邁克爾遜干涉儀檢測臂處的互相關(guān)光譜密度。在譜域OCT 中，不需要基準(zhǔn)臂的機械(例如，快速)掃描，而能使用產(chǎn)生相移的裝置。僅是在近來才認(rèn) 識到，能通過互相關(guān)光譜密度的直接測量而獲得明顯的信噪比增益。 附圖1示出了常規(guī)時間域0CT系統(tǒng)的示意圖。在掃描基準(zhǔn)臂路徑長度時，對應(yīng)位 置形成干涉條紋，所述位置與設(shè)置在樣品容積中的三種構(gòu)造的距離相匹配。單一檢波器用于探測所述干涉條紋。通過干涉圖形的包絡(luò)檢波，構(gòu)成映像(maps)組織反射率到給定區(qū)域 的圖像。 本發(fā)明的某些示意性實施例給出基于光譜輻射準(zhǔn)則(進(jìn)一步地稱為譜域OCT)的 檢測原則，或一種處于譜域和時間域之間的方法，其比現(xiàn)有技術(shù)中時間域OCT更靈敏，并允 許分辨率的捕獲速度大幅度增加。
譜域OCT散射嗞聲減小的原理 當(dāng)噪音為限定的散射噪音時，能獲得時間域OCT系統(tǒng)的最佳信噪比性能。能通過 用多元件陣列檢波器替換單一元件檢波器顯著減小散射噪聲。當(dāng)所述檢測臂光被光譜地分 散在陣列檢波器上時，陣列的每個元件檢測光源譜寬的一小波長部分。所述散射噪聲優(yōu)選 地由等于所述陣列元件數(shù)目的因數(shù)減少。信噪比改善的原理是以散射噪聲的白色噪聲特性 以及僅相同波長電磁波產(chǎn)生干涉條紋的觀測為基礎(chǔ)。 所述散射噪聲功率密度Nsh。t (f)(以[W/Hz] 、 [A7Hz]或[V2/Hz]為單位)與所述檢 波器中所產(chǎn)生的電流(或等同地，光功率調(diào)節(jié)(time)量子效率)成比例。對于進(jìn)入干涉儀 的波長A工的單色光束，邊緣頻率或檢波器處的載流子f由反射鏡的速率v決定，^ = 2v/ 入i。所述散射噪聲與所述波長A工處功率(或光譜密度S("))成比例。第二波長、優(yōu)選 地耦合入干涉儀中。第二邊緣頻率或&二2v/、處的載流子&同時出現(xiàn)。第二頻率處的 散射噪聲優(yōu)選地為波長、和入2處光功率產(chǎn)生的散射噪聲的總和。因此，在兩個頻率處， 由于檢波器同時存在兩個波長而產(chǎn)生相互散射噪聲界限。通過將每個波長光譜地分散到單 獨的檢波器，能減小相互散射噪音界限。這樣，譜域OCT提供時間域OCT系統(tǒng)上信噪比的顯 時間域?qū)ψV域OCT的信噪比分析
信號 時域0CT中信噪比(SNR)的分析已經(jīng)在相關(guān)出版物中予以說明。由以下公式給出
時域OCT中干涉條紋的峰值振幅，
^pra廣^尸n /'尸雄/j'e ( 1 ) 其中P^，P，^分別為瓦特級的基準(zhǔn)功率和樣品臂功率。依據(jù)檢波器中的電功率，
以[A2]為單位的信號被如下限定 其中n為量子效率，e為電荷量，以及Ev二hc/入為光子能量。所述基準(zhǔn)臂功率 和樣品臂功率通過各自表現(xiàn)出的光譜密度予以給出， Pref, sample = / Sref, sample ( " ) d " (3) 假定基準(zhǔn)和樣品光譜密度等于光源光譜密度S(co)，其中樣品臂光譜密度由于大
的因數(shù)而減弱，也就是，Sref(") = S(")， Ssample(") = aS(")，其中a《l，并將上述基
準(zhǔn)臂和樣品臂的表達(dá)式插入到信號的原始定義中，將給出
= "2e2 a [ Js(一w]2 /《 (4)
14
柳暴*，觸寸口暴舒口鵬鵬口暴雄/分 OCT信號的整個噪音的三個成分是熱噪音、散射噪音和相關(guān)強度噪音。熱噪音由
反饋電阻器產(chǎn)生，散射噪音涉及導(dǎo)致電流方面的統(tǒng)計波動的電荷量的有限特性，以及相關(guān)
強度噪音涉及由于標(biāo)準(zhǔn)光源的混亂特性引起的暫時波動。由以下公式給出以單位[A7Hz]
表示的噪音強度的這三種成分，
- w， k為波耳茲曼常數(shù)，T為開氏溫度，R^為反饋電容器值，而t。。h為光源的相干時 間。相干時間涉及高斯光源的半最大值A(chǔ) A出的全部光譜寬度，其由以下表達(dá)式給出
j vnowciy/ D 卞pt厶
(5)
Tc。h=V21n2/;r《/(CA;i)。在等式(5)中第二項控制其他噪音成分時，可獲得散射噪音限定 檢測。 信噪比(SNR) 以下給出信噪比(SNR)
「0071，5"層=-^- (6) 其中BW為信號帶寬，參數(shù)S和Nn。ise(f)同上所述。
OCT信號的苧間和頻率域 在空間域中最容易說明0CT信號。對于樣品臂中的單一目標(biāo)，OCT信號的干涉項 與源譜S(")的傅里葉變換的實際部分成比例，
I(Az) ^ Re / exp(ikAz)S(k)dk (7) 其中A z表示樣品和基準(zhǔn)臂之間的路徑長度差，而k表示波矢量。作為時間函數(shù)， 所述OCT信號由以下給出， I(t) °^ Re / exp(2i wtv/c)S(w)dw (8) 其中v表示基準(zhǔn)臂反射鏡速率。所述信號的頻譜由時間域中信號的傅里葉變換給 出，并產(chǎn)生復(fù)變函數(shù)。該函數(shù)的絕對值與譜密度相等，
|l(f)| = | / I(t)e2"ftdt| =s(Jifc/v) (9) 其示出了與光源譜寬成正比的信號帶寬，并與基準(zhǔn)臂反向鏡速率，也就是成像速 率成線性比。等式(9)也直接涉及信號S(等式(4))的頻譜的絕對值|l(f) |。
等式(9)也說明了所述光源的角頻率或光源等效的每個波長，在測量干涉測量信 號中以固有頻率示出?？赏ㄟ^傅里葉變換從復(fù)雜互關(guān)光譜密度I(f)中獲得所述深度剖面 信息I (t)。 所述復(fù)雜互相關(guān)光譜密度也可通過使用分散或干涉測量元件將信號I (t)分成幾 個光譜波段而獲得。在每個檢波器中，僅確定部分的復(fù)雜互相關(guān)光譜密度。合并每個檢波 器的互相關(guān)光譜密度，重組所述信號的全部光譜密度。 因此，能通過將光譜成分分至單獨檢波器獲得相同的信息。以軟件或硬件合并所 有檢波器的信號，以產(chǎn)生同單一檢波器獲得的相同的信號。
具有譜域OCT的信嗞比增益 在所述檢測臂中，光譜能被分成相等的兩個部分，其中兩個檢波器分別檢測一半的光譜。根據(jù)公式(9)，檢波器1和2中的頻譜由f < f。時，I L (f) I = S( fc/v) ， f > f。 時，IJf) =0，f 〈f。時，I2(f) =0，f 〉f。時，|l2(f)| = S(Jifc/v)，分別給出。由時域 OCT中單一檢波器獲得的頻譜由IJf)和IJf)的和給出；I(f) = IJf)+l2(f)。因此，合并 光譜之后的信號S，等于IJf) = O，其中f > f。，以及I2(f) = O，其中f < f。，每個檢波器 的帶寬BW由于因數(shù)2而被減小。 由檢波器1和2中的散射噪聲成分和確定所述噪音。從等式(5)和(6)中，每個 檢波器的散射噪聲與檢波器中基準(zhǔn)臂能量成比例，其中為檢波器調(diào)節(jié)(time)所述帶寬。因 為所述光譜被分成兩相等的部分，檢波器1和2終端基準(zhǔn)功率分別為，
《=0.5~， O0.5Pre/ (10)
兩個檢波器的散射噪聲成分和為，
《《x 0.5, + x 0.5鮮=0.5尸 ,督 (11)
其與時域0CT中單一檢波器的散射噪音相比較，
(12)



因此，通過將檢測臂光光譜地分到兩個單獨的檢波器，所述信號仍保持相同，而噪 聲減少了額2倍，使得網(wǎng)絡(luò)SNR增大兩倍。 擴(kuò)展上述分析，能證實所述成分被減少了與檢波器的數(shù)目相等的倍數(shù)。N個探測元 件散射噪音的總和，在此每個探測元件收到總基準(zhǔn)功率的N分之一，其由以下給出iV融j^^Lj (13) 與時域0CT中相同的信號，以及譜域0CT的信噪比由以下給出，
2￡v萬『 因此，譜域OCT能使一百至一千疊(fold)的時域上電信噪比改善，其依賴于探測 元件N的數(shù)目。使用用作檢波器的電荷耦合陣列或累積器，如但不限于，行掃描照相機，所 述比例N/BW由陣列的累積時間、代替，其產(chǎn)生~ = ~ (15)
^鵬e 2￡v ￡^ 本發(fā)明的示意性實施例減少散射噪聲及其他形式的噪音，其允許比現(xiàn)有系統(tǒng)更低
得多的源功率或高得多的捕獲速率。增加的檢測靈敏度允許實時成像。這樣的成像速率在 運動人為因素是一種持續(xù)問題情況，如胃腸、眼科和動脈成像環(huán)境中能夠幫助醫(yī)師。通過增
加幀頻而保持或改善信噪比使得人為因素能被最小化。本發(fā)明也能使一個人遮蔽(screen) 具有OCT組織的大面積，并允許使用該方法的臨床可行的濾過協(xié)議。 附圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個示意性實施例的頂層系統(tǒng)100配置，其包括具 有光源臂104，樣品臂106，基準(zhǔn)臂108和具有光譜分離單元112的檢測臂110，多個檢波 器114，放大器116，任意模擬處理電子設(shè)備118(未示出，但對本領(lǐng)于技術(shù)人員是熟知的)， 以及用于信號轉(zhuǎn)換的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器120(未示出，但對本領(lǐng)于技術(shù)人員是熟知的)。一 個處理和顯示的裝置122具有任意數(shù)字帶通濾波(BPF)部件124，數(shù)字快速傅里葉變換(FFTs)126(未示出)，信號的相干合并，以及數(shù)據(jù)處理和顯示算法。所述檢波器陣列114對 于簡單強度范圍和圖像和/或靈敏檢測可以是lxN，對于二重平衡檢測是2xN，簡單強度范 圍和/或偏振和/或多普勒效應(yīng)靈敏檢測是2xN，或?qū)τ诤铣啥仄胶夂推窈?或多普勒 效應(yīng)靈敏檢測是4xN。可選地，MxN陣列可用于任意數(shù)量"M"的檢波器114，以允許樣品130 上橫向空間信息的檢測。 附圖3示出了譜域OCT系統(tǒng)200的一個示意性實施例的圖解，所述系統(tǒng)包括光源 202、分束器204、基準(zhǔn)臂206、樣品臂208、組織樣品130、光學(xué)元件210、光柵212、透鏡214、 檢波器陣列216和處理器218。通過所述光柵212和成像在檢波器陣列216上的光譜分散 所述檢測臂光。通過改變基準(zhǔn)臂206長度大約入/8，能確定基準(zhǔn)臂206和樣品臂208光的
互相關(guān)光譜密度。互相關(guān)譜密度的傅里葉變換產(chǎn)生所述深度剖面信息。
