本發(fā)明涉及一種光學(xué)相干斷層成像系統(tǒng)，尤其涉及一種基于3D和4D傅立葉域多普勒光學(xué)相干斷層成像系統(tǒng)，屬于光學(xué)成像技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

光學(xué)相干斷層成像技術(shù)(OCT)是一種成熟的非入侵式光學(xué)成像技術(shù)，可以提供生物樣品的高速、高分辨率的三維圖像。自上世紀(jì)九十年代以來，OCT已被廣泛地用于診斷、療法監(jiān)督和分類。微循環(huán)和組織結(jié)構(gòu)的體內(nèi)非入侵式成像是一個(gè)熱門領(lǐng)域，目前已經(jīng)得到了許多人的關(guān)注，因?yàn)檫@種技術(shù)可以說明生物功能以及組織的異常情況。

組織結(jié)構(gòu)和血流信息的實(shí)時(shí)成像總會(huì)被需要，而且正在變得越來越緊迫，因?yàn)榭焖僭\斷、治療反應(yīng)和手術(shù)中的OCT圖像引導(dǎo)的干預(yù)已經(jīng)成為了成熟的醫(yī)療實(shí)踐。因?yàn)樵谟?jì)算機(jī)的高速成像過程中和大量的計(jì)算任務(wù)中OTC引擎會(huì)生成大量的原始數(shù)據(jù)，所以實(shí)時(shí)顯示面臨嚴(yán)重挑戰(zhàn)。用圖形處理裝置(GPU)加速的信號(hào)處理方法是這一問題的一種邏輯解決方案，主要依據(jù)的是獲取OCT數(shù)據(jù)的方式，以及這些數(shù)據(jù)可以平行處理的情況。雖然研究人員進(jìn)行了大量的研究來使用GPU對(duì)OCT圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)處理和顯示，但是基于GPU處理的實(shí)時(shí)功能性O(shè)CT成像技術(shù)現(xiàn)在還未普及，隨著社會(huì)需求量的增大，改進(jìn)OCT系統(tǒng)已成為亟待解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種光學(xué)相干斷層成像系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的接收觀察的目標(biāo)的組合結(jié)構(gòu)和血流情況。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種光學(xué)相干斷層成像系統(tǒng)，包括：

一個(gè)傅立葉域光學(xué)相干斷層成像傳感器系統(tǒng)；

一個(gè)信號(hào)處理系統(tǒng)，可以與上述傅立葉域光學(xué)相干斷層成像傳感器系統(tǒng)通訊，來接收探測信號(hào)，并提供成像信號(hào)；

一個(gè)圖像顯示系統(tǒng)，用來與信號(hào)處理系統(tǒng)通訊，來接收上述成像信號(hào)；

上述信號(hào)處理系統(tǒng)包括一個(gè)平行處理器，可以用來實(shí)時(shí)計(jì)算來自上述探測信號(hào)的三維結(jié)構(gòu)信息和多普勒信息，從而讓上述成像信號(hào)能夠提供接收觀察的目標(biāo)的組合結(jié)構(gòu)及流動(dòng)的實(shí)時(shí)三維結(jié)構(gòu)。

作為優(yōu)選，所述傅立葉域光學(xué)相干斷層成像傳感器系統(tǒng)包括光源、分光儀、寬頻光纖耦合器、偏振控制器、消色瞄準(zhǔn)儀L1、消色瞄準(zhǔn)儀L2、消色聚焦鏡、掃描鏡、電流計(jì)組以及參考鏡；所述光源和分光儀與寬頻光纖耦合器連接，寬頻光纖耦合器一路連接偏振控制器、消色瞄準(zhǔn)儀L1、消色聚焦鏡和參考鏡，另一路連接至消色瞄準(zhǔn)儀L2、電流計(jì)組和掃描鏡。

作為優(yōu)選，所述信號(hào)處理系統(tǒng)的平行處理器至少包括一個(gè)圖形處理裝置。

作為優(yōu)選，所述圖形處理裝置包括第一圖形處理單元和第二圖形處理單元。

作為優(yōu)選，所述第一圖形處理單元用來計(jì)算相位差，從而計(jì)算多普勒信息；且第二圖形處理單元用在上述圖形處理裝置上對(duì)接受觀察的目標(biāo)的組合結(jié)構(gòu)及流動(dòng)的實(shí)時(shí)顯示進(jìn)行渲染。

作為優(yōu)選，所述信號(hào)處理系統(tǒng)還包括抓幀器、主板、計(jì)算機(jī)、以及數(shù)據(jù)采集卡，所述抓幀器與分光儀連接，抓幀器同時(shí)連接至主板，并通過PCI接口連接至數(shù)據(jù)采集卡，數(shù)據(jù)采集卡通過控制器連接到傅立葉域光學(xué)相干斷層成像傳感器系統(tǒng)的電流計(jì)組。

作為優(yōu)選，該系統(tǒng)用來提供至少每秒七十個(gè)圖像幀；其中每個(gè)圖像幀的尺寸至少為1000×1024像素；且其中每個(gè)圖像幀都包括來自上述多普勒信息的流動(dòng)信息。

作為優(yōu)選，該系統(tǒng)用來提供多個(gè)圖像幀；其中圖像幀的尺寸至少為500×256×512體素；且其中每個(gè)圖像幀都包括來自上述多普勒信息的流動(dòng)信息。

