專利名稱：一種掃頻光源oct實(shí)時(shí)圖像顯示系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種掃頻光源OCT實(shí)時(shí)圖像顯示系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
光學(xué)相干層析技術(shù)(OCT)是近十幾年來(lái)出現(xiàn)的一種新興技術(shù)，它具有高分辨率，能實(shí)時(shí)進(jìn)行三維成像，已成為醫(yī)學(xué)、工業(yè)、衛(wèi)生等領(lǐng)域一個(gè)重要的影像成像技術(shù)，而掃頻光源
(SS)的應(yīng)用將OCT技術(shù)帶入頻率域，SS-OCT具有比以往時(shí)域OCT更高的動(dòng)態(tài)范圍，和更快的成像數(shù)據(jù)，這有利于OCT技術(shù)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)掃描顯示。然而要充分便捷的利用SS-OCT這項(xiàng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)二維圖像顯示，測(cè)量，三維圖像重構(gòu)，分析，信息輸出等，需要一套友好的人機(jī)交互系統(tǒng)。 現(xiàn)有B超，CT等成像原理和OCT不一樣，它們的數(shù)據(jù)處理流程簡(jiǎn)單，及掃描的數(shù)據(jù)點(diǎn)就是對(duì)應(yīng)的圖像信息，容易通過(guò)簡(jiǎn)單一一對(duì)應(yīng)顯示做到實(shí)時(shí)顯示，而OCT的掃描數(shù)據(jù)和最終顯示的圖像并不是一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，需要通過(guò)一系列的數(shù)學(xué)運(yùn)算的變換才能得到對(duì)應(yīng)的圖像信息。而要實(shí)時(shí)顯示需要30幀的處理速度，換句話說(shuō)實(shí)時(shí)顯示時(shí)，每顯示一幅圖，就要做一次一系列的數(shù)學(xué)運(yùn)算的變換，而30幀意味著需要做30次的數(shù)據(jù)到圖像的變換，不對(duì)數(shù)據(jù)流做控制，對(duì)處理步驟做優(yōu)化很難達(dá)到OCT實(shí)時(shí)圖像顯示的目的。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提出一種掃頻光源OCT實(shí)時(shí)圖像顯示系統(tǒng)，能夠產(chǎn)生高質(zhì)量的二維和三維OCT圖像，并對(duì)所述二維OCT圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。為達(dá)此目的，本實(shí)用新型所述系統(tǒng)，包括掃頻光源用于輸出波長(zhǎng)隨時(shí)間變化的紅外光，所述紅外光通過(guò)干涉系統(tǒng)分成兩路，一路進(jìn)入所述干涉系統(tǒng)的參考臂，一路進(jìn)入掃描探頭對(duì)樣品進(jìn)行掃描；掃描探頭與掃頻光源、控制卡和干涉系統(tǒng)連接，被控制卡輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)，用于獲取包含樣品信息的光信號(hào)，將所述光信號(hào)輸出到所述干涉系統(tǒng)中；控制卡與計(jì)算機(jī)和高速采集卡連接，用于接收計(jì)算機(jī)指令輸出同步信號(hào)和驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所述同步信號(hào)用于輸入高速采集卡中進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換控制，所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)用于驅(qū)動(dòng)所述掃描探頭；高速采集卡與控制卡、平衡探測(cè)器和計(jì)算機(jī)連接，用于接收所述控制卡輸入的同步信號(hào)和平衡探測(cè)器發(fā)送的原始電信號(hào)；用于按照所述同步信號(hào)脈沖對(duì)所述原始電信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，獲取包含所述樣品深度信息的原始數(shù)據(jù)，將所述原始數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)中；干涉系統(tǒng)包括固定鏡、參考臂和耦合模塊，其中所述耦合模塊包含耦合器，與掃頻光源、掃描探頭和平衡探測(cè)器連接，用于接收所述掃頻光源輸出的