所述光源臂203至少包含光源202，其被用于用低相干光照射干涉儀。所述光源時 間相干性長度優(yōu)選地小于幾微米(優(yōu)選范圍為大約0. 5 ii m-30 ii m)。光源的實例包括，但是 不限于，半導(dǎo)體光放大器、超發(fā)光二極管、發(fā)光二極管、固態(tài)毫微微秒光源、放大自發(fā)發(fā)射、 連續(xù)源、熱源及其組合等。也可使用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的其他適合的光源。而光(light, 或燈)在此指作光源，應(yīng)理解，依賴于具體環(huán)境，其他電磁輻射范圍的光源也適用。
干渉儀 樣品臂208收集組織樣品130反射的光，并與基準(zhǔn)臂206的光合并以形成干涉條 紋。所述基準(zhǔn)臂206將光返回以和光源臂203合并。所述基準(zhǔn)臂也可以沒有反射地透射。 光束的分離/復(fù)合可使用光束分束器204(Michelson)，或環(huán)形器(Mach-Zehnder)或本領(lǐng)域 技術(shù)人員熟知的用于將光束分至多個路徑并以光束之間可檢測干涉的方式復(fù)合這些光束 的其他設(shè)備予以實現(xiàn)。所述分解可在自由空間內(nèi)或通過使用具有無源光纖或波導(dǎo)元件予以 完成。 樣品臂 對于LCI應(yīng)用，樣品臂可終止于包含裂開(傾斜的，平坦的或拋光的)光纖或自由 空間光束的光學(xué)探針。透鏡(如，而不限于，非球面的，梯度指數(shù)，球面的，衍射，球形，柱狀 等)可能用于將所述光束聚焦在樣品上或其內(nèi)。光束引導(dǎo)元件(如，而不限于，反射鏡，棱 鏡，衍射光學(xué)元件等)也可包含在探針內(nèi)以引導(dǎo)聚焦光束到樣品上所需的位置。對于OCT 應(yīng)用，光束的位置可按照時間函數(shù)在樣品上予以改變，其允許二維圖象的重組。改變聚焦光 束在樣品上的位置，可通過掃描反射鏡(如，但不限于，電流計、壓電致動器等)、電光致動 器或移動光纖(例如，旋轉(zhuǎn)光纖或線性移動光纖)予以完成。樣品臂探針可以是光纖探頭， 其具有內(nèi)部活動元件，在此所述移動從探針的近端出開始并通過移動轉(zhuǎn)導(dǎo)裝置(如，但不 限于，電線、導(dǎo)線、里程表軟線、彈簧、光纖等)傳至遠(yuǎn)端。所述光纖探頭可被封入固定套中， 其在光束從探針遠(yuǎn)端出射處是光透明的。附圖4示出了具有內(nèi)電纜260 (其可旋轉(zhuǎn)或沿探 針軸線性移動)，外部透明或半透明套262，遠(yuǎn)端光學(xué)器件264和發(fā)出光束266 (其可以是相 對于導(dǎo)管軸的任意角度)的詳圖。
基準(zhǔn)臂延遲 基準(zhǔn)臂206中的機械裝置270允許掃描基準(zhǔn)臂206組延遲。該組延遲由本領(lǐng)域技 術(shù)人員熟知的任意數(shù)量的技術(shù)，如，但不限于，拉伸光纖，使用壓電換能器的自由空間平移掃描，或經(jīng)由位于脈沖整形光延遲線的光柵產(chǎn)生。優(yōu)選地，所述延遲由非機械或不動裝置引 入。通過"非機械"，其指沒有可用的機械活動部分。機械活動部分的缺少被認(rèn)為來減少使 用機械設(shè)備引入延遲的已知缺陷。與文獻(xiàn)中所說明的傳統(tǒng)LCI或OCT系統(tǒng)相反，本發(fā)明中 的基準(zhǔn)臂206不需要掃描樣品中整個范圍深度，并優(yōu)選地至少掃描等于檢波器數(shù)目分之一 (1/N)的一小部分范圍深度。該掃描特征與已知用于常規(guī)LCI和OCT系統(tǒng)的延遲掃描方案 根本不同。基準(zhǔn)臂206隨意地具有調(diào)相器機械裝置(在此更充分地予以說明)，如，但不限 于聲光調(diào)制器、電光調(diào)相器等，用于產(chǎn)生載波頻率。為了減少基準(zhǔn)臂206的掃描范圍，所述 光譜優(yōu)選地根據(jù)下文將要說明的方法分成多個光譜帶。
扁 參照附圖2，在所述檢測臂110中，光譜的分離部件分開光譜成分并且所述信號 被傳送到單獨的檢波器114。所述檢波器114可優(yōu)選地由光電二極管(如，但不限于，硅、 InGaAs、拉伸的InGaAs等)構(gòu)成。可選地，檢波器114的一維或二維陣列(如，但不限于， 光電二極管陣列、CCD、CMOS陣列、活性CMOS陣列、CMOS "靈活像素"陣列及其組合等)可用 于探測。對于每個光譜帶的兩個檢波器114可用于偏振靈敏檢測，其遵循沿復(fù)合光分成垂 直偏振特性態(tài)。所述檢波器陣列114對于簡單強度范圍和圖像和/或靈敏檢測可以是lxN， 對于二重平衡檢測是2xN，簡單強度范圍和/或成象和/或多普勒效應(yīng)靈敏檢測是2xN，或 對于合成二重平衡和強度范圍和/或多普勒效應(yīng)靈敏與偏振靈敏檢測是4xN。可選地，MxN 陣列可用于任意數(shù)量"M"的檢波器114，以允許樣品40上橫向空間信息的檢測。
檢波器信號能被透明(Trans)阻抗放大器(TIAs) 116和帶通濾波器124(數(shù)字或 使用模擬電路)放大，被模/數(shù)轉(zhuǎn)換器數(shù)字化并被存儲在電腦122中以進(jìn)行進(jìn)一步地處理。 每個檢波器114為優(yōu)選地構(gòu)成散射噪音的限度。優(yōu)選地通過調(diào)整基準(zhǔn)臂108返回的光強獲 得散射噪聲界限探測，以使散射噪聲控制在TIA 116中電阻器的熱噪聲并比相對強度噪音 (RIN)高。每個檢波器114關(guān)于這樣的二重降噪平衡。 在本發(fā)明的一個實施例中，檢波器114數(shù)目，N處于2-10， 000或更多的范圍內(nèi)。N 優(yōu)選的范圍是大約8-10， OOO個檢波器。在一優(yōu)選實施例中，8個檢波器114(或區(qū)域中的數(shù) 量)能提供實時或接近實時的成像。 可選地，用于檢測的另一方法包括結(jié)合一維或兩維檢波器114陣列，其能獲得優(yōu) 選大約1/f噪音(f =頻率)(參見附圖5)速率的圖像。隨意地，按照數(shù)字轉(zhuǎn)換分離地實現(xiàn) BPF。附加的修改包括使用用于平衡檢測的任意第二檢波器115陣列，其允許由RIN和1/f 噪音的降低引起增加的基準(zhǔn)臂能量和捕獲速率。在一個優(yōu)選實施例中，相位跟蹤裝置和/ 或運算法則被用于基準(zhǔn)臂108以減少由于邊緣不穩(wěn)定性引起的信號衰減。
使用具有二重平衡檢測的單一檢波器114，通過分解二重平衡陣列檢波器排或通 過鄰近放置兩個相似陣列檢波器能夠?qū)崿F(xiàn)該系統(tǒng)。如果使用兩個陣列檢波器114和115，相 互減去數(shù)值以獲得二重平衡檢測。如果使用多于兩個陣列檢波器，能選擇性地減去所述信 號并獲得復(fù)雜的光譜密度。 作為波長函數(shù)的光譜強度優(yōu)選地為常數(shù)?？墒?，如果不是這樣，光譜能在基準(zhǔn)樣品 和/或光源臂中成形以使其為常數(shù)。光譜的成形器是本領(lǐng)域所熟知的。 ^ta 每個檢波器的信號114在信號頻率附近，如通過FFT的帶通濾出。所有檢波器114
18的信號能按上文所說予以復(fù)合，以獲得頻率域內(nèi)復(fù)雜的互相關(guān)譜密度。通過傅里葉變換，所 述復(fù)雜的互相關(guān)譜密度能被轉(zhuǎn)換為組織中的深度剖面。幾種處理復(fù)雜的光譜密度以獲得深 度剖面信息的方法對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來講是熟知的，如，但不限于，通過在基準(zhǔn)臂中獲得 至少兩個具有Pi/2相移的信號，并隨后通過某些兩個信號的線性合并重組所述復(fù)雜的光 遵循檢測模擬處理包括透明阻抗放大器、帶通濾波器信號的數(shù)字轉(zhuǎn)換。隨后，可通 過傅里葉變換操作將該信號轉(zhuǎn)換成作為深度函數(shù)的反射率。數(shù)字處理包括數(shù)字轉(zhuǎn)換，頻率 域或時域(FIR或者IIR濾波器)中的數(shù)字帶通濾波，以及重組作為深度函數(shù)的組織反射率 的傅里葉逆變換。
系統(tǒng)集成 可使用一次成像或?qū)嵭谢静僮鞯脑\斷控制臺實現(xiàn)多信號的處理，所述基本操作 包括數(shù)學(xué)圖象重組、顯示和存儲數(shù)據(jù)。可選地，另一個實施例，如附圖6所示，示出了一種獨 立檢測和處理系統(tǒng)300，所述處理系統(tǒng)可在使用之前可與OCT和/或LCI系統(tǒng)相連接。在這 種情況中，可在單獨元件中實行檢波器302和數(shù)字轉(zhuǎn)換。獨立元件的輸入信號，如前所述可 以是結(jié)合基準(zhǔn)和樣品臂的光束。系統(tǒng)的輸出可以是與之前OCT或LCI控制臺輸入信號相似 的干涉測量的信號，但其具有增加的信噪比。所述獨立元件包含用于將波長分成光譜波段 的分束器304，多個檢波器302，包括TIA的306的模擬電子設(shè)備，以及如以前所述，用于重 組干涉測量的信號的裝置。所述用于重組干涉測量信號的裝置包括模擬或數(shù)字的裝置，其 中模擬裝置包括帶通濾波器(BPF' s)308，以及用于增加每個波段的單獨干涉圖的模擬裝 置。所述數(shù)字的裝置將包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，和能夠?qū)⒚總€光譜波段的干涉圖復(fù)合到單一全 帶寬干涉測量信號中的CPU310。隨后，復(fù)合干涉圖可以是獨立系統(tǒng)的輸出信號，或可選地， 解調(diào)信號的復(fù)合干涉圖可用作之前出射系統(tǒng)控制臺的輸入信號。
所沭某準(zhǔn)臂的掃描范圍 通過互相干光譜密度確定的分辨率確定樣品130中的測距深度。在使用單一檢波 器的方法中，通過基準(zhǔn)臂的掃描范圍確定復(fù)雜光譜密度的光譜分辨率。掃描范圍越大，光譜 分辨率越高，樣品中的測距深度就越大。在具有光譜分離元件和多個檢波器的系統(tǒng)中，互相 關(guān)譜密度的分辨度為基準(zhǔn)臂掃描范圍和光譜分離特性的組合。 任一適合的波段形狀都可用于分離。對于任意的光譜波段形狀，通過延遲確定所 述基準(zhǔn)臂18的掃描范圍，所述延遲必須將光譜成分完全地分解成每個波段。
例如，在一個優(yōu)選實施例中，如附圖7所示，光譜分離元件能將光譜分成雙波段， 其中每個波段由一組梳狀結(jié)構(gòu)的窄光譜構(gòu)成。附圖7A示出了ftl檢波器中的光譜波段。附 圖7B示出了ft2檢波器中的光譜波段。附圖7C示出了兩個檢波器中的合成光譜波段。每 個檢波器24的梳狀光譜波段的分解重組了連續(xù)光譜。所述需要分解單獨檢波器中光譜的 分辨度是其需要處于單一檢波器系統(tǒng)中的一半，并因此使所述基準(zhǔn)臂的掃描范圍能減少兩 倍，而保持樣品130中的相同的修正深度。在一可選實施例中，光譜分離元件能置于基準(zhǔn)臂 中。在附圖8中，示出了用于將所述光譜分成幾個光譜波段的實例。在該實例中，所述基準(zhǔn) 臂的掃描范圍能夠減少關(guān)于光譜波段數(shù)目的倍數(shù)，同時保持樣品中相同的修正深度。