作為優(yōu)選，所述平行處理器在具體應(yīng)用中可選擇為監(jiān)視器。

作為優(yōu)選，所述光源為SLED。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明的光學(xué)相干斷層成像系統(tǒng)包括一個(gè)傅立葉域光學(xué)相干斷層成像傳感器系統(tǒng)；一個(gè)信號(hào)處理系統(tǒng)，用來與傅立葉域光學(xué)相干斷層成像傳感系統(tǒng)通訊，來接受探測信號(hào)，并提供成像信號(hào)；以及一個(gè)圖像顯示系統(tǒng)，用來與信號(hào)處理系統(tǒng)通訊，來接受成像信號(hào)。信號(hào)處理系統(tǒng)包括一個(gè)平行處理器，用來實(shí)時(shí)計(jì)算來自探測信號(hào)的機(jī)構(gòu)信息和多普勒信息，從而讓成像信號(hào)能夠?qū)崟r(shí)顯示接受觀察的目標(biāo)的組合結(jié)構(gòu)和血流情況。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中：1.傅立葉域光學(xué)相干斷層成像傳感器系統(tǒng)，11.光源，12.分光儀，13.寬頻光纖耦合器，14.偏振控制器，15.消色瞄準(zhǔn)儀L1，16.消色瞄準(zhǔn)儀L2，17.消色聚焦鏡，18.掃描鏡，19.電流計(jì)組，190.參考經(jīng)，2.信號(hào)處理系統(tǒng)，21.第一圖像處理單元，22.第二圖像處理單元，23.抓幀器，24.主板，25.計(jì)算機(jī)，26.數(shù)據(jù)采集卡，3.圖像顯示系統(tǒng)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

如圖1所示，一種光學(xué)相干斷層成像系統(tǒng)，包括：

一個(gè)傅立葉域光學(xué)相干斷層成像傳感器系統(tǒng)1；

一個(gè)信號(hào)處理系統(tǒng)2，可以與上述傅立葉域光學(xué)相干斷層成像傳感器系統(tǒng)通訊，來接收探測信號(hào)，并提供成像信號(hào)；

一個(gè)圖像顯示系統(tǒng)3，用來與信號(hào)處理系統(tǒng)通訊，來接收上述成像信號(hào)；

上述信號(hào)處理系統(tǒng)包括一個(gè)平行處理器，可以用來實(shí)時(shí)計(jì)算來自上述探測信號(hào)的三維結(jié)構(gòu)信息和多普勒信息，從而讓上述成像信號(hào)能夠提供接收觀察的目標(biāo)的組合結(jié)構(gòu)及流動(dòng)的實(shí)時(shí)三維結(jié)構(gòu)。

所述傅立葉域光學(xué)相干斷層成像傳感器系統(tǒng)1包括光源11、分光儀12、寬頻光纖耦合器13、偏振控制器14、消色瞄準(zhǔn)儀L1、消色瞄準(zhǔn)儀L2、消色聚焦鏡17、掃描鏡18、電流計(jì)組19以及參考鏡190；所述光源11和分光儀12與寬頻光纖耦合器13連接，寬頻光纖耦合器13一路連接偏振控制器14、消色瞄準(zhǔn)儀L1、消色聚焦鏡17和參考鏡190，另一路連接至消色瞄準(zhǔn)儀L2、電流計(jì)組19和掃描鏡18。

所述信號(hào)處理系統(tǒng)2的平行處理器至少包括一個(gè)圖形處理裝置。

所述圖形處理裝置包括第一圖形處理單元21和第二圖形處理單元22。

所述第一圖形處理單元21用來計(jì)算相位差，從而計(jì)算多普勒信息；且第二圖形處理單元22用在上述圖形處理裝置上對(duì)接受觀察的目標(biāo)的組合結(jié)構(gòu)及流動(dòng)的實(shí)時(shí)顯示進(jìn)行渲染。

所述信號(hào)處理系統(tǒng)2還包括抓幀器23、主板24、計(jì)算機(jī)25、以及數(shù)據(jù)采集卡26，所述抓幀器23與分光儀12連接，抓幀器23同時(shí)連接至主板24，并通過PCI接口連接至數(shù)據(jù)采集卡26，數(shù)據(jù)采集卡26通過控制器連接到傅立葉域光學(xué)相干斷層成像傳感器系統(tǒng)1的電流計(jì)組19。

該系統(tǒng)用來提供至少每秒七十個(gè)圖像幀；其中每個(gè)圖像幀的尺寸至少為1000×1024像素；且其中每個(gè)圖像幀都包括來自上述多普勒信息的流動(dòng)信息。

同時(shí)，該系統(tǒng)還可以用來提供多個(gè)圖像幀；其中圖像幀的尺寸至少為500×256×512體素；且其中每個(gè)圖像幀都包括來自上述多普勒信息的流動(dòng)信息。

所述平行處理器在具體應(yīng)用中可選擇為監(jiān)視器。所述光源11為SLED。

在本實(shí)施例中計(jì)算機(jī)25還使用了單獨(dú)的處理系統(tǒng)，

本發(fā)明的光學(xué)相干斷層成像系統(tǒng)包括一個(gè)傅立葉域光學(xué)相干斷層成像傳感器系統(tǒng)；一個(gè)信號(hào)處理系統(tǒng)，用來與傅立葉域光學(xué)相干斷層成像傳感系統(tǒng)通訊，來接受探測信號(hào)，并提供成像信號(hào)；以及一個(gè)圖像顯示系統(tǒng)，用來與信號(hào)處理系統(tǒng)通訊，來接受成像信號(hào)。信號(hào)處理系統(tǒng)包括一個(gè)平行處理器，用來實(shí)時(shí)計(jì)算來自探測信號(hào)的機(jī)構(gòu)信息和多普勒信息，從而讓成像信號(hào)能夠?qū)崟r(shí)顯示接受觀察的目標(biāo)的組合結(jié)構(gòu)和血流情況。