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眼前节OCT成像系统的设计及应用

作　者: 王立科
导　师: 姚勇；何永红
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 物理电子学
关键词: 光学相干层析成像快扫描光学延迟线眼前节图像校正
分类号: O436.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 54次
引　用: 1次
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内容摘要

光学相干层析成像(Optical Coherence Tomography, OCT)技术是一种对生物组织进行无接触、非侵入式检测的新型光学诊断成像技术,具有高分辨率、高灵敏度等特点。OCT技术基于低相干干涉原理,集成了激光技术、外差探测、精密机械控制和计算机图像处理,在生物医学成像领域中有着巨大的应用前景。特别在眼科检测中,由于眼睛的特殊结构,光非常容易进入人眼,因此这项技术在眼科中有很好的应用前景。本文围绕基于光纤型光学相干层析成像的理论进行研究,设计了应用于眼前节结构检测的OCT系统,主要研究工作和内容包括以下几个方面:(1)根据低相干干涉原理分析了快速扫描延迟线技术的特性,描述了OCT系统成像的原理,并从理论上分析了OCT系统的探测深度、系统的灵敏度以及成像分辨率。(2)依据光学相干层析成像的原理,对OCT系统进行整体的模块化设计。主要包括光源模块、参考臂模块、眼科探头、耦合器模块、探测电路模块以及数据采集和图像处理。分析了光源模块的技术要求,并详细介绍了信号探测电路,设计出具有高信噪比的OCT探测电路。(3)对系统进行测试,重点测试振镜的性能、系统的分辨率和信噪比;获得了眼前节的OCT图像,分析了影响图像畸变的几个因素;采用线性扫描和折射率修正的方法,对眼前节OCT图像进行了校正;实现了眼前节局部区域的精细扫描,获得了角膜、房角、晶状体的OCT图像。本系统采用中心波长为1310nm的宽带光源,设计了基于快扫描光学延迟线相位调制的光学相干层析成像(OCT)系统,成像深度高达7.5mm。实验结果表明:采用自行设计的扫描探头,本系统可以获得人眼前节OCT图像,为定量测量眼前节各结构信息提供了一种工具。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-18
  1.1 课题背景  9-10
  1.2 国内外相关技术研究的进展  10-12
  1.3 光学相干层析成像（OCT）的应用现状  12-15
    1.3.1 眼科检查  12-13
    1.3.2 珍珠珠层检测  13
    1.3.3 材料检测  13-14
    1.3.4 其他方面的应用  14-15
  1.4 有待解决的问题  15-16
  1.5 本课题研究的目的和内容  16-18
第2章光学相干层析成像的原理  18-37
  2.1 引言  18
  2.2 相干成像原理  18-20
  2.3 相干光源  20-25
    2.3.1 时间相干性  20-21
    2.3.2 空间相干性  21-25
  2.4 快扫描光学延迟线  25-31
  2.5 OCT系统性能参数分析  31-36
    2.5.1 探测深度  31-32
    2.5.2 灵敏度  32-33
    2.5.3 系统分辨率  33-36
  2.6 本章小结  36-37
第3章 OCT系统的设计  37-56
  3.1 引言  37
  3.2 光学相干层析成像系统的设计  37-40
  3.3 光源模块  40-43
  3.4 参考臂模块  43-44
  3.5 耦合器  44-45
  3.6 探测器模块  45-54
    3.6.1 I/V转换电路  46-50
    3.6.2 高通滤波电路  50-51
    3.6.3 差分放大电路  51-52
    3.6.4 电路板设计  52-54
  3.7 数据采集与软件处理  54-55
  3.8 本章小结  55-56
第4章眼前节OCT系统调试及实验结果  56-66
  4.1 引言  56
  4.2 系统调试  56-59
    4.2.1 高速振镜的测试  56-59
    4.2.2 OCT系统的调试  59
  4.3 实验结果及处理  59-62
  4.4 眼前节OCT图像校正  62-65
  4.5 本章小结  65-66
结论  66-67
参考文献  67-72
攻读学位期间发表的学术论文  72-74
致谢  74

眼前节OCT成像系统的设计及应用

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