一种导管偏振敏感光学相干层析成像解调用光谱整形方法与流程

本发明涉及导管光学相干层析成像(opticalcoherencetomography,oct)覆盖心血管、脑血管等导管成像领域，尤其涉及一种导管偏振敏感oct(polarization-sensitiveoct)即ps-oct图像中解调样品的双折射信息，具体地说是一种导管偏振敏感光学相干层析成像解调用光谱整形方法。

背景技术：

导管oct成像技术是目前图像分辨率最高的血管成像方法，尤其是导管ps-oct成像技术，能够解决动脉粥样硬化斑块的稳定性难以在体、实时、快速判断的医学难题，能够提高动脉粥样硬化类疾病的防治效果。然而现有oct系统在分辨率上已经达到了可能判断组织斑块性质的水平，但在组织穿透能力、图像清晰度和组织斑块类型判断的准确性上仍有不足，采用ps-oct技术，改善相关技术性能是oct系统发展的关键方向，也是解决前述关键科学问题的必由之路。

在导管oct方面，导管ps-oct是导管oct技术的延伸，它提供了一种组织双折射性质的定量测量方法。光的双折射改变了光的偏振态且能够与具有定向结构的蛋白质和生物大分子如胶原蛋白、肌动蛋白等相关。导管ps-oct增强的双折射现象与大量的厚胶原蛋白纤维或内膜平滑肌细胞的存在密切有关，因此导管ps-oct成像的高分辨率探测可应用于增强后的斑块稳定性测量。此外，导管ps-oct系统具有评估斑块胶原蛋白和区分正常内膜、纤维斑块、脂质斑块和钙化斑块等方面的潜质。

为此设计了相应的导管偏振敏感光学相干层析成像系统及解调方法，在系统中光源采用快速扫描光源，系统中采用保偏光纤产生正交偏振态的延迟，通过偏振分束器进行偏振分集采集，在一幅图像中同时呈现正交两种输入偏振态的偏振分集成像。解调方法上通过偏振调平、背景信号消除、光谱整形、双态色散消除、插值傅里叶变换、参考面选取、偏振结算、极坐标转换为笛卡尔坐标等一系列步骤最终实现血管双折射成像。而光谱整形直接影响到解调的准确性和效率的提高。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有的oct导管光学相干层析成像系统只能获取血管强度信息的问题，发明一种导管偏振敏感光学相干层析成像解调用光谱整形方法。

本发明的技术方案是：

一种导管偏振敏感光学相干层析成像解调用光谱整形方法,其特征是通过信号加窗的方式实现时频局域化，信号加窗可以修正频谱泄漏的问题，选取不同的窗函数最终会影响分辨率和信噪比，因此，通过选取不同的窗函数，计算分辨率和信噪比，以选取出最优的光谱整形方案。

让k域的干涉信号通过一个余弦锥形(cosinetapered)窗进行信号加窗，加窗信号表示为：

其中y代表输出序列，即加窗后的x序列，n是x序列中元素的数量，r是锥形部分的总长度与信号总长度的比率，m的取值方式为向下取整；当r≤0时，该窗相当于矩形(rectangular)窗；r≥1时，该窗相当于汉宁(hanning)窗，通过设置目标分辨率要求，将n和r根据上述流程遍历即可。

本发明的有益效果：

本发明有利于提高导管偏振敏感光学相干层析成像解调效率和准确性，为解调的正常进行奠定基础。

附图说明

图1与本发明相关的导管偏振敏感光学相干层析成像解调流程图。

图2是本发明的光谱整形流程图。

图3是本发明的余弦锥形窗示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1-3所示。

一种导管偏振敏感光学相干层析成像解调方法，如图1所示，它包括以下步骤：偏振调平、背景信号消除、光谱整形、双态色散消除、插值傅里叶变换、参考面选取、偏振结算、极坐标转换为笛卡尔坐标等一系列步骤最终实现血管双折射成像。其中的光谱整形是通过信号加窗的方式实现时频局域化，另一方面，信号加窗可以修正频谱泄漏的问题。在oct系统中，选取不同的窗函数最终会影响分辨率和信噪比。因此，可以通过选取不同的窗函数，计算分辨率和信噪比，以选取出最优的光谱整形方案，如图2所示。

通过实验发现，在偏振oct系统中，让k域的干涉信号通过一个余弦锥形(cosinetapered)窗比较容易得到较好结果，该窗信号可以表示为：

其中y代表输出序列，即加窗后的x序列，n是x序列中元素的数量，r是锥形部分的总长度与信号总长度的比率，m的取值方式为向下取整。当r≤0时，该窗相当于矩形(rectangular)窗。r≥1时，该窗相当于汉宁(hanning)窗，余弦锥形窗的示意图如图3所示.。针对不同系统，只要设置好合理的目标分辨率要求，将n和r根据上述流程遍历即可。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。