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光学相干层析成像系统图像处理与软件开发

作　者: 江源源
导　师: 任秋实；周传清
学　校: 上海交通大学
专　业: 生物医学工程
关键词: 光学相干层析成像干涉仪频域OCT 视网膜层状结构图像分割 Snake模型
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

光学相干层析成像(Optical Coherence Tomography, OCT)是一种基于低相干光干涉原理的生物组织微观医学成像新技术,因其高分辨率、无损伤和非侵入性的特点,在临床医学领域具有巨大的应用价值。为了使OCT成为实用的医疗诊断系统,需要对OCT图像进行处理和数据挖掘。本文针对课题组在光学相干层析成像系统软件开发中的图像采集与图像处理模块,针对眼底检查需要设计了频域OCT系统的操作软件和图像分割算法。软件系统包括了图像采集、图像浏览、测量分析、数据管理。实现了病历信息管理、视网膜实时图像采集、信号的采集与重建、扫描模式的控制与选择、实时眼底图的获取、视网膜厚度的手动与自动测量、伪彩图像的显示以及分析测量报告单的打印等功能。实现视网膜层状结构自动分割功能是解决OCT技术应用于视网膜疾病诊断的基础。本文通过异向滤波平滑、峰值探测、Snake模型、贪婪算法和样条插值等综合技术,对OCT视网膜图像进行分割,自动提取层状结构轮廓并获取视网膜厚度分布图。算法应用于正常人眼底图像,与专家手动标记轮廓提取的厚度相比,该视网膜自动测量算法取得较好一致性。本文提出的测量算法有望应用于视网膜变异性评估。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章绪论  10-18
  1.1 光学相干层析成像的起源  10-11
  1.2 OCT 技术的特点  11-12
  1.3 光学相干层析成像的应用与现状  12-15
    1.3.1 OCT 在眼科的应用  13-14
    1.3.2 OCT 在其他方面的应用  14-15
  1.4 本课题研究的内容及意义  15-18
    1.4.1 OCT 技术的国内外发展现状  15
    1.4.2 OCT 国产化的意义  15-16
    1.4.3 本文的选题背景，研究意义与主要工作  16-18
第二章光学相干层析成像基本原理  18-30
  2.1 光学相干性  18-21
    2.1.1 Michelson 干涉仪  18
    2.1.2 相干长度与光源带宽  18-20
    2.1.3 信号光与参考光  20-21
  2.2 时域OCT  21-23
    2.2.1 时域OCT 原理  21-22
    2.2.2 多普勒频移  22-23
    2.2.3 光学外差探测技术  23
  2.3 频域OCT  23-30
    2.3.1 频域OCT 原理  23-26
    2.3.2 光源  26-28
    2.3.3 分光光谱仪  28-30
第三章 OCT 视网膜成像软件开发  30-45
  3.1 软件开发工具  30-31
  3.2 软件工作流程  31-32
  3.3 图像采集  32-41
    3.3.1 扫描控制  32-36
    3.3.2 视网膜图像采集流程  36-37
    3.3.3 图像采集模块  37-40
    3.3.4 图像采集程序控制  40-41
  3.4 图像显示  41-43
    3.4.1 OCT 图像浏览  41-42
    3.4.2 OCT 伪彩色显示  42-43
  3.5 数据管理  43-45
    3.5.1 病例管理  43
    3.5.2 账号管理  43-45
第四章 OCT 视网膜图像分割与定量测量  45-59
  4.1 视网膜层状结构  45-47
  4.2 视网膜层状结构定量测量的意义  47-49
  4.3 视网膜层状结构分割  49-56
    4.3.1 图像预处理  49-51
    4.3.2 Snake 算法轮廓模型简介  51-54
    4.3.3 贪婪算法数值求解  54-56
  4.4 OCT 视网膜层状结构定量测量  56-59
第五章总结与展望  59-61
  5.1 本论文主要工作和研究进展  59
  5.2 未来工作展望  59-61
参考文献  61-64
致谢  64-65
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文  65-66
附件  66

光学相干层析成像系统图像处理与软件开发

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