一种测量耳振动的方法及装置与流程

本发明实施例涉及振动测量的技术领域，尤其涉及一种测量耳振动的方法及装置。

背景技术：

对于听力障碍的诊断，现有的诊断手段主要为在外耳道进行的间接测量，无法区分病变位置，对于中耳听骨链振动情况只能在手术将颞骨打开以后才能用激光测振仪检测，这对于确定合适的中耳重建方案有很大的影响。因此，临床急需一种可以无损地透过鼓膜对听骨链振动情况进行无损检测的办法。

技术实现要素：

本发明实施例的目的在于提出一种测量耳振动的方法及装置，旨在解决如何改变目前耳科临床对中耳功能只能间接检测的问题。

为达此目的，本发明实施例采用以下技术方案：

第一方面，一种测量耳振动的方法，所述方法包括：

通过超辐射发光二极管SLD发射近红外光，并将所述近红外光通过光环行器OC传输至样品臂和参考臂；

所述参考臂的光通过一对透镜聚焦在所述参考镜，所述样品臂的光通过光钎输入手持式的探头并通过所述探头中的扫描镜头和中继镜扫描至鼓膜和鼓膜下方的镫骨头；

从所述样品臂和所述参考臂返回的光通过光钎耦合器传输至所述OC；

通过镜头和光栅散射投影到线阵相机，所述线阵相机通过数字接口与计算机上的采集卡相连。

优选地，所述从所述样品臂和所述参考臂返回的光通过光钎耦合器传输至所述OC，包括：

从所述样品臂和所述参考臂返回的光产生干涉信号，所述干涉信号通过所述光钎耦合器传输至所述OC，所述干涉信号为：

$S\left(\mathrm{\λ}\right)=2P\left(\mathrm{\λ}\right)\sqrt{R_s{R}_r}cos(2\mathrm{\π}\mathrm{\Δ}L/\mathrm{\λ});$

S(λ)＝S(1/λ)∝A cos(2πΔL/λ)；

其中，P(λ)是光源的功率，R_s和R_r分别是所述样品臂和所述参考臂的反射系数，ΔL是组织深度Z_s与组织表面的光程和，相对于所述参考臂光程的差，n_s是样品的折射系数。

优选地，所述从所述样品臂和所述参考臂返回的光通过光钎耦合器传输至所述OC之后，还包括：

对所述S(1/λ)信号进行傅立叶变换F(ΔL)＝F(Z_s)＝fft(S(1/λ))；

F(ΔL)的幅值的平方R(Z_s)＝k·abs(F²(Z_s))为在Z_s点组织的反射系数；

其中，是矫正常数。

优选地，所述通过镜头和光栅散射投影到线阵相机，所述线阵相机通过数字接口与计算机上的采集卡相连之后，还包括：

在预设(x,y)，通过所述线阵相机采集S(λ)，获取时间序列S(λ,t),所述S(λ,t)的傅立叶变换是F(Z_S，t)。

优选地，所述通过傅里叶变换得到的相位为：

$\mathrm{\φ}\left(t\right)=\frac{4\mathrm{\π}n}{\mathrm{\λ}}(Z_s+Acos(2{\mathrm{\πf}}_{vib}t\left)\right)=\frac{4{\mathrm{\πnZ}}_s}{\mathrm{\λ}}+\frac{4\mathrm{\π}n}{\mathrm{\λ}}Acos\left(2{\mathrm{\πf}}_{vib}t\right);$

对所述φ(t)的差分去除振动无关项

其中，A(f_vib)＝fft(A sin(2πf_vibt))。

第二方面，一种测量耳振动的装置，所述装置包括：

第一传输模块，用于通过超辐射发光二极管SLD发射近红外光，并将所述近红外光通过光环行器OC传输至样品臂和参考臂；

聚焦模块，用于所述参考臂的光通过一对透镜聚焦在所述参考镜，所述样品臂的光通过光钎输入手持式的探头并通过所述探头中的扫描镜头和中继镜扫描至鼓膜和鼓膜下方的镫骨头；

第二传输模块，用于从所述样品臂和所述参考臂返回的光通过光钎耦合器传输至所述OC；

投影模块，用于通过镜头和光栅散射投影到线阵相机，所述线阵相机通过数字接口与计算机上的采集卡相连。

优选地，所述第二传输模块，用于：

从所述样品臂和所述参考臂返回的光产生干涉信号，所述干涉信号通过所述光钎耦合器传输至所述OC，所述干涉信号为：

$S\left(\mathrm{\λ}\right)=2P\left(\mathrm{\λ}\right)\sqrt{R_s{R}_r}cos(2\mathrm{\π}\mathrm{\Δ}L/\mathrm{\λ});$