波長分離濾波器的實施例 已知幾種用于分離或分散光譜的技術(shù)。 一種方法使用一種光柵和將光譜成分聚焦
19到單獨的檢波器上的微透鏡陣列。第二種方法使用棱柱而不是光柵。第三種方法使用光柵 和可尋址反射鏡陣列(如，但不極限于"MEMS"反射鏡或數(shù)字光處理("DLP")裝置等)，以 引導(dǎo)光譜成分至單獨檢波器。第四種方法是在單獨檢波器陣列之前使用光學(xué)濾波器的線性 陣列。第五種方法使用蝕刻到材料種或由光纖元件制造的波導(dǎo)以產(chǎn)生具有所需濾光作用的 圖案。作為一個實例，在附圖8中，提供波導(dǎo)濾波器的一個示意性實施例，其將光譜分成若 干波段。第六種方法使用陣列波導(dǎo)光柵("AWG")以產(chǎn)生分解的或任意的光譜波段。
艦鵬喊 存在于檢波器中的一個噪音界限是相對強度噪音(RIN)或博斯愛因斯坦噪音。 RIN噪音對于光譜帶寬小于幾毫微米的散射噪音可成為主因。對于多個檢波器的配置，每 個檢波器中的光譜帶寬可小于幾個毫微米，并且相對強度噪音能控制整個系統(tǒng)的噪音。因 此，能優(yōu)選實行平衡檢測來消除RIN。本領(lǐng)域中已知的幾種方法用于實現(xiàn)平衡檢測。下文將 詳細(xì)說明一種這樣的方法。例如，但不作為限制，如附圖9所示，基準(zhǔn)臂400和樣品臂402 發(fā)出的光以略微不同的角度入射在光柵404上并被反射和聚焦在線性NxM光電檢波器陣 列406上。沿陣列的N方向(縱向)，編碼波長。沿陣列的M方向(橫向)，以特定的波長 記錄樣品和基準(zhǔn)臂的干涉圖。因為以略微不同的角度入射樣品和基準(zhǔn)臂光，干涉極大值和 極小值的圖案存在于縱向。通過減掉與最大和最小圖案完全不同相的二極管信號實現(xiàn)平衡 檢測?？蛇x地，能通過在縱向測量干涉圖的振幅實現(xiàn)平衡檢測，所述測量可通過沿縱向從最 小干涉圖中減去最大干涉圖予以完成。平衡檢測的一個可選實施例是合并基準(zhǔn)和樣品臂光 400,402以產(chǎn)生之間具有Ji相位差的干涉信號的兩個輸出信號。這可通過采用光束分離器 或其他光束復(fù)合元件的輸出端口予以實現(xiàn)。隨后，兩個信號被分別檢測和減去。因為包含 干涉界限的信號被移動相位，這些界限根據(jù)減除操作建設(shè)性地增加?？墒?，包含RIN的部份 信號，依據(jù)減除消除。所述減除操作能發(fā)生在全部M元件中并在模擬或數(shù)字域中處理。如 果模擬域中實行減除，所述信號的帶寬被減少2倍，優(yōu)選地減少越過計算機總線的數(shù)字轉(zhuǎn) 換和數(shù)據(jù)傳送的特定參數(shù)倍。 附圖10中示出了這種平衡檢測的一個實例，其在下文更充分地予以說明。平衡檢
測輸出被減除以產(chǎn)生消除RIN的平衡信號。光i普的分離和柃測l之后重飽所沭信號的信號處理 下面根據(jù)本發(fā)明的非限制性示意性實施例說明兩種情況，第一連續(xù)光譜波段 (區(qū))的情況，第二如附圖7中所示的梳狀光譜波段情況。
情況A:連續(xù)光譜波段 所述檢測臂光被分成N個光譜區(qū)，其中每個光譜區(qū)包含兩個光頻段之間的強度，
<formula>formula see original document page 20</formula>
通過每個波段中信號的FFT獲得全光譜帶寬的信號，偏移的任意補償及其他每個 傅里葉分量相位和振幅的修正用以最佳化信號并修正旁瓣縮減的光譜密度，復(fù)雜FFT光譜 的加成，和基于加成復(fù)雜FFT光譜的反向FFT，在反向FFT之前任意具有數(shù)據(jù)簡化以獲得任 意解調(diào)函數(shù)R(t)，其為全光源光譜深度掃描的干涉測量響應(yīng)。 情況B1 :梳狀光譜波段以及減少的基準(zhǔn)臂掃描中樣品臂全深度范圍的重組。
下文提供的以下描述說明了根據(jù)本發(fā)明，減少的基準(zhǔn)臂掃描中樣品臂全深度范圍
重組的原理。在光譜分成兩個光譜波段的情況中說明所述方法。所述示意性方法能為擴(kuò)展為分成多個光譜波段的情況。 單一檢波器系統(tǒng)中檢波器里的信號由R(t)限定。樣品中的深度變動范圍由單 A-線(深度剖面)的測量時間T給出，所述A-線通過基準(zhǔn)臂延遲線產(chǎn)生的波群速定時，Z，M =vgT。 FFT后最小可分辨頻率由1/T給出，給出了最小可分辨角頻率<formula>formula see original document page 21</formula>附 圖8中的濾波器以<formula>formula see original document page 21</formula>等，以及<formula>formula see original document page 21</formula>等
將信號分別分成具有峰值的雙波段。 Bjt)和B2(t)分別為波段1和波段2的信號。波段1和2的信號在傅里葉變換 之后由<formula>formula see original document page 21</formula>禾P <formula>formula see original document page 21</formula>給出。
傅里葉領(lǐng)域中的這種結(jié)果也可按時域中的巻積予以記錄。假定信號隨時間T周期 變化，信號Bjt)禾口B2(t)由以下<formula>formula see original document page 21</formula>禾口 <formula>formula see original document page 21</formula>給出。
使用上述等式，t = 0至t = T的信號R(t)能從通過寫入0 < t < T/2的<formula>formula see original document page 21</formula>和<formula>formula see original document page 21</formula>予以記錄的t = 0至t = T/2的B丄(t)和B2 (t)恢 愎。對于高等的N〉2，實行相同的方法使得R(t)從B工至B,被重組。 信號Bjt)和B2(t)的這種說明僅需要在一半深度范圍4，記錄。因此，基準(zhǔn)臂 中深度變動范圍能減少2倍，同時樣品中修正深度保持不變。如果信號被分成更多的光譜 波段，如附圖7中所示，如上所述的類似方法允許基準(zhǔn)臂中深度掃描降低N倍，同時樣品中 的修正深度保持不變，以及N數(shù)量的光譜波段。
附圖11中示出了上述方法的示意性流程圖。
情況B2。許多光譜波段的限制 在許多光譜波段的限制中，iV24 ，基準(zhǔn)臂中光路長度的變化接近波長A 。在這種
限制中，對于恢愎長度L上的整個軸向掃描僅需要跨越一個波長的相位變換。在這種情況 中，可通過使用掃描基準(zhǔn)臂延遲的前述任意方法實現(xiàn)基準(zhǔn)臂路徑延遲。根據(jù)本發(fā)明的其他 優(yōu)選方法包括將電光調(diào)制器、聲光調(diào)制器或相位控制迅速掃描光延遲線(RSOD)插入基準(zhǔn) 臂路徑中以給出一個波長的路徑長度延遲。同樣在這種情況中，所述波長分離元件未將所 述波長分成梳刷圖形，但將光譜分成特有的光頻段，其具有單一檢波器檢測過的每個頻率。
情況C。任意波長圖形的傅里葉域重組 對比于時域或空間域中LCI或OCT信號的重組，可在傅里葉域中通過為每個波段 增加復(fù)雜光譜成分以構(gòu)成LCI或OCT信號的傅里葉變換重組所述信號。每個傅里葉分量相 位的變化優(yōu)選地處于某些選定環(huán)境中以對基準(zhǔn)臂延遲長度的最小化進(jìn)行修正。
圖像或一維軸向掃描的重飽 按照實域中LCI或OCT信號的重組，可通過反調(diào)制重組的LCI或OCT信號確定反 射率。解調(diào)的布置可包括正弦信號和低通濾光相乘，使用包線檢波的包絡(luò)解調(diào)，二次方解調(diào) 和低通濾光，正交解調(diào)之后是FIR，IIR濾光或低通濾光。另外，司托克矢量(偏振)和這些 LCI或OCT信號產(chǎn)生的重組，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來講是公知的。接著重組和解調(diào)，以一或 二維空間格式(圖像)顯示用于組織情況或媒體中缺點的說明和最終診斷的數(shù)據(jù)。如果在 傅里葉域中重制LCI或OCT信號，傅里葉域中該重制的信號能通過轉(zhuǎn)換傅里葉頻譜和實行 傅里葉逆變換在傅里葉域中被反調(diào)制。因此，通過計算正交信號實際部分的振幅使實域中的復(fù)信號隨后被重制入軸向反射率信息中。所述復(fù)雜的元件用于計算偏振或流程信息?？?選地，如果信號在傅里葉域中被重制，那么它被反傅里葉變換直接進(jìn)入實域中，并經(jīng)歷上述 重制實域信號的處理工序。 附圖12示出了譜域OCT干涉儀結(jié)構(gòu)500的一個示意性實施例，所述結(jié)構(gòu)示出了光 源502、504和506的光譜合成以及基準(zhǔn)臂中載流子的聲光生成。標(biāo)注AOM的區(qū)為聲光調(diào)制 器508和510。所述兩個輸出分別進(jìn)入用于平衡探測的單獨的光譜探測部件114和115 (如 附圖3和13中所示)。 在光譜合成的源光進(jìn)入第一 50/50分束器和80/20分束器后，光束進(jìn)入改進(jìn)的邁 克爾遜干涉儀。示出了一種實現(xiàn)平衡檢測的配置。樣品臂進(jìn)入探針(例如，狹縫燈)中。 基準(zhǔn)臂光通過兩個具有10kHz差頻的聲光調(diào)制器透射，以產(chǎn)生具有單獨波長的恒定載波頻 率。平衡檢測輸出進(jìn)入單獨的光譜探測部件。
Ai普棚潘 參照附圖13，譜域0CT的中心(core)為檢測臂光在多元件陣列114上的光譜分 離。檢測臂光束520通過光柵520被光譜分離并通過多元件陣列114上的透鏡522聚焦。
具有N個探測元件的掃描照相機被用作光譜探測部件128(參照附圖2)。優(yōu)選地， 通過增加第二個行掃描照相機實現(xiàn)平衡檢測。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，深度變動范圍 與光譜分辨率成反比。當(dāng)確定復(fù)雜光譜密度的實際部分時，通過 z=i (18) 限定測距深度z。能獲得20kHz的行掃描速率，其允許10kHz載流的解調(diào)選出復(fù)雜 互相關(guān)光譜密度。數(shù)據(jù)被數(shù)字化和傳送到計算機存儲器。用軟件進(jìn)行信號的解調(diào)。能獲得 10， 000深度剖面每秒或更大的掃描頻率。
