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1、经过实验表明，生物医学光学(BiomedicaloPtics)是近年来受到国际光学界和生物医学界广泛关注的研究热点,随着光学技术的发展,生物医学光学将在多层次上对研究生物体组织特别是人体组织的结构、功能和其他生命现象产生重要影响。医学光学成像技术作为生物医学光学的一个分支,从理论上可分为扩散光学成像与相干域光学成像。前者成像深度较深,理论基础是光子输运方程的扩散近似,被检测的光学信号会在组织体内经历多次散射,如何建立散射信息与组织光学特性参数变化间的关系和提取散射信息是其关键。光学相干层析成像技术(opticaleohereneetomography,oCT)是属于后者一一相干域光学成
2、像的一种无损“光学活检”技术。基于扫频光源的光学频域成像(opticalfrequeneydomainimaging,oFDI)或称为扫频光学相干层析成像(swepts。uree。pticalcoherencetomography,55一oeT)是最新一代OCT技术。首先介绍了OCT发展的几代技术的比较;接着介绍了OFDI的核心部分一一扫频光源的研究现状及发展;最后介绍了本文的主要研究内容和创新点。1.1OCT技术发展OCT将光纤技术、光电探测技术与计算机处理技术等有机结合,无损获取组织内部的结构乃至功能信息[1],是继x射线计算机断层成像(xcT)和核磁共振成像(MRI)技术之后的又
3、一重要突破,实际上是通过测量后向散射光的振幅和相移得到微米量级分辨的样品横切面结构图像[2,3]。ocT基础理论来自组织光学中的光与组织的相互作用,OCT技术只利用了光在组织中传输的最小部分的单次后向散射光一一弹道光(ballisticlight),如何避免散射以及在强散射背景中提取这部分有用的信息是OCT技术的重点。弹道光子在散射介质中传播满足朗伯比尔指数衰减定律,理想弹道光子的探测由量子点噪声决定穿透深度,因此弹道光子的探测深度有限,大约能穿透30个平均自由程。光与生物组织的相互作用很复杂,与光波的特性、生物组织结构及其物理化学生物特性均有关系。通过研究光在生物组织中的传输规律,得
4、出近红外光(700一150onln)成像具有无损、非电离、吸收小、散射小等优势成为“组织光窗”经过实验表明，生物医学光学(BiomedicaloPtics)是近年来受到国际光学界和生物医学界广泛关注的研究热点,随着光学技术的发展,生物医学光学将在多层次上对研究生物体组织特别是人体组织的结构、功能和其他生命现象产生重要影响。医学光学成像技术作为生物医学光学的一个分支,从理论上可分为扩散光学成像与相干域光学成像。前者成像深度较深,理论基础是光子输运方程的扩散近似,被检测的光学信号会在组织体内经历多次散射,如何建立散射信息与组织光学特性参数变化间的关系和提取散射信息是其关键。光学相干层析成像
5、技术(opticaleohereneetomography,oCT)是属于后者一一相干域光学成像的一种无损“光学活检”技术。基于扫频光源的光学频域成像(opticalfrequeneydomainimaging,oFDI)或称为扫频光学相干层析成像(swepts。uree。pticalcoherencetomography,55一oeT)是最新一代OCT技术。首先介绍了OCT发展的几代技术的比较;接着介绍了OFDI的核心部分一一扫频光源的研究现状及发展;最后介绍了本文的主要研究内容和创新点。1.1OCT技术发展OCT将光纤技术、光电探测技术与计算机处理技术等有机结合,无损获取组织内部的
6、结构乃至功能信息[1],是继x射线计算机断层成像(xcT)和核磁共振成像(MRI)技术之后的又一重要突破,实际上是通过测量后向散射光的振幅和相移得到微米量级分辨的样品横切面结构图像[2,3]。ocT基础理论来自组织光学中的光与组织的相互作用,OCT技术只利用了光在组织中传输的最小部分的单次后向散射光一一弹道光(ballisticlight),如何避免散射以及在强散射背景中提取这部分有用的信息是OCT技术的重点。弹道光子在散射介质中传播满足朗伯比尔指数衰减定律,理想弹道光子的探测由量子点噪声决定穿透深度,因此弹道光子的探测深度有限,大约能穿透30个平均自由程。光与生物组织的相互作用很复杂
7、,与光波的特性、生物组织结构及其物理化学生物特性均有关系。通过研究光在生物组织中的传输规律,得出近红外光(700一150onln)成像具有无损、非电离、吸收小、散射小等优势成为“组织光窗”(tissueoptiealwindow),并且得出四个最好的峰值,分别是850、1060、1300和15O0nm波段。因此,大部分OCT技术的光源都是基于这四个波段。自1991年美国麻省理工学院(MIT)Fujimot。小组研制出第一台OCT系统,并成功获取
