眼底OCT成像系统的研制

光学相干层析（OCT）成像技术是一种高分辨率生物成像手段,能非侵入、无接触地对活体内部的结构与生理功能进行检测。在生物医学领域,OCT主要还是应用在眼科学,主要是因为近红外光很容易穿透人体眼睛介质。本文利用中心波长为854nm的宽带弱相干光源SLD实现了光学相干层析成像系统在眼科中的应用。系统采用傅里叶域光学快扫描延迟线实现了快速扫描成像,成像深度为3mm。我们自行设计了一种用于眼底信号探测的眼科探头,包括：眼底OCT成像光路;眼底照明光路;眼底照相光路,获得了眼底黄斑和眼底视神经乳头的眼底照片以及OCT图像。     

光学相干层析医学图像处理及其应用

由于人工分析光学相干层析（OCT）图像费时费力、主观及可重复性差,因而快速、精确与客观地检测与量化生物特征标记是OCT医学图像研究与疾病诊断的关键。本文综述了光学相干层析（OCT）医学图像处理技术与应用的研究进展。介绍了OCT成像技术的特点及其主要应用,OCT图像处理的难点、基本问题及主要研究内容;讨论了对时域OCT和频域OCT图像降噪、图像分类与图像分割的重要方法及应用,并分析了各种方法的优缺点及研究发展方向。此外,介绍了偏振敏感光学相干层析（PS-OCT）在医学图像分析中的应用。文中讨论的应用对象涉及到视网膜、角膜、冠脉、前列腺、牙齿、食道、结肠、膀胱、皮肤、乳腺等组织,可为人们综合了解OCT图像处理及其应用现状提供丰富的信息。     

润滑油膜厚度的光学相干层析成像测量

为了对滑动轴承的润滑油膜厚度进行精确测量,搭建了光纤结构的谱域光学相干层析成像(OCT)检测系统。该检测系统通过谱域OCT对油膜进行高分辨率成像,根据一维深度图像和二维层析图像中油膜和轴承表面的相对位置得到油膜厚度。分析了SD-OCT的检测原理,并对油膜厚度进行了测量,通过干涉光谱解耦法减小噪声对测量结果的影响。实验结果表明,该系统的测量误差小于2μm,具有良好的重复性和可靠性。该测量方法能够对油膜进行快速准确测量,有望应用于机械设备轴承运行状况的在线监测。     

光学相干层析系统的建立与研究

介绍了光学相干层析 ( OCT)成像技术的原理及应用 ,阐述了自行研究建立的OCT系统 ,给出了利用该系统得到的实际生物样品光学相干层析图像 ,对系统性能和结果作了分析 ,提出一定的改进方案     

谱域光学相干层析成像量化技术及其在生物组织定量分析中的应用

研究了谱域光学相干层析(SDOCT)成像系统的量化技术,通过量化OCT图像来获得生物组织内部的信息特征对组织光学散射特性进行定量分析.给出并讨论了单次散射模型,具有轴向点散射函数(PSF)的单次散射模型和多次散射模型,利用平均A-scan算法和非线性最小二乘法曲线拟合,研究不同浓度IntralipidTM溶液的散射特性.实验显示,IntralipidTM溶液的散射系数与浓度在1％～10％间基本呈线性关系,验证了具有PSF的单次散射模型比较适用于本文的谱域光学相干层析成像系统.利用该模型对小鼠的新鲜肝脏进行量化研究,得到小鼠新鲜肝脏在波长λ.为1550 nm时的散射系数为8.9 mm-1.本文的研究为该项技术今后在临床医学上对各种疾病的诊断和治疗奠定了基础.     

一种新的光学相干层析成像中色散现象的补偿方法

光学相干层析成像技术中,样品的色散特性将降低获取图像的分辨力。通过实验获取了不同色散特性的样品的相干图像。实验采用中心波长为845nm,频谱宽度为26nm的超辐射光源。实验的样品为一块30mm厚的BK 7玻璃。根据光源的频谱信息和样品的色散系数,理论计算了OCT信号的包络,并与实验中测得的信号相对比。同时提出了一种新的数值方法,来补偿样品的色散。该方法可在时域或者频域OCT中方便地应用。通过实验验证了该方法的可行性。     