雙重平衡檢測 雙重平衡檢測優(yōu)選地用于本發(fā)明，其優(yōu)選使用的具有以下原因。首先，大部分光源 以相對低的頻率產(chǎn)生l/f噪音仕=頻率)。平衡檢測將消除l/f源噪聲。第二，樣品臂光 的干涉界限本身(自相關(guān)界限)處于實際信號界限的頂部，其為樣品和基準(zhǔn)臂之間的干涉。 這種自相關(guān)界限能通過差值法消除。平衡檢測可消除測定信號中的這種自相關(guān)界限。第三， 能減少RIN。 數(shù)據(jù)采集和處理元件 每秒20， 000的光譜剖面、使用2000個探測元件和8_10比特分辨度(大部分行掃 描照相機的動態(tài)范圍)的數(shù)據(jù)頻率為40-80MB/秒。PCI總線上可承受的最大量的數(shù)據(jù)傳 送速度為100MB/秒。在具有兩個橋接到計算機系統(tǒng)存儲器的單獨PCI的電腦中，能從兩 個線掃描照相機同時為數(shù)據(jù)的實時處理以大約200MB/秒的速率傳送數(shù)據(jù)。在模擬中通過 在數(shù)字轉(zhuǎn)換之間減除行掃描攝像機信號，完成的雙重的平衡檢測執(zhí)行可減少2倍的數(shù)據(jù)頻 率。可獲得12-14比特分辨度和達(dá)到100M樣本/秒速度的高速數(shù)據(jù)集合板。2. 5GHz奔4 處理器中單一 2048點的快速傅里葉變換花費50皮秒。示出了 20， 000光譜剖面/秒的譜 域OCT數(shù)據(jù)的實時處理的這些數(shù)字，處于雙處理器PC所具有的現(xiàn)時數(shù)據(jù)捕獲和處理能力所 能達(dá)到的范圍內(nèi)。通過所述分光計收集的數(shù)據(jù)能通過相同波長的增量取樣?？墒?，傅里葉 變換，連接z和k空間(或t和w)。因為K和A之間的非直線性關(guān)聯(lián)，應(yīng)插入分光計的光譜以均勻間隔地產(chǎn)生k域中的樣本。為了獲得所述最佳點擴(kuò)展函數(shù)，所述干涉儀的樣品和 基準(zhǔn)臂中的偏移應(yīng)當(dāng)是平衡的。我們已經(jīng)示出了通過數(shù)字處理校正偏移的不平衡，以對于 個體眼睛長度具有適當(dāng)?shù)钠蒲a償。
相位追蹤 本發(fā)明也提供用于譜域(SD)0CT中相位追蹤的裝置和方法。
全并聯(lián)SD OCT 全并聯(lián)的SD OCT特征中的一個是，多元件陣列如但不限于累積器(如CCD)上探 測臂光的光譜色散，以及以高速進(jìn)行的實際或復(fù)雜光譜密度測量。所述檢測臂光束通過分 離部件(如光柵)被分開并被聚焦在所述陣列上。相對于之前本領(lǐng)域中熟知的譜域OCT結(jié) 構(gòu)，下面說明明顯的兩個差異 1)平衡檢測的實現(xiàn)，和2)相位追蹤的實現(xiàn)。 分光計結(jié)構(gòu)SD OCT中的深度變動范圍與光譜分辨率成反比。使用復(fù)雜光譜密度， 測距深度z由z=i (18)
4a;i 給出。 雙重平衡檢測雙重的平衡檢測有利至少有三個理由。首先，大部分光源在相對低 的頻率(數(shù)10kHz范圍)產(chǎn)生1/f噪音。在時域(TD)OCT系統(tǒng)中，1/f噪音并不是一個問 題，因為信號載波通常位于l/f噪音不顯著的MHz范圍內(nèi)。在SD OCT中，平衡檢測可消除 1/f源噪聲。第二，樣品臂光與自身的干涉(自相關(guān)界限)位于實際信號的頂部。這種自相 關(guān)界限能通過差值法消除。平衡檢測可用于消除測定信號中的這種自相關(guān)界限。第三，平 衡檢測可減少相對強度或博斯愛因斯坦噪音。 相位追蹤相位追蹤優(yōu)選適于消除干涉儀中的相位不穩(wěn)定性。相位不穩(wěn)定性能引 起個別的干涉條紋位置上的偏移。如果檢測相對于條紋偏移較慢，結(jié)果通常導(dǎo)致測量條紋 幅度中人為因素方面的下降?？焖俚臋z波器陣列能以20至40kHz的速率俘獲互相關(guān)譜密 度，分別產(chǎn)生50至25ii秒的累積時間。相位不穩(wěn)定性當(dāng)時幀比陣列的累積時間短時，因補 償產(chǎn)生的相位不穩(wěn)定性。 附圖14示出作為樣品和基準(zhǔn)臂之間路徑長度差函數(shù)的示意性干涉圖樣。 相位鎖定電路在電子設(shè)備中是常用的，并經(jīng)常用于無線電探測和超聲波?？赏ㄟ^
使用電光相位調(diào)制器以10MHz在越過一小部分波長的基準(zhǔn)臂中調(diào)制干涉儀路徑長度差實
現(xiàn)有源相位追蹤。通過反調(diào)制由一個檢波器在干涉儀的輸出端以路線長度調(diào)制的頻率所測
量的強度，能產(chǎn)生指示方向的誤差信號，在此方向上，相位調(diào)制器將偏轉(zhuǎn)以鎖定條紋幅度的
最大量。通過為調(diào)相器增加由誤差信號確定的偏移量，相位跟蹤器主動地鎖定條紋最大量。
所述相位調(diào)制器只能在幾個波長上調(diào)制路徑長度差。所述處理部件能確定是否相位調(diào)制器
已經(jīng)達(dá)到其測距極限，并通過全波同相躍變以維持鎖定不同的條紋最大量。該方法利用僅
按2ji模量控制相位的事實。另外，所述處理驅(qū)動較慢的部件(例如，快速掃描光延遲線)
以擴(kuò)展相位調(diào)制器/RSOD合并的路徑長度范圍以幾個毫米?；诮庹{(diào)電路中所實行的混合
型，能在條紋最大值、最小值或零點上實行相位鎖定。 本發(fā)明還可以使用自動偏移校正技術(shù)， 包括處理算法，如No. 10/136， 813， 2002年4月30日遞交，標(biāo)題為"使用動態(tài)反饋控制焦點特性和相干光柵以改善光學(xué)相干層析成 像中圖像分辨率和靈敏度的裝置和方法"的未決美國申請中所披露的，并通常轉(zhuǎn)讓給本發(fā) 明的受讓人，其所披露的內(nèi)容在此引作參考。 在一個示意性實施例中，所述自動偏移校正機械裝置可包括處理器部件，其用于 (a)獲得第一掃描行；(b)定位樣品表面位置〃 S〃 ；(C)確定樣品最佳的掃描范圍"R";(d) 更改基準(zhǔn)臂延遲波形以提供輸出信號；(e)將輸出信號輸送給基準(zhǔn)臂；(f)確定圖像是否完 整；以及(g)如果圖像不完整或移至下一個掃描行，或如果圖像完整使用存儲在存儲裝置 中的表面S數(shù)據(jù)和波形數(shù)據(jù)再變換圖像。 如果從樣品返回的光具有低振幅，相位鎖定可能由于噪音的存在而不穩(wěn)定。在另 一個實施例中，單獨的，優(yōu)選為單色的光源被放入所述干涉儀中。所述單獨光源波長可與寬 帶寬OCT或LCI光源光譜重疊，或以不同與OCT或LCI光源光譜的波長集中。所述單獨的光 源優(yōu)選地具有更高功率并可與所述光源臂合并(使用波分復(fù)用器、光柵棱鏡、濾波器等)， 所述光傳送到基準(zhǔn)和樣品臂并返回到光束再合成元件。返回的單獨源光隨后被分成OCT或 LCI光，其向后傳輸通過光束再合成元件(例如，光分離器輸出端)。 一種分離裝置，能通過 擴(kuò)散元件，如分色鏡、濾波器、光柵、棱鏡、波分復(fù)用器等實行光譜分離。單獨的光源，使用一 個或多個檢波器分別檢測OCT或LCI寬帶寬光束。由該單獨的光源提供的大功率，能夠?qū)?現(xiàn)高振幅干涉圖的檢測，并為相位跟蹤器提供改善的輸入信號，因此能夠?qū)崿F(xiàn)更穩(wěn)定的相 位追蹤。 附圖15示出了根據(jù)具有擴(kuò)展相位鎖定范圍的本發(fā)明的一種相位跟蹤器系統(tǒng)600 的示意性實施例，其通過合并快速元件(E0相位調(diào)制器)602以在小范圍內(nèi)調(diào)制路徑長度 差，并合并較慢元件(RS0D)604以在擴(kuò)展范圍內(nèi)調(diào)制所述路徑長度。所述檢波器606信號 通過混合器610與相位調(diào)制器的調(diào)制頻率608相混合，并被低通濾波(濾波器未示出)以 產(chǎn)生誤差信號。所述處理部件612優(yōu)選地處理所述誤差信號以產(chǎn)生一補償電壓，并且將該 補償電壓加入調(diào)制信號608，以便為相位調(diào)制器驅(qū)動器614產(chǎn)生輸出信號。另外，所述處理 部件612能產(chǎn)生一個RS0D604信號以在幾毫米的距離上提供相位的擴(kuò)展范圍追蹤。示出了 光源616、纖維分束器618、樣品臂620和基準(zhǔn)臂622為示出，并在此予以說明。
混合器執(zhí)行過程檢波器中以干涉圖樣的單一振動內(nèi)給定力矩確定的強度I(t) 由 給出，其中相位Cp給出圖形中的位置。對于Cp-O，信號處于條紋最大值，對于
(p-7l，信號處于圖形最小值。對于任意力矩t，相位(p由<formula>formula see original document page 24</formula> 給出，其中a表示干涉條紋一次振動內(nèi)的位置，而e*sin("t)為通過相位調(diào)制 器引入的相位調(diào)制，其中P為相位調(diào)制振幅，而o為相位調(diào)制信號的頻率。光探測器中的 強度I(t)可與頻率為和的載流混合，產(chǎn)生混合信號MixerC(t)， MixerS(t)， Mixer2"C(t) 和Mixer2"S(t)， MixerC(t) = cos (co t)*cos ( a + P sin(co t));<formula>formula see original document page 25</formula> 其中MixerC、MixerS、Mixer2 wC禾P Mixer2 wS的載流co的單一振動中的平均時 間由以下給出MixerC(t) =0，MixerS(t) = sin ( a ) *^ ( p );
