一种复谱频域OCT成像方法

为了提高频域OCT成像系统的性能,提出一种复谱频域OCT成像方法。给出了系统结构及核心模块设计,从理论上论证了系统的设计原理。提出一种复振幅干涉光谱重构算法,并对该重构算法进行了理论分析。总结了该复谱频域OCT成像方法的实施步骤。利用复谱频域OCT的成像方法,进行了仿真试验。理论分析和仿真试验结果表明,利用该复谱频域OCT成像方法,无须使用参考相位移动或调制装置,所生成的被测样品OCT层析图,清除了复共轭镜像和寄生像的影响,能够反映被测样品的真实结构。     

基于受激辐射信号的谱域光学相干层析分子成像方法

鉴于不同生理病理状态下组织复折射率实部的变化不大,传统光学相干层析(OCT)成像技术在分子特异性识别上存在先天不足.为此,本文提出了基于受激辐射信号的OCT成像方法,可在实现传统散射成像的同时,实现基于受激辐射信号的分子成像.在超高分辨率谱域OCT系统的基础上,通过增设光谱分光与调制抽运光支路,建立了基于单宽谱光源的抽运探测谱域OCT系统,详细推导了调制抽运下受激辐射信号的获取与成像公式.利用搭建的抽运探测谱域OCT系统,实现了瞬态受激辐射信号的相干探测.基于同时获取的受激辐射OCT信号和传统OCT信号,成功重构了氮化物粉末构建样品的基于受激辐射信号的分子对比OCT图像.     

基于傅里叶域的全眼OCT成像技术

为了精确的检测眼部疾病造成的整个眼睛形状和尺寸的变化,需要对全眼深度进行高分辨率成像。光学相干层析(OCT)技术作为一种非接触、无损伤高分辨成像技术成为近年来在眼科临床检测及机理研究的有力工具。然而传统的傅里叶域光学相干断层扫描(FD-OCT)受其成像深度的限制不能实现全眼成像。随着OCT技术的发展,成像深度不断提高,近年来逐步实现了全眼OCT成像,并被成功应用于全眼参数测量的研究中。本文全面介绍了全眼FD-OCT技术的发展和应用,重点阐述了频域OCT(SD-COT)和扫描光源OCT(SS-OCT)的最新发展。研究表明,全眼OCT技术对眼睛病理变化的检测有潜在的临床应用价值,并为研究眼部调节、眼部生长以及生物统计学提供了强有力的成像方法。     

光学相干层析技术检验电工胶带的方法研究

电工胶带是犯罪现场常见的物证,对电工胶带的检验鉴定不仅能为侦查提供方向,还为刑事诉讼提供证据。光学相干层析技术(Optical Coherence Tomography,OCT)是20世纪90年代出现的光学成像检验技术,具有无损、高分辨率、断层成像等特点。利用OCT技术对12种不同品牌、不同颜色的电工胶带进行检验,得到其二维OCT图像以及光学特征参数。结果表明,OCT技术可以有效区分不同的电工胶带。OCT为电工胶带的检验提供了一种新的方法,较传统检验方法,OCT无需对样品进行切片处理,操作便捷,成像速度快,提高了检验人员的效率。     

OCT系统对人体牙齿组织的非失真成像深度的研究

利用基于蒙特卡罗方法的牙组织光学相干层析(OCT)成像模型,研究了不同牙组织的OCT非失真成像深度。通过模拟入射高斯光束以及光在牙组织中的传输,分别获得了单层牙釉质、单层牙本质以及两层牙组织结构的二维仿真OCT图像,与实验结果具有定性的一致性。通过分析二维仿真OCT图像所对应的一维OCT信号,分别得到了三种牙组织结构的平均非失真成像光学深度。研究结果表明,OCT系统对牙齿组织的非失真成像光学深度在150~2400μm之间,其中牙釉质的非失真成像深度要远大于牙本质的成像深度。所得的结果对于在实验中利用OCT图像对组织结构有效信息进行判断具有一定的参考价值。     

复谱频域OCT成像的研究

采用频域技术的OCT系统，深度扫描信息由背向散射光谱的傅立叶反变换获得，简化了轴向扫描过程，从而使快速OCT成像成为可能．为了实现复杂生物组织的OCT快速成像，消除谱频域OCT的“混叠”现象、重建样品的真实层析结构，本文引入了相移干涉技术，构建了一套满量程复谱频域OCT实验系统，并为系统设计了特殊的分束镜和移相器，为最终实现复杂生物组织的OCT快速成像提供了条件．     