S(λ)＝S(1/λ)∝A cos(2πΔL/λ)；

其中，P(λ)是光源的功率，R_s和R_r分别是所述样品臂和所述参考臂的反射系数，ΔL是组织深度Z_s与组织表面的光程和，相对于所述参考臂光程的差，n_s是样品的折射系数。

优选地，所述装置还包括：

第一变换模块，用于对所述S(1/λ)信号进行傅立叶变换F(ΔL)＝F(Z_s)＝fft(S(1/λ))；

F(ΔL)的幅值的平方R(Z_s)＝k·abs(F²(Z_s))为在Z_s点组织的反射系数；

其中，是矫正常数。

优选地，所述装置还包括：

第二变换模块，用于在预设(x,y)，通过所述线阵相机采集S(λ)，获取时间序列S(λ,t),所述S(λ,t)的傅立叶变换是F(Z_S，t)。

优选地，所述第二变换模块，用于：

通过傅里叶变换得到的相位为：

$\mathrm{\φ}\left(t\right)=\frac{4\mathrm{\π}n}{\mathrm{\λ}}(Z_s+Acos(2{\mathrm{\πf}}_{vib}t\left)\right)=\frac{4{\mathrm{\πnZ}}_s}{\mathrm{\λ}}+\frac{4\mathrm{\π}n}{\mathrm{\λ}}Acos\left(2{\mathrm{\πf}}_{vib}t\right);$

对所述φ(t)的差分去除振动无关项

其中，A(f_vib)＝fft(A sin(2πf_vibt))。

本发明实施例提供一种测量耳振动的方法及装置，通过超辐射发光二极管SLD发射近红外光，并将所述近红外光通过光环行器OC传输至样品臂和参考臂；所述参考臂的光通过一对透镜聚焦在所述参考镜，所述样品臂的光通过光钎输入手持式的探头并通过所述探头中的扫描镜头和中继镜扫描至鼓膜和鼓膜下方的镫骨头；从所述样品臂和所述参考臂返回的光通过光钎耦合器传输至所述OC；通过镜头和光栅散射投影到线阵相机，所述线阵相机通过数字接口与计算机上的采集卡相连，利用宽带光源的低相干特性以及近红外光对组织的穿透能力，对生物组织的内部微观结构进行高分辨率层析成像的技术已经发展到振动测量，并成功运用于对耳蜗内部振动测量，因此能改变目前耳科临床对中耳功能只能间接检测的现状。

附图说明

图1是本发明实施例测量耳振动的方法第一实施例的流程示意图；

图2是本发明实施例测量耳振动的方法第二实施例的流程示意图；

图3是本发明实施例测量耳振动的方法第三实施例的流程示意图；

图4是本发明实施例测量耳振动的装置的功能模块示意图；

图5是本发明实施例测量耳振动的装置的另一功能模块示意图；

图6是本发明实施例测量耳振动的装置的另一功能模块示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明实施例作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明实施例，而非对本发明实施例的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明实施例相关的部分而非全部结构。

实施例一

参照图1，图1是本发明实施例测量耳振动的方法第一实施例的流程示意图。

在第一实施例中，该测量耳振动的方法包括：

步骤101，通过超辐射发光二极管SLD发射近红外光，并将所述近红外光通过光环行器OC传输至样品臂和参考臂；

步骤102，所述参考臂的光通过一对透镜聚焦在所述参考镜，所述样品臂的光通过光钎输入手持式的探头并通过所述探头中的扫描镜头和中继镜扫描至鼓膜和鼓膜下方的镫骨头；

步骤103，从所述样品臂和所述参考臂返回的光通过光钎耦合器传输至所述OC；

优选地，所述从所述样品臂和所述参考臂返回的光通过光钎耦合器传输至所述OC，包括：

从所述样品臂和所述参考臂返回的光产生干涉信号，所述干涉信号通过所述光钎耦合器传输至所述OC，所述干涉信号为：

$S\left(\mathrm{\λ}\right)=2P\left(\mathrm{\λ}\right)\sqrt{R_s{R}_r}cos(2\mathrm{\π}\mathrm{\Δ}L/\mathrm{\λ});$

S(λ)＝S(1/λ)∝Acos(2πΔL/λ)；

其中，P(λ)是光源的功率，R_s和R_r分别是所述样品臂和所述参考臂的反射系数，ΔL是组织深度Z_s与组织表面的光程和，相对于所述参考臂光程的差，n_s是样品的折射系数。