谱域OCT成像系统在口腔组织检测中的应用

基于谱域光学相干层析术理论设计并搭建了一套便于集成化的光纤式谱域OCT系统,其纵向分辨率为7.3μm,横向分辨率为9.5μm,在空气中的成像深度为3.14 mm。该系统通过干涉光谱来获得样品的深度信息,实现数据的高速采集。利用该系统对口腔内唾液腺导管内壁的组织形态进行了研究,并将得到的OCT图像与相对应的病理切片图片进行了比较。实验结果表明,采用研制的系统可以获得腮腺导管内壁组织的层析结构。该项研究对临床医学上的口腔唾液腺疾病的无创检查和早期诊断具有指导意义。     

谱域OCT系统设计与实验研究

光学相干层析成像（Optical Coherence Tomography,OCT）是一种非侵入、非接触的新型光学成像技术,利用生物组织的后向散射光与参考光之间的弱相干实现结构成像,具有高灵敏度、高分辨率、成像速度快等特点。本文设计了一套基于LabVIEW软件平台下的谱域OCT成像系统,并对系统进行了测试与实验研究,验证了系统的可靠性与准确性。     

基于Matlab/ActiveX控件的光学相干层析成像系统开发

为了推进光学相干层析系统的研究,采用Matlab/ActiveX控件开发了时域光学相干层析成像系统,实现了被测样品深度方向按预定的时序和参数(比如速度和位移等)进行扫描;利用计算机驱动NI数据采集卡同步采集样品干涉信号;采用平稳小波变换去噪模块等信号处理方法对所采集的数据进行了分析处理,并对系统采集到的干涉图形求取了半峰全宽和系统的分辨率;将采集到的数据矩阵进行重构成像显示,实现了对材料内部结构的精确检测。研究结果表明,该光学相干层析系统软件集成化高、界面友好、维护及升级方便,便于光学相干层析系统的研究和开发,能够实现对多层薄膜的无损检测和评价。     

一种高速的光学相干层析成像系统

基于迈克尔逊干涉原理的光学相干层析成像技术(OCT)是近年来发展起来的一种新型的成像技术,其显著特点是具有高分辨率、非侵入性.传统的OCT系统通常采用点扫描方式获取二维图像,其速度较慢,限制了系统的实时探测.介绍了一种高速的光学层析成像系统,即以线扫描方式代替点扫描,这种方法可将扫描速度提高两个数量级,能实现在体实时探测,为OCT的高速扫描成像打下基础.     

基于时域结构的光学相干层析系统的调试

基于时域结构的光学相干层析系统由于光线多次通过,按照光路可逆原理调整会很困难.在理论分析和多次实验基础上,现总结出一套快速调试方法,大大缩短光路调试时间.详细分步骤描述了纵向傅里叶快速扫描光学延迟线和横向扫描部分的调试方法,给出快速寻找干涉系统光程匹配点的调试方法.利用构建好的光学相干层析系统进行层析成像实验调试,纵向...     

基于二维光学相干层析的多层薄膜结构无损定量评价

为了实现对多层薄膜结构厚度进行快速准确的测量和无损定量评价,研制了二维光学相干层析(Optical Coherence Tomography,OCT)系统,避免了传统一维OCT系统逐点扫描导致成像效率低下的问题。阐述了去除OCT共轭镜像理论,采用了五步相移干涉法,具体由压电驱动器驱动参考镜实现,做到了对OCT共轭镜像的去除,避免出现OCT图像的混叠。所研制的OCT系统具有极高的系统分辨率和较好的信噪比,可以实现对手机钢化玻璃薄膜内部四层结构厚度(钢化玻璃、静电胶层1、防爆贴膜和静电胶层2)进行准确测量。实验结果表明:自研制的系统可快速高精度地对多层薄膜结构厚度进行测量,可以推荐使用在多层薄膜的无损定量评价中。     

Differences between time domain and Fourier domain optical coherence tomography in imaging tissues

It has been numerously demonstrated that both time domain and Fourier domain optical coherence tomography (OCT) can generate high‐resolution depth‐resolved images of living tissues and cells. In this work, we compare the common points and differences between two methods when the continuous and random properties of live tissue are taken into account. It is found that when relationships that exist between the scattered light and tissue structures are taken into account, spectral interference measurements in Fourier domain OCT (FDOCT) is more advantageous than interference fringe envelope measurements in time domain OCT (TDOCT) in the cases where continuous property of tissue is taken into account. It is also demonstrated that when random property of tissue is taken into account FDOCT measures the Fourier transform of the spatial correlation function of the refractive index and speckle phenomena will limit the effective limiting imaging resolution in both TDOCT and FDOCT. Finally, the effective limiting resolution of both TDOCT and FDOCT are given which can be used to estimate the effective limiting resolution in various practical applications.     