Mixer2"C(t) = cos ( a ) *J2 ( 0 ) ， Mixer2 w S (t) =0; 其中JJP)和J2(P)為第一類型的貝塞耳函數(shù)；其值依賴相位調(diào)制振幅13。因 此MixerS (t)和Mixer2"C(t)分別與sin(a)禾Pcos(a)成比例，其中a為干涉條紋單 一振動內(nèi)的位置。混合輸出MixerS(t)和Mixer2"C(t)用作誤差信號以產(chǎn)生補償電壓，以 便驅(qū)使相位調(diào)制器到達(dá)最小化誤差信號的新的中心位置，并將干涉儀輸出分別鎖定為干涉 圖形的最大值和最小值，或零點。復(fù)雜光譜密度由兩個連續(xù)的陣列掃描確定，在一個掃描中 誤差信號sin(a)被最小化，而在另一中誤差cos(a)被最小化，進(jìn)而在兩個干涉圖形之間 產(chǎn)生90度相位差。使用這種混合設(shè)置，能迅速而沒有借助用于改變基準(zhǔn)臂行為的附加機械 裝置獲得復(fù)雜的光譜密度。 附圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的具有相位追蹤器用于提供平衡檢測的SD0CT系統(tǒng)700 的一個示意性實施例。在此實施例中，光源702提供傳輸通過分束器704的光束，其將部分 的光束輸入樣品探針706中而將余下的部分光輸入快速掃描光學(xué)延遲(RS0D)線708中。來 自RS0D708的光束通過相位調(diào)制器PM 710。來自相位調(diào)制器PM710的光束被傳輸通過分束 器712，并隨后通過兩個附加的分束器714和716，部分輸出光作為平衡檢測輸出信號被傳 送至光譜探測部件(未示出，但在別處予以說明)，而其余輸出信號被傳送到相位跟蹤器組 件720。在所述相位跟蹤器組件720中，相位跟蹤器檢波器Dl和D2， 722和724接收一對 分束器714和716的輸出信號，并依次發(fā)送信號至混合器726以產(chǎn)生誤差信號。所述處理 部件728處理所述誤差信號，其中產(chǎn)生補償電壓的總和并將其添加至調(diào)制信號730中以產(chǎn) 生相位調(diào)制器驅(qū)動設(shè)備732的輸出信號。框730中示出的調(diào)制信號，被向前傳送給混合器 726和處理部件726。另外，所述條紋幅度對于相位跟蹤器太小而不能鎖定。可選地，具有 更長相干長度的二次光源可耦合到系統(tǒng)700中以提供更大條紋幅度給相位跟蹤器。
本發(fā)明提供一種在成像系統(tǒng)中用于追蹤相位的方法，如附圖15A-C所示，所述方 法包括步驟(a)測量來源于樣品臂的信號；(b)增加信號的相位；(C)測量由至少一個峰 值信號處A限定的信號的第一信號分隔；(d)確定是否通過增量來增加或減少信號的相 位；(e)在步驟(d)后，按照步驟(d)測量信號的第二信號分隔；以及如果信號處于峰值，重 新測量信號而如果信號不處于峰值，重復(fù)步驟(d)和(e)。 所述方法進(jìn)一步可包括步驟(a)-(f)與其他成像工序并行實現(xiàn)的方法。相位"Cp" 的調(diào)節(jié)如A(x廠x》限定，其中"A"為常數(shù)。此外隨意地，步驟d)可進(jìn)一步包括子步驟，dl) 確定是否A(x廠x》處于相位調(diào)制器的范圍內(nèi)；以及d2)如果A(x廠x》處于所述范圍內(nèi)，改變 Cp以等于A(x廠x》的量值，或如果A(x2-xl)超出所述范圍，改變Cp以等于A(X2-x》-m2Ji的 量值，其中M為大于1的整數(shù)。所述方法可任意地進(jìn)一步包括子步驟d3)，其重新測量信號X!。 數(shù)據(jù)采集和處理元件
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通常，通過所述分光計收集的數(shù)據(jù)能通過相同波長的增量取樣。可是，傅里葉變 換，連接z和k空間(或t和w)。因為K和A之間的非線性關(guān)聯(lián)，插入所需光譜以均勻間 隔地產(chǎn)生k域中的樣本?？蛇x地，所述光束能以這樣的方式分散在檢波器陣列上，即在k空 間中等間隔采樣所述光束的方式，使得內(nèi)插法變得無用?？蛇x地，所述檢波器陣列間隔可被 設(shè)計得以采樣在k域中均勻傳播的光束，使得內(nèi)插法變得無用。為了獲得所述最佳點擴(kuò)展 函數(shù)，所述干涉儀的樣品和基準(zhǔn)臂中的偏移優(yōu)選為平衡的。可通過數(shù)字處理修正偏移不均 衡。 本發(fā)明提供一種用于在血管中定位動脈粥樣硬化的血小板的探針，包括干涉儀； 將來自干涉儀的信號分成多個光頻段的光譜分離元件；以及能夠檢測至少一部分來自光譜 分離元件的光頻段的探測設(shè)備。 本發(fā)明進(jìn)一步提供一種用于傳遞治療劑的裝置，包括一種置于外殼內(nèi)的探針，以 及包括干涉儀，將來自干涉儀的信號分成多個光頻段的光譜分離元件，能夠檢測至少一部 分來自光譜分離元件的光頻段的探測設(shè)備；以及與所述探針合用的導(dǎo)管，其包括用于收到 治療劑的近端以及用于輸送治療劑至預(yù)定位置的頂端，所述位置通過使用探針成像接近所 述頂端環(huán)境予以確定。 在下文，結(jié)合以下實例進(jìn)一步說明本發(fā)明的一個示意性實施例，僅為了說明的目
的闡明該實施例。
根據(jù)本發(fā)明的方法在在實驗室中通過以下實驗已被驗證。在現(xiàn)有OCT系統(tǒng)中，由 已測量的基準(zhǔn)臂光功率所引起的光譜密度確定散射噪聲功率頻譜。隨后，基準(zhǔn)臂2/3的光 譜被阻塞，并被實驗地證實，所述散射噪聲功率頻譜減少3倍，進(jìn)而說明如果所述光譜被分 成三個光譜波段(參見附圖16)，那么散射噪聲就減少3倍。所述上曲線(灰色虛線)示出 了使用一個檢波器的OCT信號的功率頻譜。對于下曲線(實線)，所述光譜被限于對應(yīng)信噪 比3倍改善的1/3。由實驗產(chǎn)生的該數(shù)據(jù)，阻斷光柵中2/3的光譜，所述光柵以雙通脈沖整 形快速掃描光延遲線。 具有低反射率的對象被插入樣品臂中。使用所述光源的全光譜帶寬，樣品和基準(zhǔn) 臂光之間的干涉功率頻譜被確定在光譜密度的下半部。隨后，所述震源譜的上部被阻塞在 基準(zhǔn)臂中，并被驗證，樣品和基準(zhǔn)臂光之間的1/3干涉功率頻譜具有與之前測量(參見附圖 17)中同樣的振幅。該


了等于N二 1和N二 1/3情況中的信號振幅，其中所述振幅 相互重疊。N = 1/3情況的相同振幅信號和N = 1/3情況(參見附圖6)的3疊低噪聲的結(jié) 果，說明了分成N個波段使SNR增加了 N倍。 這說明了當(dāng)檢測臂中的光束被分成兩個光譜波段時，處于單一檢波器光譜帶寬中 的樣品和基準(zhǔn)臂光之間干涉的光譜密度未被改變。與示出了散射噪聲功率頻譜中的減少的 測量結(jié)合，得出的結(jié)論為能通過將檢測臂光分成分開的光譜波段實現(xiàn)散射噪聲的降低。
所述噪聲減低的試驗驗證 為了說明譜域OCT中噪聲減低，使用OCT系統(tǒng)，其包括在基準(zhǔn)臂中使用的快速掃描 光延遲線(RSOD)，并使部分光譜被阻斷。以2.5M樣本/秒的速率數(shù)字化檢波器信號，其允 許干涉條紋信息的數(shù)字處理。首先，根據(jù)頻率函數(shù)，通過阻斷檢波器上的全部光束測量檢波 器的熱噪聲密度。第二，所述基準(zhǔn)臂功率的散射噪聲密度僅使用入射在檢波器上的基準(zhǔn)臂功率予以測量。第三，樣品和基準(zhǔn)臂光都被入射在檢波器上。樣品被設(shè)置在眼睛模型中的 單一散射面，并且每2秒獲得512深度剖面。之前測量的功率密度I (f)2，與光譜密度的平 方(參見公式(9))成正比。隨后，我們阻斷一半標(biāo)準(zhǔn)光譜并通過阻斷樣品臂再次測量基準(zhǔn) 臂的散射噪聲密度，以及在樣品和基準(zhǔn)臂光都入射在檢波器上時測量功率密度I (f)2。散射 噪聲和功率密度關(guān)于熱噪聲通過減除被校正。熱噪聲至少比最低散射噪音級小3倍。
附圖18按照頻率函數(shù)示出了全部光譜的功率密度的圖表，并具有基準(zhǔn)臂中阻斷 的一半光譜。實線示出了全部光譜的功率密度。也示出了樣品臂被阻斷的同時已測量的散 射噪聲級。虛線示出具有在樣品臂中阻斷的半個光譜的功率密度。也示出了樣品臂被阻斷 的同時已測量的散射噪聲級。附圖18說明了通過在基準(zhǔn)臂中阻斷半個將散射噪聲級降低 了 2倍。同時，對應(yīng)基準(zhǔn)臂中未被阻斷波長的頻率的信號保持不變。 如附圖18中清晰所示，其概述了已測量的結(jié)果，通過在基準(zhǔn)臂阻斷一半光譜使得 散射噪聲密度降低了大約2倍。附圖19示出了在從相應(yīng)信號中減除散射噪聲級后，對應(yīng)基 準(zhǔn)臂中未被阻斷的波長的頻率并保持不變的功率密度。這說明在總基準(zhǔn)臂功率通過阻斷半 個光譜被減少2倍時，散射噪聲密度被減少了 2倍，同時對于基準(zhǔn)臂中未被阻斷的波長的信 號功率密度保持不變。 附圖19示出了對應(yīng)全光譜以及對應(yīng)在基準(zhǔn)臂中阻斷的半個光譜，作為功率函數(shù) 的功率密度平方根的圖表。實線示出了各個散射噪聲減除之后的光譜。虛線示出了各個散 射噪聲減除之后的半個光譜。附圖13說明了在各個散射噪聲組分去除之后，對應(yīng)基準(zhǔn)臂中 未阻斷波長的頻率并保持不變的信號。 進(jìn)一步說明的下一個試驗說明了，通過在幾個檢波器中分散檢測臂中的光譜，選 擇地帶通過濾每個檢波器的信號，使信噪比增加。所述檢測臂光通過衍射光柵，如附圖13 所示被分散在4個檢波器，并且所述檢波器信號通過具有600kHz帶寬的互阻抗放大器分別 被放大，并同時被數(shù)字化。 附圖13示出了根據(jù)本發(fā)明，設(shè)置用于說明由譜域OCT實現(xiàn)的信噪比改善的示意性 裝置的示意圖。使用快速掃描光延遲線(RS0D)120實現(xiàn)基準(zhǔn)臂106的掃描。陣列檢波器 114的單獨信號被互阻抗放大器放大，以每個信道2. 5MHz的4信道的A/D板數(shù)字化并被存 儲在計算機存儲器(未示出)中。 首先，測量全部4個檢波器的熱噪聲密度。第二，測量每個檢波器信道116中基準(zhǔn) 臂光的散射噪聲密度。第三，樣品和基準(zhǔn)臂光都被入射在檢波器114上。樣品130為設(shè)置 在眼睛模型中的單一散射面，并且每2秒獲得512深度剖面。測量每個檢波器電路114中 的功率密度I(f)2。因而，總計四個檢波器114的信號，并測定合并的功率密度I(f)2。附圖 20中所示的結(jié)果，其說明了與全部信道總和相比，每個信道中為較低的散射噪聲，但處于各 個帶寬的單獨信道中的功率密度1(f"，與四個信道相干總和的功率密度1(f"近似相等。
附圖20示出了對于附圖13的4個獨立檢波器116的功率密度圖表。檢測臂中的 光譜通過衍射光柵520被分散在4個獨立的檢波器116上。對應(yīng)每個單獨檢波器116的散 射噪聲級比對應(yīng)4個檢波器信道的相干總和的散射噪聲級低很多。圖像頂部的條形圖指出 信號通帶，其用于單獨信道和相干總和信道以形成附圖21。 在附圖21中，關(guān)于4個檢測信道的直接求和以及使用帶寬數(shù)字地帶通濾波器每 個檢波器電路的相干總和示出相干包絡(luò)的平方，所述帶寬集中在各個檢波器信號的中心頻率。附圖21示出了直接求和及4個檢波器信號的帶通濾波相干總和的干涉圖形信號I(t)， 其實際產(chǎn)生相干包絡(luò)峰值，同時4個檢波器信號的帶通濾波相干總和示出了比直接相干總 和明顯低的噪音級。因為每個信道的通帶稍微大于全部信號(附圖20中所示的)通帶的 三分之一，所以期望2.87倍的SNR增加。噪音級下降了2.8倍?？墒牵瑤V波器也稍微 降低以1. 12倍，產(chǎn)生2. 5倍SNR的有效增加。 這些試驗清楚地說明了分散檢測臂中的光束，這樣能提供顯著的SNR優(yōu)勢。
