光学相干层析成像技术确定组织光学特性

光学相干层析成像(OCT)是近年来发展较快的一种新型成像技术,能对生物组织内部的微观结构进行高分辨率的横断面层析成像,具有快速、非侵入及高分辨率等特点,在体生物组织微观结构分析和疾病诊断等方面具有重要的应用价值.综述了采用光学相干层析成像技术确定生物组织光学特性的研究.     

利用测量温度对介质光衰减系数影响的方法

本文的目标是研究一种无损检测温度对介质特别是生物组织光学特性影响的新方法。以牛奶作为样品,将其从低温开始加热,温度跨度从20-35℃,利用光学相干层析成像仪(OCT,中心波长为850nm)每隔5℃对牛奶进行一次成像取得对应的OCT信号强度数据。经过分析发现,当温度升高时,OCT系统探测到信号的衰减系数随之增大。这是一种研究温度对生物组织光学衰减系数影响的新方法。     

超声波和丙三醇对皮肤光透明性的影响

采用光学相干层析成像技术(OCT)系统对分别经低频超声波,80%甘油和二者同时作用于皮肤组织进行实时监测而获取图像,并运用计算机软件对皮下深度为0.012 mm处及表皮层OCT图像一维的灰度值进行皮肤组织的光学透明性的定量分析.结果表明.低频超声波和80%甘油相结合将有利于在短时间内改善生物组织的成像深度,两者在组织的光透明性方面具有协同效应.     

光学相干层析技术及其在生物医学中的应用

基于光学低相干反射测量而发展起来的光学相干层析技术（Optical Coherence Tomography,简称OCT）是一种新型的成像技术,它能对高散射介质如生物组织实施非侵入性的快速成像,因而在体生物组织的微结构分析和疾病诊断等方面有重要应用。本文概述了OCT技术在医学临床领域的应用,存在的问题,以及市场前景。     

全光纤光学相干层析系统用于人造指纹的识别

目前商用指纹识别系统由于仅依赖于手指表面二 维图像的脊模式和细节特征进行识别,对人造 指纹有极大的安全漏洞。本文提出一种利用光学相干层析(OCT)技术识别 人造指纹的方法。在分析OCT系统原理及皮肤光学特性的基础上,使用研制的全光纤OCT系 统分别对 人体手指以及被商用指纹识别系统识别通过的人造指模进行成像,获得了二者的二维OCT图 像和对应的一 维信号,同时获得人造指模的三维OCT图像,通过对比分析二者深度方向 上的微结构信息 以及光学特性可以准确地识别出人造指模。实验结果表明,OCT技术不仅可以用于指纹的防 伪,有效地提高生物特征识别系统的安全性能,而且还具有用于指纹识别的潜力。     

三维谱域光学相干层析成像系统的研制

介绍了基于光纤迈克尔孙干涉仪的三维谱域光学相干层析(OCT)系统.系统探测器部分为自行研制的高速高分辨率光谱仪,其光谱分辨率高达0.05 nm,使OCT成像探测深度范围达3.4 mm.系统信噪比(SNR)测量值为51 dB,纵向分辨率8.5 μm.系统成像速率达10×103 line/s,通过二维扫描和三维重建,可达到2s采集一幅三维OCT图像的速度.借助三维相干层析成像技术,可以对眼底视网膜等生物组织进行更加直观和精确的显示.     

双波长光学相干层析成像

组建了具有980nm和1300nm两个波长光源的光学相干层析(OCT)成像系统。利用此系统,分别在两个波长、不同光源功率下,对新鲜猪肉组织进行OCT成像。比较了同一波长、不同功率和不同波长、同一功率下的OCT图像,并比较了同一波长、不同功率和不同波长、同一功率下OCT信号强度随深度变化的曲线。对曲线进行线性拟合,分析了两个波长下生物组织散射系数的变化规律。发现提高光源功率会使探测深度有限提高,而探测深度会随波长增大而增加,并分析了波长变化对OCT系统各参数的影响和进行对比的图像产生差异的原因。     

