论文部分内容阅读
光学相干层析成像(Optical Coherence Tomography,OCT)技术是一种基于低相干干涉原理的层析成像技术,它具有非入侵、无辐射、分辨率高等优点,因此而受到广泛研究。OCT技术分为时域OCT、谱域OCT和扫频OCT,扫频OCT技术兼具时域OCT技术的点探测优势和谱域OCT技术的快速成像能力,因此它的研究价值略高于其余两种OCT技术,特别是在高散射性生物组织成像领域中,扫频OCT技术具有巨大的优势。目前,扫频OCT技术已经成为国内外OCT研究小组的主要研究方向。经过充分的调研发现,大多数扫频OCT系统中采用的光源为1000nm和1310nm波段,而1550nm波段的扫频OCT系统研究较少,因此本文对1550nm波段的扫频OCT系统展开研究。主要研究工作如下:1、依据低相干干涉理论和傅立叶变换等原理建立扫频OCT系统理论模型,对系统的信噪比、灵敏度、分辨率、成像深度和成像速度等关键性能参数进行研究,分析这些关键性能参数各自的影响因素,获得扫频OCT系统的设计参数,为后续工作奠定理论基础。2、成像软件的设计是扫频OCT系统中的关键环节,本文在分析扫频OCT系统数据处理及图像重建方法的基础上,设计了光谱标定、光谱整形、FFT变换、灰度变换和图像重建等过程的算法,基于VC++6.0开发环境完成了从数据采集到图像重建全过程的程序编写,并设计良好的成像界面。3、为了获得在波数空间等间隔分布的干涉光谱信号需要进行光谱标定,本文分析了三种光谱标定方法:基于系统的预先标定法、基于辅助干涉仪的实时标定法和基于扫频光源K-trigger的自动标定法,通过对比分析得出三种方法各自的优缺点,为后续研究提供一定的参考价值。4、搭建了一套1550nm波段的扫频OCT系统,整个系统分为光路部分、硬件部分和数据处理部分。光路部分包括扫频光源、干涉仪、样品臂和参考臂等,硬件部分包括平衡探测器、数据采集卡和计算机等。搭建的系统理论轴向分辨率为15.1μm,理论成像深度为7.69mm,基于搭建的系统进行成像实验验证系统性能,获得系统的实际轴向分辨率为27μm,实际成像深度为4.5mm。