用于內(nèi)窺光學(xué)相干層析成像的小型化預(yù)標(biāo)定Lissajous掃描光纖探頭*

吳彤 霍文麒 黃蘊智 王吉明 顧曉蓉路元剛 赫崇君 劉友文?

1) (南京航空航天大學(xué)空間光電探測與感知工業(yè)和信息化部重點實驗室, 南京 210016)

2) (南京航空航天大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用物理系, 南京 211106)

基于非對稱光纖懸臂結(jié)構(gòu)的Lissajous掃描光纖探頭可實現(xiàn)低電壓驅(qū)動下的大范圍掃描成像.本文研究了全封裝的小型化預(yù)標(biāo)定Lissajous掃描光纖探頭.通過優(yōu)化設(shè)計與數(shù)值仿真, 選擇了能實現(xiàn)高填充率Lissajous掃描的正交諧振頻率, 確定了非對稱光纖懸臂的結(jié)構(gòu)參數(shù).全封裝探頭在5 mm工作距離處的焦點直徑為25 μm, 視場大小達(dá)到1.5 mm × 1.5 mm, 總剛性長度和外徑分別為35 mm和3.5 mm.研究了全封裝探頭掃描軌跡的穩(wěn)定性、可重復(fù)性與掃描成像的旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性.結(jié)合實驗室搭建的50 kHz掃頻光學(xué)相干層析(OCT)系統(tǒng), 對硬幣和生物組織進(jìn)行高質(zhì)量成像, 驗證了用于內(nèi)窺OCT成像的小型化預(yù)標(biāo)定Lissajous掃描光纖探頭具有良好的成像性能.

1 引 言

光學(xué)相干層析技術(shù)(optical coherence tomography, OCT)是近年來快速發(fā)展起來的一種醫(yī)學(xué)光學(xué)成像技術(shù)[1-3], 內(nèi)窺OCT能夠?qū)θ梭w內(nèi)部器官進(jìn)行非侵入、高速、高分辨率的光學(xué)層析成像.前視型探頭是內(nèi)窺OCT中的一項關(guān)鍵技術(shù), 能有效指導(dǎo)外科手術(shù), 在手術(shù)期間提供圖像引導(dǎo)并且給出詳細(xì)的組織結(jié)構(gòu)信息[4], 提高手術(shù)的成功率同時能夠降低術(shù)后并發(fā)癥及二次手術(shù)的概率, 在活體診斷等臨床應(yīng)用方面有著很廣闊的應(yīng)用前景.

前視型探頭可分為兩種, 即非諧振掃描內(nèi)窺探頭和光纖諧振掃描內(nèi)窺探頭.通過旋轉(zhuǎn)一對互成……