步骤104，通过镜头和光栅散射投影到线阵相机，所述线阵相机通过数字接口与计算机上的采集卡相连。

本发明实施例提供一种测量耳振动的方法，通过超辐射发光二极管SLD发射近红外光，并将所述近红外光通过光环行器OC传输至样品臂和参考臂；所述参考臂的光通过一对透镜聚焦在所述参考镜，所述样品臂的光通过光钎输入手持式的探头并通过所述探头中的扫描镜头和中继镜扫描至鼓膜和鼓膜下方的镫骨头；从所述样品臂和所述参考臂返回的光通过光钎耦合器传输至所述OC；通过镜头和光栅散射投影到线阵相机，所述线阵相机通过数字接口与计算机上的采集卡相连，利用宽带光源的低相干特性以及近红外光对组织的穿透能力，对生物组织的内部微观结构进行高分辨率层析成像的技术已经发展到振动测量，并成功运用于对耳蜗内部振动测量，因此能改变目前耳科临床对中耳功能只能间接检测的现状。

实施例二

参考图2，图2是本发明实施例测量耳振动的方法第二实施例的流程示意图。

在图2中，所述测量耳振动的方法包括：

步骤201，通过超辐射发光二极管SLD发射近红外光，并将所述近红外光通过光环行器OC传输至样品臂和参考臂；

步骤202，所述参考臂的光通过一对透镜聚焦在所述参考镜，所述样品臂的光通过光钎输入手持式的探头并通过所述探头中的扫描镜头和中继镜扫描至鼓膜和鼓膜下方的镫骨头；

步骤203，从所述样品臂和所述参考臂返回的光通过光钎耦合器传输至所述OC；

步骤204，对所述S(1/λ)信号进行傅立叶变换F(ΔL)＝F(Z_s)＝fft(S(1/λ))；F(ΔL)的幅值的平方R(Z_s)＝k·abs(F²(Z_s))为在Z_s点组织的反射系数；其中，是矫正常数；

步骤205，通过镜头和光栅散射投影到线阵相机，所述线阵相机通过数字接口与计算机上的采集卡相连。

实施例三

参考图3，图3是本发明实施例测量耳振动的方法第三实施例的流程示意图。

在实施例一的基础上，所述测量耳振动的方法包括：

步骤301，通过超辐射发光二极管SLD发射近红外光，并将所述近红外光通过光环行器OC传输至样品臂和参考臂；

步骤302，所述参考臂的光通过一对透镜聚焦在所述参考镜，所述样品臂的光通过光钎输入手持式的探头并通过所述探头中的扫描镜头和中继镜扫描至鼓膜和鼓膜下方的镫骨头；

步骤303，从所述样品臂和所述参考臂返回的光通过光钎耦合器传输至所述OC；

步骤304，通过镜头和光栅散射投影到线阵相机，所述线阵相机通过数字接口与计算机上的采集卡相连；

步骤305，在预设(x,y)，通过所述线阵相机采集S(λ)，获取时间序列S(λ，t),所述S(λ，t)的傅立叶变换是F(Z_S，t)。

其中，通过傅里叶变换得到的相位为：

$\mathrm{\φ}\left(t\right)=\frac{4\mathrm{\π}n}{\mathrm{\λ}}(Z_s+Acos(2{\mathrm{\πf}}_{vib}t\left)\right)=\frac{4{\mathrm{\πnZ}}_s}{\mathrm{\λ}}+\frac{4\mathrm{\π}n}{\mathrm{\λ}}Acos\left(2{\mathrm{\πf}}_{vib}t\right);$

对所述φ(t)的差分去除振动无关项

其中，A(f_vib)＝fft(A sin(2πf_vibt))。

实施例四

参考图4，图4是本发明实施例测量耳振动的装置的功能模块示意图。

在实施例四中，所述测量耳振动的装置包括：

第一传输模块401，用于通过超辐射发光二极管SLD发射近红外光，并将所述近红外光通过光环行器OC传输至样品臂和参考臂；

聚焦模块402，用于所述参考臂的光通过一对透镜聚焦在所述参考镜，所述样品臂的光通过光钎输入手持式的探头并通过所述探头中的扫描镜头和中继镜扫描至鼓膜和鼓膜下方的镫骨头；

第二传输模块403，用于从所述样品臂和所述参考臂返回的光通过光钎耦合器传输至所述OC；

优选地，所述第二传输模块403，用于：

从所述样品臂和所述参考臂返回的光产生干涉信号，所述干涉信号通过所述光钎耦合器传输至所述OC，所述干涉信号为：

$S\left(\mathrm{\λ}\right)=2P\left(\mathrm{\λ}\right)\sqrt{R_s{R}_r}cos(2\mathrm{\π}\mathrm{\Δ}L/\mathrm{\λ});$