基于光学相干层析技术的甲状腺乳头状癌图像识别

光学相干层析技术（OCT）作为一种实时、无创的高分辨率成像手段，能够使用特征提取算法获得丰富的图像信息，为疾病的诊断提供客观依据。利用OCT对17例甲状腺正常组织与乳头状癌组织进行成像。针对甲状腺组织图像的特点，使用灰度共生矩阵（GLCM）、灰度直方图（GH）、中心对称自相关（CSAC）和Laws纹理测度（LM）4种算法提取图像特征值，并结合支持向量机（SVM）算法定量地评估不同特征组合的识别性能。结果显示，GLCM-GH-LM组合性能最优，能够从多个方面获得图像的纹理和灰度特征信息，灵敏度、特异性和准确度分别高达96.3%、92.2%和94.3%。研究表明，基于特征提取和机器学习的算法对甲状腺乳头状癌OCT图像进行量化分析及识别时不仅可以提供实时的监测图像，还对甲状腺恶性肿瘤临床诊断具有重要的参考价值。     

快速扫频光源及其在光学频域成像中的应用

基于快速扫频光源的光学频域成像技术足新一代光学相干层析成像(OCT)技术,相比传统时域OCT技术,具有成像速度快、灵敏度高等优势,是OCT领域乃至生物医学光学成像领域最活跃的研究热点之一.综述了快速扫频光源的研究现状与最新进展,介绍了基于快速扫频光源的光学频域成像技术与应用,并就目前该领域存在的主要问题以及技术发展的趋势进行了探讨.     

1300nm光学层析成像

利用光学相干层析（OCT）技术,可以透过混沌介质,特别是生物组织成像。本文介绍了我们建立的基于1300nm波长稳定化光源的OCT实验装置,并且该装置测量了金属丝样品在奶粉溶液和土豆片两种混沌介质的一维和二维成像情况。该装置具有20μm的横向分辨率和26μm的轴向分辨率,并给出由OCT信号重建的灰度图。     

基于眼底OCT图像识别青光眼病症的算法研究

青光眼是目前常见的眼部疾病之一,具有较强的隐蔽性和突发性。由于光学相干层析成像(OCT)具有无创性、高探测灵敏度等特点,在临床上被广泛用于眼科疾病的诊断,但如何准确、高效地基于OCT眼底图像识别青光眼病症仍然是一个难题。为此提出了一种新的基于眼底OCT图像识别青光眼病症的算法,该算法首先对OCT图像进行直方图均匀化,解决其灰度不均匀的问题,然后再用数学形态学闭操作去除图像中视盘周围血管与神经干扰,之后使用自适应阈值分割和边缘检测canny算法对视盘视杯进行边界追踪,最后统计特征区域内像素个数获取CDR参数。通过实验将本方法应用于成人OCT眼底图上,结果显示本方法提取出的CDR参数与专家手绘CDR参数相比平均相似率在94.9%以上,可以作为临床诊断的定量分析工具。     

基于LED照明的线扫描频域OCT成像系统设计

光学相干层析成像技术(Optical Coherence Tomography,OCT)由于其非接触、无损伤、高分辨率等优点,在医学、生物学、材料学等领域有着广泛的应用,开发基于低成本光源照明且快速成像的OCT系统已经成为OCT技术发展的一个重要趋势.论文研究了一种基于LED照明的频域线扫描OCT成像系统,给出了系统的...     

Handheld optical coherence tomography scanner for primary care diagnostics

The goal of this study is to develop an advanced point-of-care diagnostic instrument for use in a primary care office using handheld optical coherence tomography (OCT). This system has the potential to enable earlier detection of diseases and accurate image-based diagnostics. Our system was designed to be compact, portable, user-friendly, and fast, making it well suited for the primary care office setting. The unique feature of our system is a versatile handheld OCT imaging scanner which consists of a pair of computer-controlled galvanometer-mounted mirrors, interchangeable lens mounts, and miniaturized video camera. This handheld scanner has the capability to guide the physician in real time for finding suspicious regions to be imaged by OCT. In order to evaluate the performance and use of the handheld OCT scanner, the anterior chamber of a rat eye and in vivo human retina, cornea, skin, and tympanic membrane were imaged. Based on this feasibility study, we believe that this new type of handheld OCT device and system has the potential to be an efficient point-of-care imaging tool in primary care medicine.     

