斑点OCT图像中相位不稳定性机制分析与高精度位移估计新方法

《Nature Communications》：Insight into phase-sensitive optical coherence tomography displacement measurement

　　

摘要

相位敏感光学相干层析成像（OCT）通过重复采集之间的相位差来测量运动，支持多普勒OCT和光学相干弹性成像（OCE）等技术。最近的一项数值和实验研究表明，即使没有噪声，在暗斑点区域位移估计的准确性也较低。在此，我们从解析上证明了为什么在斑点OCT图像中位移不与相位差成正比。我们推导了一个包含超越传统线性项的高阶项的压缩OCE展开式，并表明忽略这些高阶项会引入随深度和应变不连续量增加而增大的误差。我们还识别出两种破坏相位线性的现象，其中一种会产生类似相位缠绕事件的特征，可能通过相位解缠绕技术加以缓解。最后，我们提出了一种克服这些局限性并实现比传统方法低两个数量级误差的位移估计方法。这些相位不稳定发现可能会重塑压缩OCE以外的运动测量，包括动态OCT。