流沙湾海水养殖劣质珍珠微观结构研究

为了探讨流沙湾海水养殖珍珠出现杂质的原因,利用扫描电子显微镜（SEM）对劣质珍珠外表面、纵截面及内表面的微观结构进行系统的观察研究;利用傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）对劣质珍珠各层物质的结构和成分进行分析.结果表明：劣质珍珠层外表面凸凹不平、生长机理纹杂乱无章及文石晶体有序排列程度低,是造成珍珠质量差的重要原因之一.劣质珍珠的珍珠层厚度为130 ～240μm,其中珍珠质层厚度为120 ～ 220 μm,棱柱层的厚度为15 ～50 μm,杂质层厚度不均匀.珍珠质层是流沙湾劣质珍珠珠层的主要成分.珍珠杂质层呈黑色或者灰褐色,这也是劣质珍珠质量差的重要原因.珍珠杂质的红外光谱分析表明其主要为蛋白质类有机物质,并结合少量的碳酸钙成分.     

基于LED照明的时域全场OCT成像系统设计

为了进一步降低成本并提高成像的速度与精度,提出了一种基于发光二极管(LED)照明的全场时域光学相干层析成像技术(OCT)系统。用LED作光源、采用带反馈的闭环四步移相法采集信号,阐述了其成像原理,并进行了系统结构研究、理论分析和实验验证。结果表明,系统的相干长度为23μm,轴向分辨率达到了11.8μm,横向分辨率为19.8μm,单幅图的采集时间为2.15 ms;与以往的OCT扫描方式相比,该方法减小了实现成本,并具有更快的扫描速率以及更高的精度,有着很大的使用价值。该研究为开发超高速、高精度的低成本OCT系统提供了参考。     

面向OCT应用的快速宽调谐扫频光源的研究进展

光学相干层析成像（OCT）是一种广泛应用于眼科疾病诊断及其他测量和探测等领域的新型成像技术。其中,扫频方案（SS-OCT）作为OCT的一种主要技术路径,因具有成像速度快、深度深、分辨精度高等优势,成为了近年来OCT领域的研究重点。由于SS-OCT的性能主要由快速扫频光源的性能决定,所以对扫频光源的研究和开发至关重要。主要总结扫频光源的研究进展,从技术手段、设计思路、性能指标等方面出发,对扫频光源的研究进展和领域前沿的研究现状进行较为详细的介绍和总结。     

基于光学相干层析成像技术的薄膜厚度测量

为了对薄膜厚度进行测量,采用白光谱域光学相干层析成像的测量方法,进行了理论分析和实验验证,对以玻璃为基片的单层和多层薄膜样品进行了层析成像实验,获得了样品的2维层析图像。结果表明,该系统不仅能显示薄膜样品内部的微观结构,而且能从2维层析图像中得到单层和多层薄膜的厚度(分别为68μm和30μm),测量值与理论值相吻合,从而验证了测量理论正确性。该系统具有较高分辨率,可实现快速成像,满足实际工业测量需要。     

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。     

基于光场幅度动态变化的OCT功能成像原理和应用（特邀）

光学相干层析成像（OCT）能够无损获得微米级空间分辨率的样品截面信息,在眼科、血管内科等临床诊疗研究和应用中起到了重要的作用。利用OCT测量光场的幅度可以获得样本的三维结构信息,如眼底视网膜的分层结构,但对组织特异性、血流、力学特性等功能信息的作用有限。基于相位、偏振态、波长等光场参量的OCT功能成像技术应运而生,如多普勒OCT、OCT弹性成像、偏振敏感OCT、可见光OCT等。其中,基于光场幅度动态变化的OCT功能成像技术具有显著的鲁棒性和系统复杂度优势,已经在临床无标记血管造影中获得成功。此外,应用于三维血流流速测量的动态光散射OCT、具有无标记组织/细胞特异性显示能力的动态OCT、能够监控热物理治疗温度场的OCT温度层析成像等,已经成为了OCT功能成像的技术前沿。综述基于光场幅度动态变化的OCT功能成像技术的原理、实现和应用,分析了所面临的技术挑战,并展望了未来发展方向。     

谱域光学相干层析测量技术研究

介绍了一种基于谱域光学相干层析成像的光学测量技术,对其基本原理进行了分析,并通过平面镜位移实验对该理论进行了验证。实验结果表明,该方法测得的数值与理论值基本一致,表明谱域光学相干层析成像技术的测量结果真实可靠,可以为高散射物体的表面轮廓测量和低散射物体的内部结构成像提供技术支撑。     

基于OCT高精度定量的视网膜光生理功能成像技术

视网膜光生理是视网膜在受到光刺激后产生的一系列生理反应,在一定程度上可以客观反映视网膜的功能。其中,视网膜光图技术（ORG）是一种新近发展起来的、可以精确量化视网膜光生理响应的功能成像技术,它通过光学相干层析成像（OCT）配合可见光刺激,结合峰值检测与散射强度分析,精确测量视网膜在受到光刺激后产生的形态和光学特性变化,而通过与自适应光学技术及相位分析技术相结合,可以达到微米级的横向分辨力、纳米级的轴向空间分辨力和毫秒级的时间分辨力,能够实现对视网膜单细胞级别的光生理功能成像。在硬件上,ORG只需要在OCT系统上增加一个光刺激单元,尽管目前尚处于技术开发与信号机理探索阶段,但在未来形成一系列的标准后,有望在眼科基础研究与临床诊断中获得广泛的应用。系统回溯了采用OCT进行视网膜光生理功能成像的历史,总结了ORG的最新进展,并讨论了未来ORG的几个潜在发展方向。     

