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《高分辨實時光學相干層析成像系統(tǒng)的研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、分類號學號511700200678307學校代碼10487密級博士學位論文高分辨實時光學相干層析成像系統(tǒng)的研究學位申請人：肖青學科專業(yè)：生物醫(yī)學工程指導教師：付玲教授答辯日期：2011年6月28日ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofDoctorofPhilosophyinEngineeringDevelopmentofUltrahigh-Resolution,Real-TimeOpticalCo
2、herenceTomographySystemPh.D.Candidate:XiaoQingMajor:BiomedicalEngineeringSupervisor:Prof.FuLingHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei430074,P.R.ChinaJune,2011獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學位論文是我個人在導師指導下進行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除文中已經(jīng)標明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰
3、寫過的研究成果。對本文的研究做出貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔。學位論文作者簽名：日期：年月日學位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學位論文作者完全了解學校有關(guān)保留、使用學位論文的規(guī)定，即：學校有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)華中科技大學可以將本學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。保密□，在年解密后適用本授權(quán)書。本論文屬于不保密□。（請在以上方
4、框內(nèi)打“√”）學位論文作者簽名：指導教師簽名：日期：年月日日期：年月日華中科技大學博士學位論文摘要光學相干層析成像(OpticalCoherenceTomography,OCT)技術(shù)利用生物組織的后向散射光與參考光發(fā)生弱相干以獲得生物組織的軸向信息，結(jié)合掃描成像方式，可實現(xiàn)對生物組織三維結(jié)構(gòu)的層析成像。該技術(shù)有低侵入、高靈敏度、實時成像的特點，并且有微米量級的分辨率和1~3mm的穿透深度，在生物醫(yī)學領(lǐng)域有廣闊的應用前景。OCT在醫(yī)學領(lǐng)域應用的定位是疾病的早期診斷和實時監(jiān)測，這個應用需求對OCT系統(tǒng)的分辨
5、率和成像速度提出了很高的要求。本論文圍繞OCT系統(tǒng)實現(xiàn)“高分辨”、“實時”成像這一核心問題，搭建了高分辨的全場光學相干層析顯微成像(OpticalCoherenceMicroscopy,OCM)系統(tǒng)，實時的頻域OCT系統(tǒng)，以及高分辨、實時的線照明頻域OCM系統(tǒng)，并對每個系統(tǒng)進行了性能分析和實驗測試，以及開展了相應的生物應用的實驗研究。本研究中，搭建的全場OCM系統(tǒng)，橫向分辨率<3?m（根據(jù)物鏡選擇和放大倍率可調(diào)），縱向分辨率是~1?m，具有“高分辨”的特點。但是由于成像速度受到限制，全場OCM系統(tǒng)適合對
6、離體的生物樣品做高分辨的成像和分析。論文中通過實驗證明了全場OCM系統(tǒng)在相位測量、折射率測量、細胞和生物組織3D結(jié)構(gòu)測量方面的能力，并研究了全場OCM系統(tǒng)的高分辨特點對激光與生物組織（結(jié)石）相互作用機理研究的重要作用。搭建的頻域OCT系統(tǒng)，具有“實時”成像的特點。該系統(tǒng)利用圖形處理器(GraphicSProcessingUnit,GPU)加速技術(shù)，使成像速度（包括圖像數(shù)據(jù)采集和圖像重構(gòu)、顯示）高達~20幀/秒（圖像大小1000×512像素）。系統(tǒng)橫、縱向分辨率為~14?m，成像深度為~2mm，靈敏度為9
7、0dB，適合各種生物組織的斷層剖面結(jié)構(gòu)成像。在對系統(tǒng)應用的研究中，通過在體實驗揭示了實時、大視場顯示的頻域OCT系統(tǒng)對皮膚科學研究的重要意義。另外，基于頻域OCT原理提出了一種快速、穩(wěn)定、適合大尺度范圍、高精度的測量薄膜厚度的方法。在全場OCM系統(tǒng)和頻域OCT系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，本論文最后提出了一種線照明頻I華中科技大學博士學位論文域OCM成像方式，可以將全場OCM高分辨的優(yōu)點和頻域OCT實時成像的優(yōu)點融合在一起。論文中通過實驗對該成像方式的可行性進行了探索。實驗結(jié)果表明，該系統(tǒng)實現(xiàn)了~3?m的橫向分辨率，~
8、1.4?m的縱向分辨率，并且成像速度為~10幀/秒（圖像大小1024×1280像素）。關(guān)鍵詞：光學相干層析成像高分辨率實時成像全場頻域線照明II華中科技大學博士學位論文AbstractOpticalcoherencetomography(OCT)isanoptcialtechniquebasedoninterferometryschemetoobtainthe3Dstructureinformationofthetissueinmicron