附圖21示出了相干總和信道以及帶通濾波每個信道之后相干總和信道的相干包 絡(luò)的曲線圖。所述實線為信道的總和。虛線為濾過信道的總和。附圖21清楚地說明了信 噪比增益，其可通過將檢測臂中的信號光譜地分散到幾個單獨檢波器上而獲得。在這些實 例中，噪音級被減少了大約2.8倍。因為由于被帶通濾波器濾出的一些剩余信號部分使得 相干峰值減少了 1. 12倍，所有實際信噪比改善了 2. 5倍。 盡管以上已經(jīng)詳細(xì)說明了本發(fā)明的幾個示意性實施例，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理 解，在本質(zhì)上不脫離本發(fā)明的新穎性教導(dǎo)和優(yōu)勢的情況下，在示意性實施例中可進(jìn)行許多 修改。相應(yīng)地，所有這些修改都被規(guī)定包含在下文權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)。應(yīng) 進(jìn)一步注意到，所涉及的任何專利、申請和出版物在此全部弓I作參考。
權(quán)利要求
一種用于光學(xué)成像的裝置，包括a)干涉儀；b)光譜分離元件，其將來自所述干涉儀的信號分成多個光頻段；和c)多個檢波器，每個檢波器能夠檢測至少部分來自所述光譜分離元件的光頻段。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的裝置，其中所述干涉儀包括d) 用于將電磁輻射光源的能量分成基準(zhǔn)信號和采樣信號的裝置；e) 提供基準(zhǔn)臂光的基準(zhǔn)臂；f) 提供樣品臂光的樣品臂；禾口g) 用于重組所述基準(zhǔn)臂光和所述樣品臂光的裝置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述多個的檢波器每個都具有至少一個彼此關(guān)聯(lián) 的互阻抗放大器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述檢波器每個都具有至少一個彼此關(guān)聯(lián)的帶通 濾波器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包括至少一個電磁輻射光源，其中所述電磁輻 射源具有比預(yù)定閾值低的時間相干性。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中所述電磁輻射的光源具有小于大約30 m的時間 相干性。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中平衡每個所述檢波器以使散射噪音受限。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中每個所述檢波器被平衡以減少相對強度噪音。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述輻射源是從半導(dǎo)體光放大器、超發(fā)光二極管、 發(fā)光二極管、固態(tài)毫微微秒光源、放大自發(fā)發(fā)射、連續(xù)源、熱源及其組合所構(gòu)成的組中選出 的。
10. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中用于分光的所述裝置為光束分離器。
11. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中用于分光的所述裝置為環(huán)形器。
12. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中用于分光的所述裝置被用于使用在自由空間分 離器或環(huán)形器的自由空間中。
13. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中用于分光的所述裝置通過使用至少一個無源光 纖元件而被使用。
14. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述分光裝置和重組裝置彼此結(jié)合。
15. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，進(jìn)一步包括信號處理部件，其用于處理來自多個檢 波器的信號，并重組來自所述干涉儀的至少一個臂內(nèi)部的縱向信息。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，進(jìn)一步包括一模擬_數(shù)字轉(zhuǎn)換器。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其中所述處理部件進(jìn)一步包括數(shù)字帶通濾波器。
18. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其中所述處理部件進(jìn)一步包括至少一個模擬帶通濾 波器。
19. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其中所述處理部件進(jìn)一步包括至少一個模擬互阻抗 放大器。
20. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包括一相位調(diào)制器。
21. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包括一解調(diào)器。
22. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述基準(zhǔn)臂僅有單一基準(zhǔn)光路。
23. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述樣品臂僅有單一取樣路徑。
24. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包括自動偏移校正裝置。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的裝置，其中所述自動偏移校正裝置包括，處理器部件，其用于a) 獲得第一掃描行；b) 定位樣品表面位置"S";c) 確定樣品最佳的掃描范圍"R";d) 更改基準(zhǔn)臂延遲波形以提供輸出信號；e) 將輸出信號輸送給基準(zhǔn)臂；f) 確定圖像是否完整；以及，g) 如果圖像未結(jié)束，移至下一個掃描行；如果圖像已經(jīng)結(jié)束，使用存儲在存儲裝置中的所述表面的S數(shù)據(jù)和所述波形數(shù)據(jù)重新變換所述圖像。
26. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包括用于引入基準(zhǔn)臂延遲的固定非機械的裝置。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的裝置，其中所述基準(zhǔn)臂延遲裝置包括用于引入頻率相關(guān)相位變換的裝置。
28. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述多個檢波器包括多個光電二極管。
29. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述多個檢波器包括檢波器陣列。
30. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的裝置，其中所述檢波器陣列為一維陣列。
31. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的裝置，其中所述檢波器陣列為二維陣列。
32. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的裝置，其中所述檢波器陣列為光電二極管陣列、CCD、 CMOS陣列、有源CMOS陣列或其組合。
33. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述光譜分離元件將光束分成正交偏振特性態(tài)。
34. 根據(jù)權(quán)利要求33所述的裝置，其中所述多個檢波器中的每個都包括兩個檢波器。
35. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述光譜分離元件包括至少一個光柵。
36. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述光譜分離元件包括至少一個棱鏡。
37. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述光譜分離元件包括至少一個透鏡。
38. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述光譜分離元件包括至少一個光柵和至少一個可尋址反射鏡陣列。
39. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述光譜分離元件包括光學(xué)的濾波器的線性陣列。
40. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述光譜分離元件包括至少一個波導(dǎo)管濾波器。
41. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述光譜分離元件包括多個波導(dǎo)光柵的一個陣列。
42. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述光譜分離元件將所述信號分成多個波段，借此每個波段包括一組梳狀結(jié)構(gòu)的窄光譜。
43. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述處理部件通過從多個檢波器獲得的多個信號中每個信號的數(shù)字變換，重組時間域中多個檢波器的信號。
44. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述處理部件通過從多個檢波器獲得的多個信 號中每個信號的數(shù)字變換，重組傅里葉域中多個檢波器的信號。
45. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述處理部件通過反調(diào)制重建信號確定縱向信息。
46. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述多個檢波器實現(xiàn)單獨信道的處理。