Dimensional metrology of lab‐on‐a‐chip internal structures: a comparison of optical coherence tomography with confocal fluorescence microscopy

The characterization of internal structures in a polymeric microfluidic device, especially of a final product, will require a different set of optical metrology tools than those traditionally used for microelectronic devices. We demonstrate that optical coherence tomography (OCT) imaging is a promising technique to characterize the internal structures of poly(methyl methacrylate) devices where the subsurface structures often cannot be imaged by conventional wide field optical microscopy. The structural details of channels in the devices were imaged with OCT and analyzed with an in‐house written ImageJ macro in an effort to identify the structural details of the channel. The dimensional values obtained with OCT were compared with laser‐scanning confocal microscopy images of channels filled with a fluorophore solution. Attempts were also made using confocal reflectance and interferometry microscopy to measure the channel dimensions, but artefacts present in the images precluded quantitative analysis. OCT provided the most accurate estimates for the channel height based on an analysis of optical micrographs obtained after destructively slicing the channel with a microtome. OCT may be a promising technique for the future of three‐dimensional metrology of critical internal structures in lab‐on‐a‐chip devices because scans can be performed rapidly and noninvasively prior to their use.     

基于米氏理论的蒙特卡洛光学相干层析成像系统模拟研究

光学相干层析成像(optical coherence tom ography,OCT)是近年来快速发展的一种生物组织高分辨力实时成像技术。由于生物组织的复杂性,故一直没有完美的OCT理论模型。现利用结合米氏理论(M ie theory)的蒙特卡洛算法研究光在生物组织(高散射介质)内的行为,并以此为基础建立了一种OCT理论模型。然后利用该模型模拟重建了多层介质的图像,分析了空间滤波和偏振光对图像质量的影响,获得了较理想的结果。     

利用Monte Carlo模拟技术研究OCT图像对比度

建立了光在生物组织中传播的模型,利用MonteCarlo模拟技术快速计算和可移植性的优点,研究了OCT图像对比度与显微物镜数值孔径、焦距深度、时间门参数的关系,并给出它们的关系曲线.通过在所建立的模型基础上加入透镜透过率函数和光学传递函数,弥补了以往程序只能模拟光在生物组织中传播行为的缺点.该模型不仅可以分析生物组织图像与生物光学特性的关系,而且还可以指导OCT结构的完善和创新.模拟结果表明:在构建OCT时,参考臂与样品臂的这两个显微物镜的数值孔径越大,生物组织的采样深度越浅,处理信号的时间门宽度越小(但时间门宽度不能小于激光脉冲时间),混浊生物组织图像对比度越好.     

光学相干层析成像仪长期稳定性影响因素分析

针对光学相干断层扫描仪在临床使用中出现稳定性差、容易造成信号衰减、维护周期短的现状,从市场上主流四代频域光学相干断层成像(OCT)设备取样,收集临床信号衰减故障信息。结合OCT原理,通过统计学原理分析了OCT内部各部件对稳定性的影响,并通过层次分析法分析各影响因素对OCT稳定性的权重。根据分析结果得出影响OCT长期稳定性的主要因素是光谱仪局部受热引起机械变形,进而导致信号衰减。根据层次分析结果对提高OCT长期稳定性的方法进行简要的探讨。     

Electronic interface systems for goals of spectral domain optical coherence tomography

A setup for visualizing the internal structure of media, which partially scatter radiation, using the spectral domain optical coherence tomography (OCT) method is described. The special complex of electron interface systems, ensuring the operating speed of the spectral domain OCT system at a level of 10000 A-scans (longitudinal scans along the depth) per second, high dynamic imaging range, and complete suppression of coherent noise peculiar to the spectral method has been designed to eliminate artifacts characteristic of this method.     

光学相干层析成像(OCT)系统调制技术的研究

介绍了光学相干层析成像 (OCT)技术的基本原理 ,重点研究了OCT系统的相位调制技术 ,利用自行设计和构建的OCT实验系统进行了有关的实验研究。