發(fā)布日期：2024-06-05 15:25:56 
光譜域OCT（SD-OCT）原理圖及信號(hào)處理
光學(xué)相干斷層掃描（Optical Coherence Tomography，OCT）是一種基于低相干干涉技術(shù)的成像方法。通過(guò)干涉儀將寬帶光源的光分成參考臂和樣品臂，樣品臂的光在樣品中反射和散射后，與參考臂的光在干涉儀中重新形成干涉信號(hào)。干涉信號(hào)的頻率強(qiáng)度和相位信息是樣品內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)的直接反映。為了從干涉信號(hào)中提取出深度信息，需要使用快速傅里葉變換（FFT）將波數(shù)域（k）數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到空間域（z）。FFT要求波數(shù)空間的采樣點(diǎn)必須是等間隔的，因此干涉光譜在波數(shù)空間的線性度——波數(shù)線性對(duì)OCT的成像質(zhì)量起到了至關(guān)重要的影響。
波數(shù)線性/非線性光譜儀的鏡面干涉信號(hào)與波數(shù)線性度
通過(guò)光譜儀采集得到的放置于一定深度的反射鏡干涉信號(hào)，可以直觀的發(fā)現(xiàn)波數(shù)線性光譜儀的干涉在整個(gè)光譜范圍內(nèi)是均勻的，經(jīng)過(guò)FFT后可以形成尖銳銳利的信號(hào)峰。而波數(shù)非線性光譜儀往往存在干涉疏密不均勻的現(xiàn)象，F(xiàn)FT后峰強(qiáng)降低、寬度展寬，這說(shuō)明波數(shù)非線性會(huì)使得OCT成像的信噪比和分辨率劣化。如果從定量的角度進(jìn)行分析，可以通過(guò)提取解纏（unwrap）鏡面干涉的相位信息，與光譜儀的像素坐標(biāo)進(jìn)行線性擬合，擬合的相關(guān)系數(shù)R2就代表了光譜儀的波數(shù)線性度。
波數(shù)線性/非線性光譜儀隨著深度增加信號(hào)的劣化
以反射鏡為例，通過(guò)測(cè)量不同鏡面位置的干涉信號(hào)直接FFT后的結(jié)果（Roll-off performance），可以看出波數(shù)線性光譜儀的在較大的成像深度內(nèi)分辨率都表現(xiàn)良好，而波數(shù)非線性光譜儀的分辨率隨著深度迅速展寬，二者的信噪比也存在著明顯的差距。
常規(guī)的光譜儀由于只使用了光柵作為色散器件，得到的OCT原始干涉光譜必然是波數(shù)非線性的，即使使用三次樣條（cubic spline）插值算法進(jìn)行軟件補(bǔ)償矯正，仍然存在著以下缺點(diǎn)：
·波數(shù)非線性矯正算法對(duì)數(shù)據(jù)處理計(jì)算負(fù)擔(dān)大，難以實(shí)現(xiàn)高速實(shí)時(shí)的成像
·不管是線性插值或是三次樣條插值都會(huì)引入額外的噪聲或偽影
·由于色散和波數(shù)非線性的耦合效應(yīng)，在OCT系統(tǒng)中難以獲取精確的插值坐標(biāo)參數(shù)
如果使用特殊的光學(xué)設(shè)計(jì)，可以在硬件上進(jìn)行波數(shù)非線性的矯正，這樣的波數(shù)線性O(shè)CT光譜儀，得到的原始干涉光譜可以直接進(jìn)行FFT（類似于掃頻OCT系統(tǒng)中經(jīng)過(guò)k-clock采集到的干涉信號(hào)），可以實(shí)現(xiàn)高速實(shí)時(shí)成像，具有良好的信噪比和縱向分辨率。
產(chǎn)品推薦：鑒知技術(shù)ST830E 光譜儀
鑒知技術(shù)ST830E OCT光譜儀是一款高速、穩(wěn)定的商用OCT光譜儀。可用于血流動(dòng)力學(xué)和振動(dòng)測(cè)量、真皮脈管系統(tǒng)成像、脈絡(luò)膜結(jié)構(gòu)、結(jié)晶晶體等內(nèi)部3D成像，提供高速、清晰、一定深度的3D成像。
ST830E 可省去Camera-Link采集卡的成本，配有即插即用的USB3.0接口，讓用戶在筆記本即可實(shí)現(xiàn)高分辨率、高速成像。
ST830E OCT光譜儀
技術(shù)特點(diǎn)
·特殊光路設(shè)計(jì)，硬件上可實(shí)現(xiàn)波數(shù)等間隔采樣
·干涉光譜可直接FFT，無(wú)需波數(shù)重采樣算法，極大降低數(shù)據(jù)處理復(fù)雜度，提升了系統(tǒng)的信噪比
·業(yè)界領(lǐng)先的線掃描速率：高達(dá)250kHz
·USB3.0 接口可實(shí)現(xiàn)20-130kHz 掃描速率，OEM 更加高效簡(jiǎn)單
·波長(zhǎng)范圍、相機(jī)均可根據(jù)需求定制
·工藝穩(wěn)固成熟，無(wú)需頻繁校準(zhǔn)
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