生(shēng)物(wù)組織的高分(fēn)辨率 3D 成像通過光學相幹斷層掃描 (OCT) 技術，廣泛用于眼部疾病的診斷。OCT 測試已成爲評估和治療大(dà)多數視網膜疾病的護理标準。它與超聲波相媲美，不同的是， OCT 使用光而不是聲音，從而實現更清晰、更清晰的分(fēn)辨率。

在一(yī)個典型的OCT系統中(zhōng)，使用分(fēn)束器将來自寬帶光源的光信号分(fēn)爲采樣臂信号和參考臂信号。将這兩種信号組合起來，并通過檢測器組件檢測幹擾信号。有些系統采用波長調諧光源，稱爲“swept source” OCT (SS-OCT)。同時，将固定寬帶信号在空間上分(fēn)散并使用光譜儀檢測的系統稱爲Fourier Domain OCT (FD-OCT)。

當信号通過具有各向異性特性的材料傳輸時，SS-OCT和FD-OCT技術都會受到光信号偏振變化的影響，這意味着從不同方向測量時，它們的值不同。這會導緻僞影，影響圖像質量，從而影響醫生(shēng)對疾病的診斷。

減少偏振僞影

在 Max-Planck-Gesellschaft 和馬薩諸塞州總醫院的資(zī)助下(xià)，一(yī)組研究人員(yuán)爲基于光譜儀的 FD-OCT 系統開(kāi)發了一(yī)種偏振不敏感檢測裝置 (PIDU)，該系統極大(dà)地減少了 OCT 圖像中(zhōng)與偏振相關的僞影。該光譜儀采用衍射光栅（設置爲每毫米 1200  lines）、80mm鏡頭和分(fēn)辨率爲 2048像素的線掃描相機。

 BitFlow Axion-CL CameraLink圖像采集卡以 100kHz 的線掃描速度收集來自光譜儀的數據。Axion-CL支持單個Base CameraLink相機、通過Camera Link供電(PoCL)，并可在 85MHz下(xià)采集多達 24 bits。圖像采集卡受益于 PCIe Gen 2 接口和專爲滿載計算機優化的 DMA。Axion-CL 收集的數據在 LabVIEW 軟件上進行處理。

爲了證明生(shēng)物(wù)組織中(zhōng)的原理，研究人員(yuán)對雞胸肉進行了成像，因爲它具有高雙折射。分(fēn)别在有、無PIDU的兩種OCT系統中(zhōng)進行了測試。在成像過程中(zhōng)，組織被握在手中(zhōng)并不斷地操縱以模拟真實的臨床狀況。采集圖像并記錄 10 秒。

對于沒有 PIDU 的 OCT 系統，觀察到樣品的亮帶和暗帶不斷波動，這可歸因于樣品光中(zhōng)偏振相關的相位變化。然而，帶有 PIDU 的 OCT 系統顯示圖像僞影并不明顯，從而使醫生(shēng)觀察的圖像更加準确。研究人員(yuán)在仔細檢查中(zhōng)發現，光強度的變化不僅來自于組織的光，還來自于未與組織接觸的膠囊内壁的光。這支持了偏振僞影不僅來自組織樣本，還可能來自系統本身的觀點。

研究人員(yuán)認爲，他們的新設計将特别适用于樣品臂在探針引入過程中(zhōng)不斷運動或受到蠕動運動的臨床環境中(zhōng)。進一(yī)步的研究将會在其他生(shēng)物(wù)組織中(zhōng)進行。

采用偏振不敏感檢測方案的 FD-OCT 系統的示意圖

（SMF：單模光纖，Cr：循環器，BS：分(fēn)束器，PC：偏振控制器，Co：準直器，NDF：中(zhōng)性密度濾光片，M：反射鏡，MPU：電機功率單元，EC：電氣連接，MW：電機線， PBS：偏振分(fēn)束器，OS：光開(kāi)關，G：光栅，L：透鏡，LSC：線掃描相機）

（左）使用不帶 PIDU 的 OCT 系統采集的雞胸組織圖像；

（右）使用帶 PIDU 的 OCT 系統采集的雞胸組織的圖像