探测深度

2021-03-05 17:42:04 浏览:987

定义

探测深度是指在生物组织成像中能够探测到的最大纵向深度。生物组织的散射系数越小,越有利于提高系统的有效探测深度。

断层扫描方法

OCT 成像原理是通过获取从观测组织中返回的信号得到所要信息,根据 OCT 获取信息途径的不同,可以将 OCT 分为两类,时域 OCT 和频域 OCT。时域 OCT 是最早出现的光学相干断层扫描技术,构造主要包括共焦显微镜和迈克尔孙干涉仪。通过参考臂的移动改变参考臂的光程,实现样品的深度扫描,也称为点扫描。时域 OCT 原理简单,数据计算量小,但点扫描方式限制了 OCT 的扫描速度。为了进一步拓展 OCT 的应用,可以实现更快扫描方式的频域 OCT 应时而生,并得到快速发展。频域 OCT 可以分为谱域 OCT 和扫描光源 OCT。利用光谱仪探测样品臂和参考臂返回光形成的干涉光谱,再对干涉光谱做傅里叶变换,可以直接得到被测样品的深度信息。与时域 OCT 相比,频域 OCT 有更快的扫描速度,使获得三维动态成像成为可能;同时,消除了参考臂机械扫描带来的影响,图像信噪比得到了显著提高。

探测深度计算

在时域 OCT 系统中,利用参考臂的移动来实现深度扫描,因此其探测深度取决于参考臂移动范围。在频域 OCT 系统中,探测深度由光谱仪的分辨率决定。根据采样定理可知,采样频率至少为干涉光谱中最高频率的两倍。干涉光谱对应余弦成分的周期为Tk=π/nZ,其中n为光源在物质中的折射率,Z为深测深度,光谱仪的分辨率Rk ≤Tk/2,即Rk的最大值取为1/2Tk时,探测深度取得最大值 Zm。此时,Tk表达式为:

可得:

式中Rk是关于波数k的分辨率,而在实际情况中,光谱仪的分辨率一般以波长表示,由公式转化,可得波长空间内的探测深度为:

 

式中 λ 为光源波长,δ(λ) 为光谱仪的波长分辨率。

参考文献 

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成像基本概念

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