Analyses and calculations of noise in optical coherence tomography systems

Significant progress has been made in the study of optical coherence tomography (OCT) - a non-invasive, high resolution, and in vivo diagnostic method for medical imaging applications. In this paper, the principles of noise analyses for OCT systems have been described. Comparisons are made of signal-to-noise ratios for both balanced and unbalanced detection schemes under the ideal no-stray light situation as well as the non-ideal situation where residual reflections and scatterings are presented. Numerical examples of noise calculation accompanied by detailed comparison of the main characteristics of both time-domain and frequency-domain OCT systems are also presented. It is shown that a larger dynamic range can be achieved for a Fourier-domain OCT system even under the circumstances of high-speed image acquisition. The main results presented in this paper should be useful for the development of high performance OCT systems.     

利用纹理相关性对OCT影像进行血管分割

随着医学的发展,OCT影像技术越来越广泛的应用于多个医学领域,对OCT影像的处理就显得更加重要。基于图像纹理相关性的影像分割技术已经开始应用于活体微循环OCT影像的处理,如视网膜组织,皮肤血管组织等。对活体OCT影像的处理及其血管的分割有助于医生更好的诊断血管疾病。本文我们提出了一种基于灰度期望和精典Niblack结合的二值化阈值选取方法,并结合图像相关性对活体小白鼠耳朵血管的OCT影像进行图像分割,提取血管的轮廓,再经过形态学处理,得到较为准确的血管轮廓。      

全光纤型侧向OCT探针的设计与鲁棒性分析

全光纤型侧向光学相干层析(OCT)探针由于兼具尺寸小和三维全周成像的优点,近年来受到了学术、工业界的广泛关注。文章通过对全光纤型侧向OCT探针的聚焦性能进行数值仿真,优化了探针的结构参数。基于优化的探针结构,针对反射器与GRIN光纤间随机横向位移引发的光功率衰落,进一步数值分析了探针套管尺寸及反射器位置对于探针鲁棒性的影响。     

基于经验模式分解法的光学相干层析成像去噪研究

针对光学相干层析(OCT,optical coherence tomography)成像中存在的散斑噪声和扫描噪声,提出了采用经验模式分解(EMD,empirical mode decomposition)算法同时减小这两种噪声的思想。EMD是一种时频分析法,较傅立叶谱法能准确地确定时变非平稳的这两种噪声随时间变化的频率特性,从而获得更好的滤波效果。结果表明,通过合理设计EMD滤波参数,即可有效地同时减小散斑噪声和扫描噪声,信号的信噪比(SNR)提高(不考虑扫描噪声时,SNR达7dB左右,考虑到扫描噪声时,SNR提高达3dB左右),扫描噪声的条纹对比度降低60%以上,改善了成像质量,同时图像细节得到保留。与小波去噪法相比,本文方法具有滤波器设计简单、去噪效果明显及能同时有效地去除两种噪声的优点。     

Optimum hierarchical segmentation of OCT images in retina based on macular distance

Retina layering was the basis of optic disc structure analysis and 3D feature extraction of glaucoma.In order to improve the layering effect of retinal OCT images,an intensity based multilayer segmentation algorithm for two-dimensional retinal OCT images was proposed.Through preprocessing and filtering operation,the segmentation algorithm calculated the intensity and intensity gradient of each A-scan in the retinal OCT image to obtain the upper bound RNFL,the dividing line IS and OS,and the lower bound RPE.Then macular distance strategy,calculated by the shortest distance,was used to further optimize the layering result of macular area,so as to achieve layering segmentation of the retinal OCT images.The experimental results show the algorithm has good optimization effect,low time complexity and fast running speed.