正向切片光学相干断层成像系统的信号提取方法

光学相干断层成像(OCT)技术因非入侵、非接触特点和断层成像能力,在眼科、血管内窥等临床医学与药物学中有广泛应用。OCT发展至今,根据成像方向的优先次序,产生了两类技术分支。一类是沿光束入射方向逐线(A-line)扫描的标准型OCT,可生成基于纵向断面扫描(B scan)的图像,常用于眼底组织的层析成像;另一类en-face OCT,也叫正向切片OCT,可在与入射光垂直的方向上生成样品层的横向切片图像,且以显微成像方式来显示生物组织的精细结构,大大丰富了OCT的图像采集与呈现方式。en-face OCT系统可采用不同的信号采集方式,在对其分析和归纳的基础上,对该技术的主要发展方向作了展望。     

基于蒙特卡罗模拟的超声辅助OCT成像研究

通过蒙特卡罗模拟方法研究了超声波提高OCT成像质量的机理,以宏观经典理论和微观量子理论分别阐述了光和超声的相互作用,建立了存在超声辅助时光在生物组织中传播的模型,模拟了有超声辅助和无超声辅助两种情况下生物组织多次散射光的分布.模拟结果表明,与光平行射入生物组织的超声波能够使OCT成像系统中的多次散射光降低80%,携带组织信息的单次散射光在组织返回光中所占比重增大为无超声辅助时的2倍,从而增大了OCT成像的探测深度及图像对比度.     

光学相干层析成像技术对壁画的检测研究

光学相干层析成像(OCT)是基于迈克尔孙干涉仪,可对物体内部微观结构进行无损、非接触检测的断层成像技术。考古文物的珍贵和不可再得性要求采用无损检测技术,光学相干层析成像的无损分析特点使它适用于对壁画等文物进行大范围检测。除了可对壁画表面颜料层成像,OCT系统也可同时对其下地仗层进行断层成像,从而弥补现有技术不能对表面下内部结构进行高分辨率成像的缺点。对光学相干层析成像技术进行介绍,并针对唐墓壁画《高髻持如意仕女图》进行了成像实验,验证频域OCT对壁画颜料层和地仗层的断层成像效果。实验表明,OCT图像能够同时提供壁画表面颜料层及其下地仗层的信息,以及壁画存在的病害信息。OCT可在壁画研究及修复中提供有效信息,并成为壁画等考古工作者的有力工具。     

纯随机相位板散斑去相关光学相干层析成像

光学相干层析成像（OCT）的图像质量会受到散斑噪声的影响,限制了OCT在临床诊断中的应用。叠加取平均是一种降噪的常用方法,作为相干噪声,散斑降噪的关键在于降低用于叠加的图像之间的散斑相关度。提出了一种基于纯随机相位板的散斑去相关OCT系统（PSD-OCT）。利用纯随机相位板调制样品光的波前相位以实现散斑去相关,从而为采用叠加取平均降低OCT图像噪声的方法提供低相关数据。成像实验证明了纯随机相位板能够降低散斑相关度,提升叠加图像的散斑信噪比,使得生物样品的精细结构更为清晰明显。与传统OCT的相关叠加相比,PSD-OCT的去相关叠加可以大幅降低散斑噪声从而增强OCT图像的视觉可见性,且无需搭建复杂系统,具有广泛的生物医学成像应用前景。     

视网膜光学相干层析图像的预处理方法

光相干层析技术(OCT)是近来发展起来的成像技术,利用光相干层析技术可以得到清晰的视网膜以及黄斑区的层析图。主要论述了在开发视网膜光相干层析图像识别和临床诊断系统中采用的图像预处理方法。利用图像分割、图像增强等处理技术,实现了图像的自动边缘检测与轮廓提取。通过对视网膜光相干层析图像进行预处理,为进一步的图像识别与分析打下了良好的基础。对黄斑囊样水肿、黄斑裂孔以及正常的视网膜光相干层析图像进行了实验,均取得了较好的效果。     

多尺度条件卷积的OCT视网膜图像降噪研究

散斑噪声存在于光学相干层析成像(OCT)中,影响OCT图像质量.在使用OCT设备诊断各种常见眼科疾病时,高质量的OCT图像是极为重要的.利用深度神经网络对OCT图像进行降噪处理,使图像在保留空间结构细节的基础上能展示更多的信息.提出了一种基于残差学习网络的新型OCT图像降噪网络-CMCNN,其具有多尺度、多权重和多层次...     