47. 根據(jù)權(quán)利要求46所述的裝置，進(jìn)一步包括自動測距處理器部件，其用于a) 獲得第一掃描行；b) 定位樣品表面位置"S";c) 確定樣品最佳的掃描范圍"R";d) 更改基準(zhǔn)臂延遲波形以提供輸出信號；e) 將所述輸出信號輸送給基準(zhǔn)臂；f) 確定圖像是否完整；以及g) 如果圖像未結(jié)束，移至下一個掃描行；如果圖像已經(jīng)結(jié)束，使用存儲在存儲裝置中 的所述表面的S數(shù)據(jù)和所述波形數(shù)據(jù)重新變換所述圖像。
48. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包括追蹤所述干涉條紋相位的裝置。
49. 一種用于光學(xué)成像的裝置，包括a) 干涉儀;b) 用于產(chǎn)生基準(zhǔn)臂延遲的裝置；C)光譜分離元件，其將來自所述干涉儀的信號分成多個光頻段，所述光頻段使用來自 產(chǎn)生所述基準(zhǔn)臂延遲裝置的信號；禾口d)多個檢波器，每個檢波器能夠檢測至少部分來自所述光譜分離元件的光頻段。
50. 根據(jù)權(quán)利要求49所述的裝置，其中用于產(chǎn)生基準(zhǔn)臂延遲的裝置包括用于拉伸光纖 的裝置。
51. 根據(jù)權(quán)利要求49所述的裝置，其中用于產(chǎn)生基準(zhǔn)臂延遲的裝置包括用于實行自由 空間平移掃描的壓電轉(zhuǎn)換器。
52. 根據(jù)權(quán)利要求49所述的裝置，其中用于產(chǎn)生基準(zhǔn)臂延遲的裝置包括用于相位控制 光延遲線。
53. 根據(jù)權(quán)利要求49所述的裝置，其中所述基準(zhǔn)臂掃描至少部分的等于檢波器數(shù)目分 之一的測距深度。
54. 根據(jù)權(quán)利要求49所述的裝置，其中用于產(chǎn)生基準(zhǔn)臂延遲的所述裝置進(jìn)一步包括載 頻振蕩器。
55. 根據(jù)權(quán)利要求49所述的裝置，其中用于產(chǎn)生基準(zhǔn)臂延遲的所述裝置包括聲光調(diào)制器。
56. 根據(jù)權(quán)利要求49所述的裝置，其中用于產(chǎn)生基準(zhǔn)臂延遲的所述裝置包括電光調(diào)制器。
57. 根據(jù)權(quán)利要求49所述的裝置，其中用于產(chǎn)生基準(zhǔn)臂延遲的所述裝置包括相位控制 RSOD。
58. 根據(jù)權(quán)利要求49所述的裝置，其中所述基準(zhǔn)臂延遲具有小于所述樣品臂范圍的距 離"z"。
59. —種用于追蹤相位以減少由干涉條紋不穩(wěn)定性引起的信號衰減的裝置，包括a) 至少一個相位調(diào)制器；b) 干涉儀;C)至少一個光源；d) 至少一個檢波器；e) 用于產(chǎn)生反饋環(huán)路的信號處理設(shè)備。
60. 根據(jù)權(quán)利要求59所述的裝置，其中所述相位調(diào)制器引發(fā)相位延遲。
61. 根據(jù)權(quán)利要求59所述的裝置，其中所述相位調(diào)制器引發(fā)路徑延遲。
62. —種用于追蹤成像系統(tǒng)中相位的方法，所述方法包括步驟a) 測量來自所述樣品臂的信號；b) 增加信號的相位；c) 測量由所述信號的至少一個峰值處A限定的所述信號的第一信號部分；d) 確定是否通過增量來增加或減少所述信號的相位；e) 在步驟d)后，按照步驟d)測量所述信號的第二信號部分；以及f) 如果所述信號處于峰值，重新測量所述信號；而如果所述信號不在其峰值，重復(fù)步驟d)和e)。
63. 根據(jù)權(quán)利要求62所述的方法，其中步驟(a)-(f)與其他成像工序并行實現(xiàn)。
64. 根據(jù)權(quán)利要求63所述的方法，其中所述相位"(p"的調(diào)整由A(X2-Xl)限定，其中"A"為常數(shù)。
65. 根據(jù)權(quán)利要求64所述的方法，其中步驟d)進(jìn)一步包括子步驟，dl)確定是否A(x2_Xl)處于相位調(diào)制器的范圍內(nèi)；以及d2)如果A(X2-x》處于所述范圍內(nèi)，改變(p以等于A(x2_Xl)的量值；如果A(X2-x》超出所述范圍，改變(p以等于A(X2-x》-m2Ji的量值，其中M為大于1的整數(shù)。
66. 根據(jù)權(quán)利要求65所述的方法，進(jìn)一步包括子步驟d3)重新測量信號^。
67. —種用于追蹤擴(kuò)展鎖定范圍的相位的裝置，包括a) —種相位跟蹤組件，其包括i) 一種相位調(diào)制器驅(qū)動設(shè)備，ii) 一種混合器，其使用相位調(diào)制器的調(diào)制頻率混合至少一個檢波器的信號，并從中產(chǎn)生誤差信號，以及iii) 用于處理所述誤差信號并產(chǎn)生補償電壓的處理元件。
68. 根據(jù)權(quán)利要求67所述的裝置，其中至少一個檢波器包括兩個探測器陣列。
69. —種使用相位追蹤進(jìn)行譜域光學(xué)相干層析成像的裝置，包括a)相位跟蹤裝置，其包括多個檢波器；相位調(diào)制器驅(qū)動設(shè)備，一種混合器，其使用相位調(diào)制器的調(diào)制頻率用于混合檢波器的信號，并從中產(chǎn)生誤差信號，以及用于處理所述誤差信號并產(chǎn)生補償電壓的處理元件。
70. —種增加OCT和LCI成像中靈敏度和信噪比的方法，包括步驟a) 提供電磁輻射光源；b) 引導(dǎo)所述光源通過光束分離器使得一部分所述光被導(dǎo)向基準(zhǔn)臂延遲機械裝置，而一部分被導(dǎo)向樣品；c) 傳送從樣品反射回的所述部分所述光以及來自基準(zhǔn)臂延遲機械裝置的部分光通過 光譜復(fù)用組件；d) 將來自光譜復(fù)用組件的光束分成多個獨特頻率的光譜波段信號；e) 引導(dǎo)每個波段信號進(jìn)入至少一個檢波器；f) 處理所述光信號；以及g) 以所述已處理過的光信號為基礎(chǔ)，重組來自干涉儀至少一個所述臂內(nèi)的縱向信息。
71. —種用于光學(xué)相干層析成像的探針，包括a) 干涉儀;b) 光譜的分離元件，其將來自干涉儀的信號分成多個獨特頻率；c) 多個檢波器，每個檢波器能夠檢測來自所述光譜分離元件的各個頻率信號，多個檢 波器中每個具有至少一個彼此關(guān)聯(lián)的互阻抗放大器，并且多個檢波器中的每個具有至少一 個彼此關(guān)聯(lián)的帶通濾波器；d) 用于處理來自多個檢波器的信號的處理裝置；以及e) 用于顯示所述處理過的信號的顯示裝置。
72. —種用于光學(xué)相干層析成像的設(shè)備，包括a) 彈性導(dǎo)管體，具有至少一個貫通芯并具有近端和遠(yuǎn)端；禾口b) 光學(xué)探針，其穿過所述導(dǎo)管體使得所述光學(xué)探針在病人內(nèi)部處理時能遠(yuǎn)離組織的表 面，所述光學(xué)探針的近端與電光圖像分析系統(tǒng)連接，所述光學(xué)探針包括i) 至少一個光纖，ii) 透鏡元件，禾口iii) 能夠?qū)⑺龉饫w的光傳送至所述組織表面并接收組織表面的反射光的棱鏡。
73. 根據(jù)權(quán)利要求72所述的方法，進(jìn)一步包括與所述棱鏡相關(guān)聯(lián)的電纜，用于圍繞橫 軸機械地轉(zhuǎn)動所述棱鏡。
74. —種用于實現(xiàn)光學(xué)相干層析成像的裝置，包括a) 干涉儀;b) 多個檢波器，每個檢波器具有至少一個彼此關(guān)聯(lián)的互阻抗放大器以及至少一個彼此 關(guān)聯(lián)的帶通濾波器；c) 用于處理來自所述多個檢波器的信號的處理裝置；以及d) 用于顯示所述處理過的信號的顯示裝置。
75. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述樣品在所述樣品全部區(qū)域中同步照明掃描。
76. —種用于光學(xué)成像樣品的至少一部分的裝置，包括a. —種光譜分離裝置，其用于接收干涉儀中至少一個的電磁信號，并將至少一個電磁 信號分成多個光譜波段，該至少一個電磁信號與樣品的至少一部份特性相關(guān)連；禾口b. —種檢測裝置，其檢測至少一個來自光譜的分離裝置的光譜波段，并產(chǎn)生用于成像 樣品的至少一部分的合成信號。
77. 根據(jù)權(quán)利要求76所述的裝置，其中所述檢測裝置包括多個檢波器，每個檢波器用 于接收相應(yīng)的一個光譜波段。
78. 根據(jù)權(quán)利要求77所述的裝置，其中所述檢波器將檢測到的光譜波段數(shù)字化成數(shù)字 信號，并進(jìn)一步包括a.多個濾波器，其用于收到數(shù)字化信號，以及帶通過濾所述數(shù)字化信號。
79. 根據(jù)權(quán)利要求78所述的裝置，其中所述至少一個電磁信號包括有關(guān)樣品的至少一 部份的至少一部份內(nèi)部的信息，并進(jìn)一步包括a.處理裝置，用于接收所述數(shù)字化信號，并產(chǎn)生與樣品的至少一部份的至少一部份內(nèi) 部相關(guān)的信息。
80. 根據(jù)權(quán)利要求76所述的裝置，其中所述檢測裝置進(jìn)一步產(chǎn)生以檢測的光譜波段為 基礎(chǔ)的信號，并且進(jìn)一步包括處理裝置，其接收進(jìn)一步的信號，并產(chǎn)生與沿樣品的至少一個 部份擴(kuò)展的縱向信息相關(guān)的數(shù)據(jù)。
81. 根據(jù)權(quán)利要求76所述的裝置，其中所述干涉儀接收由電磁光源產(chǎn)生的電磁信號。
82. —種提供與樣品的至少一部份的光學(xué)成像數(shù)據(jù)相關(guān)的邏輯線路，當(dāng)由處理裝置執(zhí) 行時，使處理裝置執(zhí)行的步驟包括a. 接收對應(yīng)檢測裝置中至少一個電磁信號的光譜波段的信號，所述檢測裝置檢測由光 譜分離裝置從至少一個電磁信號中分離的光譜波段，所述光譜分離裝置接收至少一個來自 干涉儀的電磁信號，至少一個電磁信號與至少一部份樣品的特征相關(guān)；禾口b. 產(chǎn)生基于對應(yīng)所接收信號的信息的數(shù)據(jù)。
83. —種用于提供與樣品的至少一部份光學(xué)成像相關(guān)的數(shù)據(jù)的方法，包括步驟a. 接收對應(yīng)檢測裝置中至少一個電磁信號的光譜波段的信號，所述檢測裝置檢測由光 譜分離裝置從至少一個電磁信號中分離的光譜波段，所述光譜分離裝置接收至少一個來自 干涉儀的電磁信號，至少一個電磁信號與至少一部份樣品的特征相關(guān)；禾口b. 產(chǎn)生基于對應(yīng)所接收信號的信息的數(shù)據(jù)。
84. —種其中包含可執(zhí)行指令以提供與樣品的至少一部分的光學(xué)成像相關(guān)的數(shù)據(jù)的存 儲介質(zhì)，其中，當(dāng)由處理系統(tǒng)執(zhí)行所述可執(zhí)行指令時，所述可執(zhí)行指令使得處理系統(tǒng)執(zhí)行如 下步驟a. 接收對應(yīng)檢測裝置中至少一個電磁信號的光譜波段的信號，所述檢測裝置檢測由光 譜分離裝置從至少一個電磁信號中分離的光譜波段，所述光譜分離裝置接收至少一個來自 干涉儀的電磁信號，至少一個電磁信號與至少一部份樣品的特征相關(guān)；禾口b. 產(chǎn)生基于對應(yīng)所接收信號的信息的數(shù)據(jù)。
