用于显微内镜的超低剖面双波长空间频域成像

亟需一种可经内镜部署的、具成本效益的定量成像工具，以更好地检测早期胃肠道癌。空间频域成像（SFDI）是一种低成本成像技术，可生成吸收系数与约化散射系数的近实时定量图，但大多数实现方式体积庞大，仅适用于体外。我们提出了一种超低剖面 SFDI 系统，由光纤阵列（直径 0.125 mm）和微型相机（1×1 mm 封装）组成，替代了传统笨重组件，尤其是投影仪。原型外径为 3 mm，但各组件尺寸可支持未来封装至 <1.5 mm 直径。我们开发了相位跟踪算法，以 3 个等间隔相移的快速条纹投影提取图像，从而进行 SFDI 解调。为验证性能，我们首先证明超低剖面系统与传统台式 SFDI 系统在定量光学特性恢复上具可比性，吸收与约化散射的一致度分别为 15% 和 6%。接着，我们展示在 515 nm 与 660 nm 双波长下同时对仿组织体模的吸收与约化散射成像，在模拟组织类型（健康与肿瘤）间提供增强对比度。该装置有望作为成本效益高的定量成像工具，检测光学吸收与散射的变化以作为癌症指征。