用于眼检的光学相干层析成像技术研究

利用光学相干层析（OCT-Optical Coherent Tomography）技术可以透过低透明介质,特别是生物组织成像,介绍了基于1310nm波长稳定光源的OCT实验装置,实验装置采用SLD超辐射二极管光源,利用该装置对番茄皮进行了实际OCT图样采集,研制成的实验系统具有10μm左右的纵向分辨率,最后对进一步提高眼检OCT系统的性能进行了研究。     

Non-Scanning Optical Coherence Tomography Using Off-Axis Interferometry with an Angular-Dispersion Imaging Scheme

We present a non-scanning approach for real-time optical coherence tomography (OCT). Our approach is based on an off-axis interferometer that laterally projects the time-of-flight or depth information of the sample onto an image sensor. To facilitate the use of an off-axis interferometer in OCT, an angular-dispersion imaging method has been developed. Theoretical analysis and experimental results are presented to demonstrate that this method is capable of demodulating the interferogram and thus permits a direct inspection of the depth-resolved image. Depth resolution and detection range of the present method are also studied.     

Process Algorithms for Resolution Improvement and Contrast Enhancement in Optical Coherence Tomography

We proposed two process algorithms for resolution improvement and contrast enhancement in the images of optical coherence tomography (OCT). An OCT system with a non-Gaussian light source spectrum or dispersion mismatch usually results in sidelobes in the interference fringe envelope that may produce artifacts and reduce image contrast. Based on the concept of deconvolution, we proposed two different process algorithms and demonstrated their effectiveness in retrieving sample structures. The effects of the process algorithms were examined by numerical simulations and real OCT scanning images. After processing with the proposed procedures, the effects of sidelobes were tremendously suppressed and the image qualities were improved.     

Optical Coherence Tomography Premiere in Korea

Optical Coherence Tomography (OCT) is considered as fundamentally new image modality having advantages such as high-speed, real-time cross sectional imaging with non-invasive in vivo investigation of biological tissue and its potential for clinical application is highly evaluated. In spite of these merits, the research activity in OCT has not taken much attention until recently. However the situation in Korea is gradually changing due to understanding of its versatile applications. Active research and commercialization are underway. Bulk optics-based OCT system is changed into alignfree fiber-optics system. With our expertise in the fabrication of fiber grating devices and strong background in control of fiber based system, we hope to contribute in developing simplified all-fiber OCT system with better performance. As a leading research group, working on OCT, we have firstly implemented fiber-based OCT system in Korea and demonstrated the imaging performance with glass plate and onion.     

光学相干层析成像的图像重建

层析成像技术－光学相干层析术是基于光学低相干反射测量发展而来的。介绍了用图像恢复的基本原理在光学相干层析术图像增强方面的工作。通过实验测量行到了解卷积所必需的点扩展函数。重建后的膜层结构图像的深度分辨率提高了一个数量级,图像也取得了了的锐化、去噪的效果。     

An Approach to Optical Reflection Tomography along the Geometrical Thickness

We propose and demonstrate a novel optical reflection tomography along the geometrical thickness. This technique is based on simultaneous measurement of refractive index n and thickness t of a sample using the combination of a low coherence interferometer and confocal optics. The interferometer provides optical coherence tomography (OCT) of the dimension of the optical thickness (=n × t) along the optical axis, while the confocal optics gives us another type of reflection tomography, having the thickness dimension of nearly t/n along the optical axis. This sort of tomography can be called confocal reflection tomography (CRT) and has not yet been demonstrated, to our knowledge. Simple image processing of OCT and CRT results in the desired reflection tomographic image, showing two-dimensional refractive index distribution along the geometrical thickness.     

适合于内窥成像的共路型光学相干层析成像系统

提出了一种采用光纤型迈克耳孙干涉仪进行光程补偿的菲佐型光学相干层析成像(OCT)系统.该系统的传感探头为共路干涉结构,以解决现有内窥光学相干层析成像系统中存在的探头运动导致图像失真、以及更换使用不同探头时需进行色散和偏振态调节等问题.光程补偿和振动干扰实验结果表明,光程补偿方法正确可行,系统对环境干扰不敏感.利用研制的系统对反射镜和近红外卡进行了成像实验,验证了系统的有效性.提出的方法非常适合于内窥成像,并给出了把系统扩展为内窥光学相干层析成像系统的具体实现过程.