S(λ)＝S(1/λ)∝A cos(2πΔL/λ)；

其中，P(λ)是光源的功率，R_s和R_r分别是所述样品臂和所述参考臂的反射系数，ΔL是组织深度Z_s与组织表面的光程和，相对于所述参考臂光程的差，n_s是样品的折射系数。

投影模块404，用于通过镜头和光栅散射投影到线阵相机，所述线阵相机通过数字接口与计算机上的采集卡相连。

本发明实施例提供一种测量耳振动的装置，通过超辐射发光二极管SLD发射近红外光，并将所述近红外光通过光环行器OC传输至样品臂和参考臂；所述参考臂的光通过一对透镜聚焦在所述参考镜，所述样品臂的光通过光钎输入手持式的探头并通过所述探头中的扫描镜头和中继镜扫描至鼓膜和鼓膜下方的镫骨头；从所述样品臂和所述参考臂返回的光通过光钎耦合器传输至所述OC；通过镜头和光栅散射投影到线阵相机，所述线阵相机通过数字接口与计算机上的采集卡相连，利用宽带光源的低相干特性以及近红外光对组织的穿透能力，对生物组织的内部微观结构进行高分辨率层析成像的技术已经发展到振动测量，并成功运用于对耳蜗内部振动测量，因此能改变目前耳科临床对中耳功能只能间接检测的现状。

实施例五

参考图5，图5是本发明实施例测量耳振动的装置的功能模块示意图。

在实施例五中，所述测量耳振动的装置包括：

第一传输模块501，用于通过超辐射发光二极管SLD发射近红外光，并将所述近红外光通过光环行器OC传输至样品臂和参考臂；

聚焦模块502，用于所述参考臂的光通过一对透镜聚焦在所述参考镜，所述样品臂的光通过光钎输入手持式的探头并通过所述探头中的扫描镜头和中继镜扫描至鼓膜和鼓膜下方的镫骨头；

第二传输模块503，用于从所述样品臂和所述参考臂返回的光通过光钎耦合器传输至所述OC；

第一变换模块504，用于对所述S(1/λ)信号进行傅立叶变换F(ΔL)＝F(Z_s)＝fft(S(1/λ))；F(ΔL)的幅值的平方R(Z_s)＝k·abs(F²(Z_s))为在Z_s点组织的反射系数；其中，是矫正常数；

投影模块505，用于通过镜头和光栅散射投影到线阵相机，所述线阵相机通过数字接口与计算机上的采集卡相连；

实施例六

参考图6，图6是本发明实施例测量耳振动的装置的功能模块示意图。

在实施例六中，所述测量耳振动的装置包括：

第一传输模块601，用于通过超辐射发光二极管SLD发射近红外光，并将所述近红外光通过光环行器OC传输至样品臂和参考臂；

聚焦模块602，用于所述参考臂的光通过一对透镜聚焦在所述参考镜，所述样品臂的光通过光钎输入手持式的探头并通过所述探头中的扫描镜头和中继镜扫描至鼓膜和鼓膜下方的镫骨头；

第二传输模块603，用于从所述样品臂和所述参考臂返回的光通过光钎耦合器传输至所述OC；

投影模块604，用于通过镜头和光栅散射投影到线阵相机，所述线阵相机通过数字接口与计算机上的采集卡相连；

第二变换模块605，用于在预设(x,y)，通过所述线阵相机采集S(λ)，获取时间序列S(λ，t),所述S(λ，t)的傅立叶变换是F(Z_S，t)。

优选地，通过傅里叶变换得到的相位为：

$\mathrm{\φ}\left(t\right)=\frac{4\mathrm{\π}n}{\mathrm{\λ}}(Z_s+Acos(2{\mathrm{\πf}}_{vib}t\left)\right)=\frac{4{\mathrm{\πnZ}}_s}{\mathrm{\λ}}+\frac{4\mathrm{\π}n}{\mathrm{\λ}}Acos\left(2{\mathrm{\πf}}_{vib}t\right);$

对所述φ(t)的差分去除振动无关项

其中，A(f_vib)＝fft(A sin(2πf_vibt))。

以上结合具体实施例描述了本发明实施例的技术原理。这些描述只是为了解释本发明实施例的原理，而不能以任何方式解释为对本发明实施例保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明实施例的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明实施例的保护范围之内。