紅外光，所述紅外光通過(guò)所述耦合器分成兩路，一路所述紅外光進(jìn)入所述參考臂經(jīng)過(guò)所述固定鏡反射回來(lái)，另一路進(jìn)入所述掃描探頭對(duì)樣品進(jìn)行掃描，產(chǎn)生包含樣品信息的光信號(hào)，用于將兩路光信號(hào)返回后發(fā)生干涉反應(yīng)產(chǎn)生的包含樣品信息的干涉信號(hào)輸入所述平衡探測(cè)器；平衡探測(cè)器與干涉系統(tǒng)和高速采集卡連接，用于接收所述干涉系統(tǒng)發(fā)送的干涉信號(hào)，用于將所述干涉信號(hào)轉(zhuǎn)換成的原始電信號(hào)輸入所述高速采集卡；計(jì)算機(jī)與控制卡和高速采集卡連接，用于對(duì)控制卡發(fā)出掃描指令，用于接收高速采集卡輸出的原始數(shù)據(jù)，用于對(duì)所述原始數(shù)據(jù)進(jìn)行快速傅立葉變換獲取二維圖片；用于對(duì)所述二維圖片進(jìn)行顯示。進(jìn)一步地，所述包含樣品信息的光信號(hào)為，所述掃描探頭使用掃頻光源發(fā)出的紅外光對(duì)樣品進(jìn)行掃描所獲取的信息。本實(shí)用新型的有益技術(shù)效果是可以實(shí)現(xiàn)對(duì)OCT產(chǎn)生的二維掃描圖片的實(shí)時(shí)顯示、控制、存儲(chǔ)、測(cè)量和查詢，無(wú)需等待。
圖I是本實(shí)用新型實(shí)施例一所述OCT實(shí)時(shí)圖像顯示的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例一所述OCT實(shí)時(shí)圖像顯示系統(tǒng)的顯示方法流程圖；圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例二所述OCT實(shí)時(shí)圖像顯示系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖并通過(guò)具體實(shí)施方式
來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。實(shí)施例一圖I是本實(shí)施例所述OCT實(shí)時(shí)圖像顯示的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖，如圖I所述，掃頻光源輸出波長(zhǎng)隨時(shí)間變化的紅外光，所述激光中心波長(zhǎng)大于1250nm且小于1350nm，優(yōu)選為1310nm,該激光通過(guò)耦合器CP分為2路，一路進(jìn)入?yún)⒖急酆蟊还潭ㄧR反射回，一路進(jìn)入掃描探頭，掃描樣品后得到包含樣品信息的光信號(hào)，這兩路光原路返回后發(fā)生干涉，得到的干涉信號(hào)進(jìn)入平衡探測(cè)器，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成包含樣品信息的電信號(hào)后輸出，高速采集卡采集的信號(hào)就是包含樣品信息的電信號(hào)，但是什么時(shí)候采集，如何采集，是要根據(jù)其他觸發(fā)信號(hào)，如光源掃頻信號(hào)和控制卡輸出的同步信號(hào)，以及光源輸出的深度采集時(shí)鐘，進(jìn)行采集，采集后的數(shù)據(jù)進(jìn)過(guò)控制后向計(jì)算機(jī)傳輸，計(jì)算機(jī)的人機(jī)交互軟件進(jìn)行FFT運(yùn)算轉(zhuǎn)換成圖像后再顯示輸出。圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例一所述OCT實(shí)時(shí)圖像顯示系統(tǒng)的顯示方法流程圖，如圖2所示，本實(shí)施例所述OCT實(shí)時(shí)圖像系統(tǒng)的顯示方法具體包括S201、掃頻光源輸出一束紅外光，控制卡輸出同步信號(hào)和驅(qū)動(dòng)信號(hào)；掃頻光源輸出紅外光，所述紅外光通過(guò)耦合器分成兩路，一路進(jìn)入?yún)⒖急?，一路進(jìn)入掃描探頭；所述掃頻光源工作時(shí)，輸出波長(zhǎng)隨時(shí)間變化的紅外光，所述紅外光中心波長(zhǎng)為1310納米，該激光通過(guò)干涉系統(tǒng)的耦合模塊分為兩路，一路進(jìn)入?yún)⒖急酆蟊还潭ㄧR反射回，一路進(jìn)入掃描探頭。