光学相干断层成像

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背景

光学相干断层成像（OCT）是一种能够以非侵入方式对半透明物体进行深层成像的技术。OCT技术在许多生物医学成像应用中发挥巨大作用。

技术

目前最流行的OCT技术就是“扫频光学相干断层成像”（即swept source optical coherence tomography，SS-OCT）技术。SS-OCT使用扫频激光器（即波长随时间变化的激光器）照射样品以及参考镜，然后将两束返回光互相干涉所得的时域干涉波形转换为电信号波形，再对该电信号波形做数字采样及数据处理，以获取样品的内部结构图像。

典型SS-OCT系统

ALAZARTECH的优势

OCT用户通过AlazarTech提供的数字采集卡（也称A/D板），可将上述电信号波形数字化采集到计算机，随后在自定义的成像软件中轻松获取样品的实时图像。

双端口存储器

传统的数字采集卡无法将数据流连续地传输到计算机应用程序。这意味着用户只能先获取数据的一段快照（snapshot）,再将其传输到计算机应用程序，然后获取下一个快照……。这导致部分宝贵的数据丢失，以及图像帧率的降低。这种数字采集卡仅可用于算法开发阶段，但不能用于临床中使用的OCT设备。

基于AlazarTech的双端口存储器技术，用户能够将数据流连续地传输到计算机应用程序，同时可确保没有数据丢失，并为临床医生提供最快的图像帧率。

变频外部时钟

SS-OCT系统需要采集波数空间（wavenumber-space，又称k-space）中的干涉信号，即采样时间点与扫频光源输出光的波数成线性关系。 有两种方法可以实现这一点：

• 重采样

  使用恒定频率的时钟对电信号进行采样，然后使用软件算法对其进行重采样（re-sampling），使结果在波数空间中呈线性关系。该方法的缺点是需要软件进行大量运算，并且需要已知扫频激光器的输出特性。

• 变频外部时钟

  大多数扫频激光器提供波数时钟（即k-clock，或称为k-Trigger，是一种频率随时间变化的时钟）输出，其频率与扫频激光器输出光的波数成正比例。如果将此时钟用作采样时钟，则采集卡采集数据在K空间里就是线性的。

用于OCT的AlazarTech数字采集卡能够接受变频外部时钟作为采样时钟。然而，市场上几乎所有其它采集卡都不支持变频外部时钟采样。

忽略无效时钟

AlazarTech数字采集卡支持变频外部时钟作为采样时钟，该时钟通常是满足特定条件的波数时钟（k-clock）。对于复杂的实际情况：有些扫频激光源输出的k-clock含有非常窄的毛刺，另一些扫频激光源则在扫描周期的部分时间内关闭k-clock输出。

AlazarTech数字采集卡能够忽略k-clock中的那些无效信号，确保采集过程顺利进行。

ON FPGA FFT

AlazarTech有些型号的采集卡包含基于FFT功能设计的FPGA模块，可提供处理OCT图像数据所必要的加窗函数、FFT（快速傅里叶变换运算）、求模函数以及取对数功能，板载FFT运算可以减少下游信号处理的瓶颈，用户可以不用为FFT运算选择强劲的CPU或GPU。