谱域光学相干层析及应用的研究.pdf

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1、谱域光学相干层析及应用的研究任宇航2015年06月中图分类号：TP391.41UDC分类号：535谱域光学相干层析及应用的研究作者姓名任宇航学院名称生命学院指导教师张春雨讲师答辩委员会主席唐晓英教授申请学位级别工程硕士学科专业生物医学工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年06月ResearchonSpectralDomainOpticalCoherenceTomographyanditsapplicationsCandidateName:YuhangRenSchoolorDepartment:SchoolofLifeScienceFacultyMentor:ChunyuZhang

2、Chair,ThesisCommittee:Prof.XiaoyingTangDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor：BiomedicalEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence:June，2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作

3、者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要光学相干层析（OpticalCoherenceTomography,OCT）是近二十多年来快速发展起来的断层成像技术，具有高分辨率、非接触和无损伤等优点，一经提出便受到了广泛的关注和研究。最早提出的是时域光学相干层析（TimedomainOCT,TD-OCT），属于第一代OCT技术，通过机械移动参考臂的反射镜实现对样品深度的扫描，即点扫描，这种扫描方式不仅大大降低了OCT的成像速度，而且引入了扫描噪声，限制了OCT的应用。谱域光学相干层析（SpectraldomainOC

4、T,SD-OCT）是OCT的一个重要分支，属于第二代OCT，即频域光学相干层析(FourierdomainOCT,FD-OCT)的一种。谱域OCT通过引入快速光谱仪和快速傅立叶变换（fastFouriertransform，FFT），避免了参考臂的机械式纵向扫描，解决了时域`光学相干层析成像慢的缺点，并且提高了灵敏度和动态范围，现在已经成为各个领域尤其是生物医学领域研究的热点。光学相干层析也演化出许多功能成像，光学相干弹性成像（OpticalCoherenceElastography,OCE），是以软组织的应力、应变、杨氏模量和剪切模量等弹性参数为成像对象的技术。由于生物组织在病理学上的变化

5、往往伴随着在弹性上的改变，因此弹性成像也愈发受到了广泛的关注。此外，OCE不仅继承了OCT的高分辨率，还由于其对弹性差异的评估，将OCT成像的分辨率由微米级提高到了纳米量级。本文首先介绍了OCT的发展现状、优缺点和各种应用，并阐述了了SD-OCT的基本原理和相关参数，其次介绍了系统的组成及各部分材料的选取和搭建，然后分析了SD-OCT系统中存在的噪声，并通过采用反射镜、盖玻片和生物组织样品对SD-OCT系统的参数和性能进行测量和评价，最后简单介绍了光学相干弹性成像的发展、应用和原理，并通过实验证明了相敏OCE的可行性。关键词：光学相干层析；谱域OCT；线性k空间；去噪北京理工大学硕士学位论文

6、AbstractOpticalCoherenceTomography(OCT)isanewcross-sectionalimagingtechniqueinrecent20yearswiththeadvantagesofhighresolution,non-contactandnodamage.OCThasbeenpaidwidespreadattentionsinceitwasintroduced.TimedomainOCT(TD-OCT)isthefirstgenerationofOCT.TD-OCTrealizeaxialscanningviacontrollingthemovemen

7、tofreferencearmmirror,whichgreatlyslowerimagingspeedofOCTandintroducescanningnoiseintothesystem.ThisdisadvantagelimitstheusageofTD-OCT.SpectraldomainOCT(SD-OCT)isanimportantbranchofOCT.SD-OCTisakindofFourie