控制卡輸出的信號(hào)包括同步信號(hào)和驅(qū)動(dòng)信號(hào)，本實(shí)施例以控制卡輸出五路信號(hào)為例，一路信號(hào)為脈沖同步信號(hào)，該信號(hào)包括占空比為50%的TTL信號(hào)M個(gè)，N組，所述脈沖同步信號(hào)用于對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換進(jìn)行控制，優(yōu)選地，其中所述M取512個(gè)，N取100幀；四路為驅(qū)動(dòng)信號(hào)，將所述四路驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入掃描探頭，驅(qū)動(dòng)掃描探頭進(jìn)行掃描。[0025]S202、驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)掃描探頭使用紅外光對(duì)樣品進(jìn)行掃描,獲取光信號(hào)；光信號(hào)與進(jìn)入?yún)⒖急鄣谋还潭ㄧR反射回的紅外光發(fā)生干涉產(chǎn)生干涉信號(hào)；所述紅外光通過(guò)所述耦合模塊分成兩路，一路所述紅外光進(jìn)入所述參考臂經(jīng)過(guò)所述固定鏡反射回來(lái)，另一路進(jìn)入所述掃描探頭對(duì)樣品進(jìn)行掃描，產(chǎn)生包含樣品信息的光信號(hào)，兩路信光信號(hào)返回后發(fā)生干涉反應(yīng)，產(chǎn)生包含樣品信息的干涉信號(hào)，將所述干涉信號(hào)輸入所述平衡探測(cè)器。S203、平衡探測(cè)器將干涉信號(hào)轉(zhuǎn)換成原始電信號(hào)；所述平衡探測(cè)器是一種光電轉(zhuǎn)換器件，含兩個(gè)參數(shù)一致的光電探測(cè)器，可以做差分運(yùn)算輸出，得到含樣品信息的原始電信號(hào)，將所述原始電信號(hào)實(shí)時(shí)輸出到所述高速采集卡的數(shù)據(jù)采集輸入通道。·S204、高速采集卡將原始數(shù)據(jù)輸入高速采集卡內(nèi)存一中；所述高速采集卡的觸發(fā)端口和外部時(shí)鐘端口，接收所述同步信號(hào)及掃頻光源的深度采樣信號(hào)，所述深度采樣信號(hào)對(duì)應(yīng)深度掃描點(diǎn)為1024個(gè)，所述高速采集卡的數(shù)據(jù)采集通道對(duì)平衡探測(cè)器輸出的所述原始電信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到包含樣品深度的原始數(shù)據(jù)。可采用采樣率可在200M/S以上高速采集卡，可按照外部時(shí)鐘頻率進(jìn)行采集，高速采集卡采集的信號(hào)就是包含樣品信息的電信號(hào)，但是什么時(shí)候采集，如何采集，是要根據(jù)其他觸發(fā)信號(hào)，如光源掃頻信號(hào)、控制卡輸出的同步信號(hào)，以及光源輸出的深度采集時(shí)鐘，進(jìn)行采集，采集后的數(shù)據(jù)輸入高速采集卡內(nèi)存一中。S205、判斷采集卡中的原始數(shù)據(jù)是否達(dá)到預(yù)設(shè)閾值，若是則執(zhí)行步驟S206，否則返回步驟S204 ；一幀圖片的大小為1024*512*2字節(jié)，1024為深度掃描點(diǎn)，512為行掃描點(diǎn)。選取的圖片幀數(shù)首先要大于人眼視覺(jué)暫留的25幀，過(guò)小的話會(huì)讓人感覺(jué)圖像閃爍，太大的話，數(shù)據(jù)量過(guò)大會(huì)導(dǎo)致傳輸延時(shí)，影響實(shí)時(shí)效果。預(yù)設(shè)的幀數(shù)為不小于20且不大于100，優(yōu)選為30，所以所述預(yù)設(shè)閾值大于20*1024*512*2字節(jié)且小于100*1024*512*2字節(jié)，優(yōu)選為30*1024*512*2 字節(jié)。S206、采集卡內(nèi)存一將存儲(chǔ)的原始數(shù)據(jù)輸入采集卡內(nèi)存二 ；所述高速采集卡內(nèi)存一等待原始數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量達(dá)到設(shè)定的閾值時(shí)，才開(kāi)始轉(zhuǎn)移至高速采集卡內(nèi)存二中，可設(shè)置閾值為30幀圖片原始數(shù)據(jù)，即30*1024*512*2字節(jié)。S207、采集卡內(nèi)存二將原始數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)；內(nèi)存二數(shù)據(jù)存儲(chǔ)完畢后通過(guò)PCIE接口方式實(shí)時(shí)將原始數(shù)據(jù)傳輸至計(jì)算機(jī)。S208、計(jì)算機(jī)將原始數(shù)據(jù)進(jìn)行快速傅立葉變換，獲取并顯示圖片；計(jì)算機(jī)接受所述原始數(shù)據(jù)后，對(duì)每一幀所述原始數(shù)據(jù)進(jìn)行N*M的FFT運(yùn)算得到原始圖片，優(yōu)選地，其中所述M取512個(gè)，N取100幀。