光学相干层析成像技术.ppt

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1、光学相干层析成像技术及其在医学中的应用应用需要对病变组织的精确诊断是当今世界医学研究的重要课题之一，生物医学工作者一直在寻找无创的生物体检测方法。在现有的疾病诊断方法中，很多都依赖于成像技术，以求安全、及时，有效地发现病变，并对其区分定位。临床上目前使用的成像技术主要有超声波，X射线透视、CT扫描以及磁共振成像(MRI)等，这些诊断方法适用于不同场合，同时各自又都有一定的缺点和局限性。医学成像诊断的要求实时在体：不影响组织的结构，危害性小：无创，辐射小分辨力高光学相干层析成像（OCT）光学相干层析(OCT)是9O年代发展起来

2、的一种新型光学成像手段。它通过测量生物组织的背散射光强度和相位获取内部的显微结构信息进行层析成像。分辨率1um～15um，比传统的超声成像高l～2个数量级，并且可以实现实时在体检测。OCT系统的体积和制造成本都远小于磁共振成像(MRI)这使得该技术在实验研究和临床应用方面都大有可为OCT工作原理OCT工作原理光学相干层析系统可认为是由共焦扫描系统和低相干干涉仪组成其装置如图所示，装置的核心是一个光纤迈克尔逊干涉仪，光源为低相干宽带光源，干涉仪的一臂称为参考臂，包含参考反射镜；另一臂称为样品臂，主要包含了共焦扫描系统和待测样品光

3、源发出的光经过2×2的光纤耦合器，被均匀地分成两束分别进入放有反射镜的参考臂，和放有被测样品的样品臂。照在样品上的光进入样品组织内部经过样品反射回来只有来自样品某一特定深度的反射光才能与参考光相干，反射光信号包含有组织光学参数的信息，探测器把干涉后的光转换成电信号经过数据采集和处理系统收集，并在计算机上进行分析。纵向扫描参考臂反射镜的位置，便可获得样品的深度层析图像。OCT分辨率OCT的分辨本领由其纵向分辨率和横向分辨率来衡量其纵向分辨率取决于OCT系统低相干光源的相干长度OCT的横向分辨率取决于光束通过焦距为f的透镜聚焦到样

4、品上的光斑直径OCT分辨率优势光学相干层析术(OCT)的最大优点是可以获得比x射线CT、超声成像术、核磁共振成像术等传统医学成像技术高l～2个数量级的分辨率.OCT在医学和生物学研究方面的应用眼科诊断OCT可用于诊断诸如青光眼、糖尿病水肿等需要定量测量视网膜变化的疾病实验结果证明，OCT诊断各种视网膜疾病非常有用，从有斑点产生，到形成青光眼，再到视网膜脱离均可探测。在描绘眼睛结构方面，OCT的能力是其他成像仪器所不能比拟的牙科诊断PS—OCT（偏振敏感OCT）使用样品对背散射光双折射的大小成像牙齿表面的釉质具有强烈的双折射效应

5、，釉质受损后这一效应随之减弱，因此，PS—OCT特别适合于龋齿的检测进一步可以对组织进行正常态和热损伤的区别心血管疾病探查将OCT成像与多普勒技术相结合，形成一种新的检测仪器—光学多普勒层析仪(OpticalDopplerTomography—ODT)该系统可用来检测埋藏在高散射介质下流体的流速与传统的超声多普勒血流仪相比，ODT具有更高的分辨率胃肠道诊断OCT导管式内窥镜以环形方式对光束进行扫描并对内窥镜所能探测到的区域进行截面成像拓宽了OCT的戚像范围，使之能够用于对心血管系统、胃肠道组织、泌尿系统及呼吸道等管状生物组织的

6、高分辨率成像。乳腺癌早诊采用漫射光进行检测，使用超声束聚焦于生物组织．使组织透射和反射的光学层析信号受到调制．调制使焦点附近声压起伏造成组织的密度起伏，从而改变漫透射系数以及折射率．获得探测区域附近生物组织的光学和力学性质，改变焦点，扫描即可获得断层图像．理论分析表明．其探测深度可这10cm．这项技术综合了光学成像的对比度和超声成像的深度分辨优势，因此特别适合于乳腺癌的早期诊断。发展和展望改进的光源：带宽更宽、功率更大的光源更好的探测快速的图像采集：目前可以做到实时成象，目标是可以视频成象易于使用的软件：方便、友好、易于使用频

7、谱光学相干层析术SpectralOpticalCoherenceTomography原理是基于光谱的干涉回光采集部分是一个高分辨率光谱仪从样品返回的光可以看成是多个不同深度后向散射光波的叠加与参考光干涉后，就会产生干涉条纹．干涉条纹的频率编码中有深度信息，通过计算机傅里叶变换后就得到了样品不同深度处的信息THEEND