彩色寬場OCT系統(tǒng)的控制與圖像三維重建的研究.pdf

1、光學相干斷層成像(Optical Coherence Tomography，OCT)技術是利用寬帶光源的低相干特性，通過測量樣品后向散射光的干涉信號對樣品內部的微觀結構進行高分辨率層析成像的非侵入、快速、高靈敏度、高精度成像的新型光學成像技術，是一種集光學、物理學、精密自動控制、電子、計算機圖形圖像學等多門學科為一體的綜合成像技術。寬場光學相干層析成像(Wide Field Optical Coherence Tomography，寬場

2、OCT)技術是基于傳統(tǒng)OCT技術發(fā)展起來的，有望克服傳統(tǒng)OCT技術成像速度慢、成本高、縱向分辨率低等缺點。本論文開展了彩色寬場OCT系統(tǒng)的機電控制設計和由樣品二維斷層圖像進行三維重建的研究，并對寬場OCT系統(tǒng)性能進行實驗研究。
　　 在彩色寬場OCT系統(tǒng)的機電控制設計方面，基于寬場OCT系統(tǒng)的基本原理和系統(tǒng)硬件選擇，對彩色寬場OCT系統(tǒng)進行相關的控制軟件設計:首先，在VC6.0中實現(xiàn)了對微動臺、宏動臺以及CCD相機圖像采集的獨立

3、控制;然后，完成了三者之間的聯(lián)動控制，并實現(xiàn)了系統(tǒng)的縱向掃描。所設計的控制軟件用于彩色寬場OCT系統(tǒng)進行了實驗測試，實驗結果表明，彩色寬場OCT系統(tǒng)利用設計的控制軟件能夠對介質均勻、質地透明、反射率較高的樣品進行表面和次表面信息采集。
　　 在彩色寬場OCT系統(tǒng)三維圖像重建研究方面，為了能夠更加直觀地觀察到樣品表面或樣品上感興趣區(qū)域的圖像，基于移動立方體(MC)算法的基本原理，采用VC6.0和OpenGL混合編程，實現(xiàn)了對采集到

4、的干涉信號經(jīng)圖像處理解析出的斷層圖像的三維圖像重建，即，將二維斷層圖像經(jīng)過MC算法進行疊加得到樣品的三維立體圖形。三維圖像重建程序主要分為兩部分:體數(shù)據(jù)處理（即MC算法的實現(xiàn)部分）和三維顯示部分。體數(shù)據(jù)處理是用C/C++語言編程實現(xiàn)MC算法，三維顯示部分是在VC6.0平臺中調用OpenGL函數(shù)庫完成了三維圖形的顯示。利用所設計的三維重建程序進行三維圖像重建實驗，分別對醫(yī)學中的CT斷層圖像，傳統(tǒng)OCT系統(tǒng)得到的斷層圖像，以及彩色寬場OCT