基于光学相干层析术的人体血流速度研究(3)
测量时特别有用 。 为了获得二文影像的数据 , 在一系列高速 、 连续运动进行纵向
扫描时 , 光束要在扫描之间做侧向移动 。 图像的侧向分辨率由光束在样品中的直
径所限制 。 在样品中光反射边缘的测量在周围没有强反射的情况下 , 定位的精度
可以控制在 2 微米以内 。 由于 OCT 图像只是确定样品中某一兴趣点的深度和横向位
置 [6]
, 可以看作为一个灰度蔽伪彩影像 ( 暖色彩代表高反射区域 , 冷色彩代表低
反射或不反射区域 ), 这样它在图像重建时所需的计算量比 X 线 CT 和 MRI 少得多。
OCT 对反射光信号有着极高的灵敏度 , 对于仅 20 微瓦的入射光功率 , 系统可
以以 10fw 的灵敏度探测到 10
5*10 −
瓦的人射强度。这样的高灵敏度由光外差探侧
得到。光外差探侧信号比直接探测高到 7-8 个数量级 , 光外差探测器输出的中频
功率正比于信号和本振光平均功率的乘积 ； 而直接探测器的输出正比于信号的平
均功率 , 当光信号功率很少时就不能检测到 。 而光外差检侧器 , 尽管在信号光功
率非常少 , 只要本振光功率足够大 , 仍能得到可观的功率输出 , 同时光外差技
术抑制噪声 , 大大提高了信号的信躁比。
光干涉信号被多普勒移相和正弦压电调制在一个很高的频率上 。 参考反射镜
被固定在一步进电机上以每秒 1.6mm 的运动作纵向扫描同时也产生一个 3.8KHZ 多
普勒频移 。 使信号光和参考光束之间形成差频干涉 , 从而避开探测器的低频噪声
带 , 通过电子技术处理使光源器声只改变信噪比 , 而不影响干涉输出数据 。 采集
臂的光纤在压电传感器作用下 , 给采样光信号的提供 21.2KHZ 正弦相位调制 , 使
相干光束间的相位差作周期性变化 , 从而形成正弦波相位调制 。 在一系列纵向扫
描后进行侧向光束位置移动 , 完成信号的整个采集过程 。 当二路符合干涉条件光
信号被探侧器输人后 , 以 25KHZ 的解调复原干涉信号幅度输出。这样通过调制和
解调后加一特定带宽滤波器处理 , 可大大去除其他噪声的干扰 , 同时由于光外
差检测方法对光强波动和低噪声不敏感 , 可提高整个系统的信噪比（ 96db ） 。最
后经 A/D 转换存储在计算机中 , 进行图像重建处理形成二文图像。
成像图像地时间由纵向扫描速度所决定的 。 如以 1.6mm/s 的扫描速度 , 在 2mm
深度做 150 个点的纵向扫描 , 最低的成像时间为 190 秒 。 同时成像时间也受系统探
测灵敏度和信号带宽折中考虑而影响。如果人射光功率 (ANSI 允许眼部最大安全
曝照剂量 ) 为 200 微瓦 , 以光学摄影的信噪比条件下 ,OCT 成像时间仅为 200ms 。当
然在更小部位和粗糙的图像情况下可以更快。在非眼部的 OCT 成像中 , 由于允许
人射光的功率可以加大 , 成像故而较短 [7]
。1 1 1 1 ． ． ． ． 4 4 4 4 透射光相干层析成像 透射光相干层析成像 透射光相干层析成像 透射光相干层析成像
美国 Michael.R.Hee 等人 1993 年发表的研究成果。用 80MHZ 的锁模 2 3 TiAl O 激
光器产生波长为 830nm 的超短光脉冲 (50 ∼ 400fs), 并耦合到纤文光学马赫一泽
德干涉仪中 , 使参考延迟反射镜后向反射的光与通过样品的透射光汇合 , 观测
其干涉现象 。 比较迈克尔干涉仪的优点其在于 ： 可以避免干涉光路中的光再反射
回光源 , 降低对光源的影响 , 有利于降低光源的不稳定噪声 , 并且可以获得双
路互补干涉输出 , 便于信号接收和处理。这个系统能探测到入射光功率为134.5 10 −
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