計(jì)算機(jī)將原始圖片實(shí)時(shí)輸出到顯示器上直接進(jìn)行顯示，不做存貯。S209、判定是否停止掃描，若是則執(zhí)行步驟S210，否則返回步驟S201 ；點(diǎn)擊停止掃描后，如對(duì)掃描不滿意，可重新開(kāi)始掃描，返回步驟S201，或者對(duì)掃描結(jié)果滿意，可進(jìn)行保存，保存后可對(duì)圖片進(jìn)行三維重構(gòu)，進(jìn)行三維的切片顯示。S210、將獲取的圖片存儲(chǔ)起來(lái)。實(shí)施例二[0044]圖3是本實(shí)施例所述OCT實(shí)時(shí)圖像顯示系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖，如圖3所示，本實(shí)施例所述OCT實(shí)時(shí)圖像顯示系統(tǒng)包括掃頻光源用于輸出波長(zhǎng)隨時(shí)間變化的紅外光，所述紅外光通過(guò)干涉系統(tǒng)的耦合模塊分成兩路，一路進(jìn)入所述干涉系統(tǒng)的參考臂，一路進(jìn)入掃描探頭對(duì)樣品進(jìn)行掃描；掃描探頭與掃頻光源、控制卡和干涉系統(tǒng)連接，被控制卡輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)，使用掃頻光源發(fā)出的紅外光對(duì)樣品進(jìn)行掃描，產(chǎn)生包含樣品信息的光信號(hào)，將所述光信號(hào)輸出到所述干涉系統(tǒng)中；控制卡與計(jì)算機(jī)和 高速采集卡連接，用于接收計(jì)算機(jī)指令輸出同步信號(hào)和驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所述同步信號(hào)用于輸入高速采集卡中進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換控制，所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)用于驅(qū)動(dòng)所述掃描探頭；高速采集卡與控制卡、平衡探測(cè)器和計(jì)算機(jī)連接，用于接收所述控制卡輸入的同步信號(hào)和平衡探測(cè)器發(fā)送的原始電信號(hào)；按照所述同步信號(hào)脈沖對(duì)所述原始電信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，獲取包含所述樣品深度信息的原始數(shù)據(jù)，將所述原始數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)中；干涉系統(tǒng)包括固定鏡、參考臂和耦合模塊，其中所述耦合模塊包含耦合器，與掃頻光源、掃描探頭和平衡探測(cè)器連接，用于接收所述掃頻光源輸出的紅外光，所述紅外光通過(guò)所述耦合模塊分成兩路，一路所述紅外光進(jìn)入所述參考臂經(jīng)過(guò)所述固定鏡反射回來(lái)，另一路進(jìn)入所述掃描探頭對(duì)樣品進(jìn)行掃描，產(chǎn)生包含樣品信息的光信號(hào)，兩路信光信號(hào)返回后發(fā)生干涉反應(yīng)，產(chǎn)生包含樣品信息的干涉信號(hào)，將所述干涉信號(hào)輸入所述平衡探測(cè)器；平衡探測(cè)器與干涉系統(tǒng)和高速采集卡連接，用于接收所述干涉系統(tǒng)發(fā)送的干涉信號(hào)，將所述干涉信號(hào)轉(zhuǎn)換成原始電信號(hào)，將所述原始電信號(hào)輸入所述高速采集卡；計(jì)算機(jī)與控制卡和高速采集卡連接，用于對(duì)控制卡發(fā)出掃描指令，用于接收高速采集卡輸出的原始數(shù)據(jù)，對(duì)所述原始數(shù)據(jù)進(jìn)行快速傅立葉變換獲取二維圖片；用于對(duì)所述二維圖片進(jìn)行顯示。進(jìn)一步地,所述紅外光的中心波長(zhǎng)大于1250nm且小于1350nm,優(yōu)選為1310nm。本實(shí)用新型實(shí)施例一所述的OCT實(shí)時(shí)圖像顯示系統(tǒng)的顯示方法和實(shí)施例二所述的OCT實(shí)時(shí)圖像顯示系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)OCT產(chǎn)生的二維掃描圖片的實(shí)時(shí)顯示、控制、存儲(chǔ)、測(cè)
