光學(xué)相干層析成像系統(tǒng)與像質(zhì)改善方法研究.pdf

1、光學(xué)相干層析術(shù)(Optical Coherence Tomography，OCT)是一種類似于超聲成像的生物醫(yī)學(xué)成像技術(shù)，它以光波替代超聲波，以干涉測(cè)量替代直接測(cè)量。OCT以其高靈敏度、非破壞性及高分辨率等優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)人體生物組織的實(shí)時(shí)“活體”斷層掃描成像能力，正逐步發(fā)展成為一種新的臨床診斷手段。本論文主要對(duì)時(shí)域OCT(Time DomainOCT，TDOCT)和譜域OCT(Spectral Domain OCT，SDOCT)的成像原

2、理、系統(tǒng)設(shè)計(jì)和像質(zhì)改善方法等進(jìn)行了研究。主要包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容:
　　1、針對(duì)TDOCT系統(tǒng)中掃描噪聲的時(shí)變特點(diǎn)，提出了基于經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸獾腡DOCT掃描噪聲去除法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用該時(shí)頻去噪法，能有效地消除掃描噪聲并壓縮散斑噪聲。進(jìn)一步分析比較可知，相比于小波濾波法和傳統(tǒng)的均值與中值等濾波法，該方法具有去噪效果更顯著且圖像細(xì)節(jié)保真度更高的優(yōu)點(diǎn)。
　　2、搭建了一套光纖型SDOCT實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，并結(jié)合該系統(tǒng)詳細(xì)地分析了SDO

3、CT性能參數(shù)及其影響因素。實(shí)驗(yàn)測(cè)得該系統(tǒng)的縱向分辨率約為9μm，系統(tǒng)靈敏度為105 dB。利用該系統(tǒng)對(duì)組織模擬液及人體皮膚組織進(jìn)行了成像研究，驗(yàn)證了該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的成像能力。
　　3、提出了一種針對(duì)SDOCT系統(tǒng)光譜標(biāo)定的自校準(zhǔn)方法。該方法利用被測(cè)組織表面非嚴(yán)格平整及組織表面后向反射率較大等特點(diǎn)，直接采用被測(cè)組織兩個(gè)不同橫向位置的干涉譜來實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的光譜標(biāo)定。該方法克服了其他校準(zhǔn)法需要額外的測(cè)量步驟和昂貴的額外測(cè)量設(shè)備的缺點(diǎn)。對(duì)人體皮

4、膚的實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了該方法的有效性。
　　4、提出了對(duì)干涉譜進(jìn)行加窗傅立葉變換實(shí)現(xiàn)組織深度色散誤差的提取及補(bǔ)償方法。采用該方法首先獲得被測(cè)樣品的二維深度譜，然后，利用該深度譜提取出組織深度相位誤差分布并進(jìn)行補(bǔ)償。仿真和多層蓋玻片的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方法的有效性，經(jīng)過補(bǔ)償后的OCT圖像縱向分辨得到較大的改善。對(duì)人指甲蓋的實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證了其對(duì)較復(fù)雜的生物組織深度色散補(bǔ)償?shù)挠行浴?br>　　5、分析了進(jìn)一步改善OCT圖像分辨率的方法，提出了采