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。     

基于OCT技术对古代瓷釉断面结构特征的初步研究

为了验证将光学相干层析(OCT)成像技术应用于古代陶瓷无损检测,将OCT图像表现的釉面的断面特征用于古代陶瓷类别区分的可行性,利用宽波长频域OCT成像系统对选自5个窑口的8个不同釉系、色系的瓷片进行测试,得到了样品的断面结构图像,并分析了OCT图像中的气泡大小和分布、强散射颗粒分布、釉层均匀性、透射率、釉层的分层等特征。实验结果显示8个古代瓷釉样品OCT成像特征差异明显,说明OCT成像技术能基于断层图像特征对瓷釉的釉系、窑口进行区分。     

光学相干层析成像用于微机电系统测量研究

为了对硅V型槽的结构进行测量,采用热光源谱域光学相干层析成像法,进行了理论分析和实验验证,取得了硅V型槽的1维深度和2维层析图像,获得了硅V型槽的深度、上部宽度和底部宽度数据分别为145.38m,212m和32m。结果表明,该测量结果与扫描电子显微镜测量值基本一致。这对微机电系统结构测量是有帮助的。     

光学相干层析成像技术研究

文章主要阐述了光学相干层析技术作为一种有别于其他层析成像技术的新型技术手段,具有快速、实时、无损等特点。它能利用低相干光的干涉,将带有生物样品信息的相干光进行解调、滤波和放大后成像。文章主要从光学相干层析技术的背景、定义、原理及其在现代医学领域的应用和未来的发展方面进行研究。     

Research on full-field optical coherence tomography

Full-field optical coherence tomography(FFOCT)was used for imaging the interior part of an object.Firstly,the mathematical modeling and performance analysis of the FFOCT system mounted was provided.Secondly,images of several different human tissues were obtained by FFOCT system,including esophagus,uterus,etc.The images of different depths of the same tissue were shown and compared.It was the first time in China that FFOCT was used for generating depth images on human esophagus and uterus;high-resolution images had been obtained for different depths without cutting the tissue sample,in which intercellular substance and myofibril structure could be clearly identified.As the in-depth structure could be imaged without the process needed for frozen and paraffin sectioning methods,the technology could been highly valuable for early cancer diagnosis and pathological analysis in tumor research.     

OCT无创检测技术的人体血糖平衡延迟时间研究

为了研究在人体血糖快速变化情况下,皮肤组织液糖浓度与血液(指血、静脉血)中血糖变化的延迟关系,采用光学相干层析技术,通过人体口服葡萄糖耐量测试和血糖钳夹实验,测量了随血糖变化的皮肤光衰减系数,并对人体血糖平衡延迟时间问题做了研究。为了避免由于延迟因素造成预测血糖值误差过大,选择700m ~800m以下皮肤深度的真皮网状层作为分析计算区域。结果表明,延迟时间一般随着皮肤区域深度的增加而缩短;在不同的皮肤深度区域,血糖平衡延迟时间存在一定的差异性。此研究有助于提高光学无创血糖检测的准确性和可靠性。     

采用频域光延迟线的光学相干层析成像

频域光延迟线是一种光学扫描结构,其基本组成是一个衍射光栅、一个透镜和一个扫描镜.把频域光延迟线应用到光学相干层析成像系统中,可以使参考臂扫描速率至少达到数m/s以上,从而实现视频速率的图像获取.从几何光学的角度分析了频域光延迟线的工作原理,分析结果表明在扫描角很小的情况下,入射光的光程或相位变化频率与扫描角频率有较好的线性关系.基于这一结构的光学相干层析成像的结果证明可以避免活体生物组织位移引入的图像模糊.另外,还提出了一种基于微执行器的新扫描装置.     

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。     

基于频域OCT的生物组织折射率测量研究

提出了一种利用频域光学相干层析系统测量生物组织折射率的方法.与时域OCT下的光程匹配法相比,该方法充分地发挥了频域OCT测量速度快的优势,只需要在放置样品前后进行两次干涉光谱测量,经傅立叶变换等数据处理后即可得到折射率.测鞋过程简单,操作简便,测量速度快,极大地缩短了样品在空气中暴露的时间,提高了测量的准确性.利用该方法测量了标准样品熔石英及真实样品黄瓜浅表层1 300 nm波长下的折射率,验证了该方法的有效性和可靠性.     

Real-time digital signal processing-based optical coherence tomography and Doppler optical coherence tomography

We present the development and use of a real-time digital signal processing (DSP)-based optical coherence tomography (OCT) and Doppler OCT system. Images of microstructure and transient fluid-flow profiles are acquired using the DSP architecture for real-time processing of computationally intensive calculations. This acquisition system is readily configurable for a wide range of real-time signal processing and image processing applications in OCT.