85. —種裝置，其用于追蹤至少一個電磁信號以便減少至少一個由于信號的干涉條紋 所引起的信號衰減，包括a. —處理裝置，用于b. 接收與至少一個信號有關(guān)的信息；c. 調(diào)節(jié)至少一個信號的相位；d. 獲得至少一個信號的信號段的位置；e. 如果信號段的位置被設(shè)置得遠(yuǎn)離至少一個信號取值超過預(yù)定距離時，改變至少一個 信號的至少一個特征；禾口f. 重復(fù)步驟(d)和(e)直到至少一個信號處于離峰值的預(yù)定距離內(nèi)。
86. 根據(jù)權(quán)利要求85所述的裝置，其中所述信息對應(yīng)至少一個光譜波段的合并，所述 光譜波段通過光譜分離裝置從至少一個電磁信號中被分出。
87. —種邏輯線路，其用于追蹤至少一個電磁信號的相位以減少由于信號干涉條紋不穩(wěn)定性所引起的信號衰減，其中，當(dāng)由處理裝置執(zhí)行時，處理裝置執(zhí)行的步驟包括a. 接收與至少一個信號有關(guān)的信息；b. 調(diào)節(jié)至少一個信號的相位；c. 獲得至少一個信號的信號段的位置；d. 如果信號段的位置遠(yuǎn)離至少一個信號取值超過預(yù)定距離時，改變至少一個信號的至少一個特征；禾口e. 重復(fù)步驟(d)和(e)直到至少一個信號處于離峰值的預(yù)定距離內(nèi)。
88. —種用于追蹤至少一個電磁信號的相位以減少由于信號干涉條紋不穩(wěn)定性所引起的信號衰減的方法，包括的步驟是a. 接收與至少一個信號有關(guān)的信息；b. 調(diào)節(jié)至少一個信號的相位；c. 獲得至少一個信號的信號段的位置；d. 如果信號段的位置遠(yuǎn)離至少一個信號取值超過預(yù)定距離時，改變至少一個信號的至少一個特征；禾口e. 重復(fù)步驟(d)和(e)直到至少一個信號處于進(jìn)一步位置，所述位置處于距離峰值預(yù)定距離內(nèi)。
89. —種存儲介質(zhì)，其中包括用于追蹤至少一個電磁信號的相位以減少由于信號干涉條紋不穩(wěn)定性所引起的至少一個信號衰減的可執(zhí)行指令，其中，當(dāng)由處理系統(tǒng)執(zhí)行所述可執(zhí)行指令時，所述可執(zhí)行指令使得處理系統(tǒng)執(zhí)行的步驟包括a. 接收與至少一個信號有關(guān)的信息；b. 調(diào)節(jié)至少一個信號的相位；c. 獲得至少一個信號的信號段的位置；d. 如果信號段的位置遠(yuǎn)離至少一個信號取值超過預(yù)定距離時，改變至少一個信號的至少一個特征；禾口e. 重復(fù)步驟(d)和(e)直到至少一個信號處于離峰值的預(yù)定距離內(nèi)。
90. —種用于追蹤與樣品的至少一部份相關(guān)的至少一個電磁信號的相位的裝置，包括a. 檢測裝置，其獲得至少一個第一信號，所述信號包括多個與至少一個電磁信號相分離的光譜波段；b. —種相位調(diào)制器驅(qū)動設(shè)備，其具有調(diào)制頻率，并用于調(diào)制至少一個基于所述調(diào)制頻率的第一信號以便產(chǎn)生至少一個第二信號；c. 一種混合器，其用于將至少一個第一信號與至少一個第二信號混合以便產(chǎn)生總信號，和d. 用于產(chǎn)生基于所述總信號的補償電壓的處理裝置。
91. 一種邏輯線路，其用于追蹤與樣品的至少一部份相關(guān)聯(lián)的至少一個電磁信號的相位，其中，當(dāng)由處理裝置執(zhí)行時，使處理裝置執(zhí)行步驟a. 獲得至少一個第一信號，所述信號包括多個與至少一個電磁信號相分離的光譜波段；b. 調(diào)制所述至少一個基于調(diào)制裝置的調(diào)制頻率的第一信號，以便產(chǎn)生至少一個第二信號；c. 將至少一個第一信號與至少一個第二信號混合以便產(chǎn)生總信號，禾口d. 產(chǎn)生基于總信號的補償電壓。
92. —種方法，其用于追蹤與樣品的至少一部份相關(guān)的至少一個電磁信號的相位，包括 步驟a. 獲得至少一個第一信號，所述信號包括多個與至少一個電磁信號相分離的光譜波段；b. 調(diào)制所述至少一個基于調(diào)制裝置的調(diào)制頻率的第一信號，以便產(chǎn)生至少一個第二信號；c. 將至少一個第一信號與至少一個第二信號混合以便產(chǎn)生總信號，禾口d. 產(chǎn)生基于總信號的補償電壓。
93. —種存儲介質(zhì)，其中包括用于追蹤至少一個電磁信號的相位以減少由于信號干涉 條紋不穩(wěn)定性所引起的信號衰減的可執(zhí)行指令，其中，當(dāng)由處理系統(tǒng)執(zhí)行所述可執(zhí)行指令 時，所述可執(zhí)行指令使得處理系統(tǒng)執(zhí)行步驟a. 獲得至少一個第一信號，所述信號包括多個與至少一個電磁信號相分離的光譜波段；b. 調(diào)制所述至少一個基于調(diào)制裝置的調(diào)制頻率的第一信號，以便產(chǎn)生至少一個第二信號；c. 將至少一個第一信號與至少一個第二信號混合以便產(chǎn)生總信號，禾口d. 產(chǎn)生基于總信號的補償電壓。
94. 一種用于提供與樣品的至少一部份相關(guān)的數(shù)據(jù)的裝置，包括a. —種光譜分離裝置，其用于接收干涉儀中至少一個的電磁信號，并將一個電磁信號 分成多個光譜波段，至少一個電磁信號與至少一部份樣品的特性相關(guān)連；禾口b. —種檢測裝置，其檢測至少一個來自光譜的分離裝置的光譜波段，并用于產(chǎn)生供所 述數(shù)據(jù)使用的總信號。
95. —種提供與樣品的至少一部份的光學(xué)成像相關(guān)數(shù)據(jù)的邏輯線路，其中，當(dāng)由處理裝 置執(zhí)行時，使處理裝置執(zhí)行步驟a. 接收對應(yīng)檢測裝置中至少一個電磁信號的光譜波段的信號，所述檢測裝置檢測由光 譜分離裝置從至少一個電磁信號中分離的光譜波段，所述光譜分離裝置接收至少一個來自 干涉儀的電磁信號，至少一個電磁信號與樣品的至少一部份特征相關(guān)；禾口b. 產(chǎn)生基于對應(yīng)所接收信號的信息的數(shù)據(jù)。
96. —種用于提供與樣品的至少一部份相關(guān)的數(shù)據(jù)的方法，包括的步驟為a. 接收對應(yīng)檢測裝置中至少一個電磁信號的光譜波段的信號，所述檢測裝置檢測由光 譜分離裝置從至少一個電磁信號中分離的光譜波段，所述光譜分離裝置接收至少一個來自 干涉儀的電磁信號，至少一個電磁信號與樣品的至少一部份特征相關(guān)；禾口b. 產(chǎn)生基于對應(yīng)所接收信號的信息的數(shù)據(jù)。
97. —種存儲介質(zhì)，其中包含可執(zhí)行指令以提供與樣品的至少一部分光學(xué)成像相關(guān)的 數(shù)據(jù)，其中，當(dāng)由處理系統(tǒng)執(zhí)行所述可執(zhí)行指令時，所述可執(zhí)行指令使得處理系統(tǒng)執(zhí)行步 驟a. 接收對應(yīng)檢測裝置中至少一個電磁信號的光譜波段的信號，所述檢測裝置檢測由光譜分離裝置從至少一個電磁信號中分離的光譜波段，所述光譜分離裝置接收至少一個來自干涉儀的電磁信號，至少一個電磁信號與樣品的至少一部份特征相關(guān)；禾口b. 產(chǎn)生基于對應(yīng)所接收信號的信息的數(shù)據(jù)。
98. —種裝置，其用于追蹤至少一個電磁信號的相位以便減少至少一個由于信號的干涉條紋所引起的信號衰減，包括a. 處理裝置，用于b. 接收與至少一個信號有關(guān)的信息；c. 調(diào)節(jié)至少一個信號的相位；d. 獲得至少一個信號的信號段的位置；e. 如果信號段的位置遠(yuǎn)離至少一個信號取值超過預(yù)定距離時，改變至少一個信號的至少一個特征；禾口f. 重復(fù)步驟(d)和(e)直到至少一個信號處于離峰值的預(yù)定距離內(nèi)。
99. 一種用于執(zhí)行光學(xué)相干層析成像的裝置，包括a. 提供至少一個第一信號的干涉儀；b. 至少一個接收至少一個第一信號的檢波器，所述至少一個檢波器具有至少一個彼此關(guān)聯(lián)的互阻抗放大器和至少一個彼此關(guān)聯(lián)的帶通濾波器，以便產(chǎn)生至少一個第二信號；c. 用于處理至少一個第二信號的第一裝置；禾口d. 用于顯示至少一個第二處理過的信號的第二裝置。
100. 根據(jù)權(quán)利要求99所述的裝置，其中所述干涉儀包括用于將至少一個第一光源分成基準(zhǔn)信號和采樣信號的裝置。
101. —種用于在血管中定位動脈粥樣硬化的血小板的探針，包括a. 干涉儀；b. —種光譜分離元件，其將來自所述干涉儀的信號分成多個光頻段；禾口c. 一種探測設(shè)備，其能夠檢測至少一部分來自所述光譜分離元件的光頻段。
102. —種用于傳送治療劑的裝置，包括a. —種置于所述殼體內(nèi)的探針，其包括i) 干涉儀;ii) 光譜分離元件，其將來自所述干涉儀的信號分成多個光頻段；iii) 檢波裝置，其能夠檢測至少部分來自所述光譜分離元件的光頻段；禾口b. 與所述探針配用的導(dǎo)管，其包括用于接收治療劑的近端和用于傳送治療劑到預(yù)定位置的遠(yuǎn)端，使用所述探針通過在接近所述遠(yuǎn)端環(huán)境中成像確定所述位置。
全文摘要
提供用于通過檢測光譜波段的平行組，增加OCT以及LCI信號中檢測靈敏度的一種LCI和OCT信號的測距和降噪的裝置和方法，其中每個波段是光頻的唯一結(jié)合。所述LCI寬波段光源能被分成N個光譜波段。所述N個光譜波段能被分別檢測和處理以提供信噪比中N倍的增量。每個光譜波段可通過單獨的光檢波器予以檢測并被放大。對于每個光譜波段，所述信號在信號波段附近通過模擬電子設(shè)備予以帶通濾過并被數(shù)字化，或可選地，可用軟件對所述信號進(jìn)行數(shù)字化和帶通過濾。因此，對于所述信號的散射噪音的影響可被減少與光譜波段數(shù)量相同的倍數(shù)，同時保持相同的信號振幅。所述散射噪音的降低增加了系統(tǒng)的動態(tài)范圍和靈敏度。
文檔編號G01N21/45GK101793823SQ20091017726
公開日2010年8月4日 申請日期2003年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月24日
發(fā)明者吉勒摩·J·蒂爾尼, 布雷特·尤金·博馬, 約翰尼斯·菲茨杰拉德·德博爾 申請人:通用醫(yī)療公司