量和查詢，無(wú)需等待。以上實(shí)施例提供的技術(shù)方案中的全部或部分內(nèi)容可以通過(guò)軟件編程實(shí)現(xiàn)，其軟件程序存儲(chǔ)在可讀取的存儲(chǔ)介質(zhì)中，存儲(chǔ)介質(zhì)例如計(jì)算機(jī)中的硬盤、光盤或軟盤。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種掃頻光源OCT實(shí)時(shí)圖像顯示系統(tǒng)，其特征在于，包括 掃頻光源用于輸出波長(zhǎng)隨時(shí)間變化的紅外光，所述紅外光通過(guò)干涉系統(tǒng)分成兩路，一路進(jìn)入所述干涉系統(tǒng)的參考臂，一路進(jìn)入掃描探頭對(duì)樣品進(jìn)行掃描； 掃描探頭與掃頻光源、控制卡和干涉系統(tǒng)連接，被控制卡輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)，用于獲取包含樣品信息的光信號(hào)，將所述光信號(hào)輸出到所述干涉系統(tǒng)中； 控制卡與計(jì)算機(jī)和高速采集卡連接，用于接收計(jì)算機(jī)指令輸出同步信號(hào)和驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所述同步信號(hào)用于輸入高速采集卡中進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換控制，所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)用于驅(qū)動(dòng)所述掃描探頭; 高速采集卡與控制卡、平衡探測(cè)器和計(jì)算機(jī)連接，用于接收所述控制卡輸入的同步信號(hào)和平衡探測(cè)器發(fā)送的原始電信號(hào)；用于按照所述同步信號(hào)脈沖對(duì)所述原始電信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，獲取包含所述樣品深度信息的原始數(shù)據(jù)，將所述原始數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)中； 干涉系統(tǒng)包括固定鏡、參考臂和耦合模塊，其中所述耦合模塊包含耦合器，與掃頻光源、掃描探頭和平衡探測(cè)器連接，用于接收所述掃頻光源輸出的紅外光，所述紅外光通過(guò)所述耦合器分成兩路，一路所述紅外光進(jìn)入所述參考臂經(jīng)過(guò)所述固定鏡反射回來(lái)，另一路進(jìn)入所述掃描探頭對(duì)樣品進(jìn)行掃描，產(chǎn)生包含樣品信息的光信號(hào)，用于將兩路光信號(hào)返回后發(fā)生干涉反應(yīng)產(chǎn)生的干涉信號(hào)輸入所述平衡探測(cè)器； 平衡探測(cè)器與干涉系統(tǒng)和高速采集卡連接，用于接收所述干涉系統(tǒng)發(fā)送的干涉信號(hào)，用于將所述干涉信號(hào)轉(zhuǎn)換成的原始電信號(hào)輸入所述高速采集卡； 計(jì)算機(jī)與控制卡和高速采集卡連接，用于對(duì)控制卡發(fā)出掃描指令，用于接收高速采集卡輸出的原始數(shù)據(jù)，用于對(duì)所述原始數(shù)據(jù)進(jìn)行快速傅立葉變換獲取二維圖片；用于對(duì)所述二維圖片進(jìn)行顯示。
2.如權(quán)利要求I所述的OCT實(shí)時(shí)圖像顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述包含樣品信息的光信號(hào)為，所述掃描探頭使用掃頻光源發(fā)出的紅外光對(duì)樣品進(jìn)行掃描所獲取的信息。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種掃頻光源OCT實(shí)時(shí)圖像顯示系統(tǒng)，包括，掃頻光源、掃描探頭、控制卡、高速采集卡、干涉系統(tǒng)、平衡探測(cè)器和計(jì)算機(jī)，所述掃描探頭與掃頻光源、控制卡和干涉系統(tǒng)連接；所述控制卡與計(jì)算機(jī)和高速采集卡連接；所述高速采集卡與控制卡、平衡探測(cè)器和計(jì)算機(jī)連接；所述干涉系統(tǒng)包括固定鏡、參考臂和耦合模塊，與掃頻光源、掃描探頭和平衡探測(cè)器連接；其中所述耦合模塊包含耦合器；所述平衡探測(cè)器與所述干涉系統(tǒng)和高速采集卡連接；所述計(jì)算機(jī)與控制卡和高速采集卡連接。本系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)二維掃描的實(shí)時(shí)顯示、控制、存儲(chǔ)、測(cè)量和查詢。
文檔編號(hào)A61B5/00GK202776268SQ201220465468
公開(kāi)日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月12日
發(fā)明者王東琳, 謝會(huì)開(kāi), 傅霖來(lái), 蘭樹明 申請(qǐng)人:無(wú)錫微奧科技有限公司