【摘要】：光學(xué)相干層析(Optical Coherence Tomography,OCT)技術(shù),是近些年來(lái)得到迅速發(fā)展的一種新型光學(xué)成像技術(shù)。OCT技術(shù)具有分辨率高、無(wú)損傷、實(shí)時(shí)成像等優(yōu)點(diǎn)。OCT基于低相干干涉原理,可以對(duì)生物組織表面及內(nèi)部的細(xì)微結(jié)構(gòu)進(jìn)行成像,對(duì)組織內(nèi)部信息進(jìn)行有效的提取。光學(xué)相干層析技術(shù)目前在眼科、口腔、心血管等醫(yī)學(xué)診斷領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。 OCT技術(shù)對(duì)于在體組織的成像檢測(cè)以及將該技術(shù)應(yīng)用于臨床診斷具有重要的理論價(jià)值和實(shí)際意義。本文在課題組前期研究的基礎(chǔ)上,根據(jù)OCT系統(tǒng)基本原理,主要完成了以下幾個(gè)方面的工作: 1、對(duì)OCT系統(tǒng)的橫向掃描裝置進(jìn)行了深入研究。設(shè)計(jì)了以微機(jī)電系統(tǒng)(Micro Electro Mechanical Systems,MEMS)作為橫向掃描裝置的OCT探頭的機(jī)械結(jié)構(gòu)。針對(duì)不同的應(yīng)用對(duì)象,設(shè)計(jì)了手持式和腕式兩種不同的探頭機(jī)械結(jié)構(gòu)并完成加工。 2、設(shè)計(jì)了基于MEMS掃描裝置的OCT系統(tǒng)的光路結(jié)構(gòu)。對(duì)MEMS探頭的掃描軌跡進(jìn)行了深入分析,提出了一種光學(xué)校正方法和一種軟件校正方法,并利用后一種方法對(duì)MEMS掃描圖像成功進(jìn)行了校正。 3、根據(jù)MEMS探頭的成像原理,設(shè)計(jì)了OCT探頭的處理程序與數(shù)據(jù)采集程序,成功的實(shí)現(xiàn)了對(duì)干涉信號(hào)的采集、處理、顯示�；贒SP電路,設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的同步控制程序,使系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集、MEMS橫向掃描能夠同步工作。利用該系統(tǒng)對(duì)玻片、皮膚組織進(jìn)行實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)OCT探頭的準(zhǔn)確性。 4、對(duì)牙齒組織和皮膚組織的光學(xué)特性進(jìn)行了理論與實(shí)驗(yàn)研究�；跀U(kuò)展的惠更斯-菲涅爾(Extended Huygens Fresnel,EHF)原理推導(dǎo)了OCT外差信號(hào)的表達(dá)式。利用該表達(dá)式對(duì)在體組織的OCT信號(hào)曲線進(jìn)行擬合,提取了在體組織的光散射系數(shù),驗(yàn)證了OCT應(yīng)用于在體組織成像的可行性。
[Abstract]:Optical coherence Tomography Oct (Oct) is a new type of optical imaging technology, which has been developed rapidly in recent years. Oct has the advantages of high resolution, no damage and real-time imaging. Oct is based on the principle of low coherence interference. The fine structure of the surface and interior of biological tissue can be imaged, and the information inside the tissue can be extracted effectively. Optical coherence tomography is currently used in ophthalmology and oral cavity. Oct has been widely used in the field of cardiovascular and other medical diagnosis. Oct has important theoretical value and practical significance for the imaging detection of in vivo tissue and the application of Oct in clinical diagnosis. In this paper, based on the previous research and the basic principle of Oct system, the following work has been accomplished: 1. The transversal scanning device of Oct system has been deeply studied. The mechanical structure of Oct probe with Micro Electro Mechanical Systems MEMS (MEMS) as transverse scanning device is designed. For different objects of application, two kinds of mechanical structures of hand-held probe and carpal probe are designed and processed. 2. The optical structure of Oct system based on MEMS scanning device is designed. An optical correction method and a software correction method are proposed, and the latter method is used to correct the MEMS scanning image successfully. 3. According to the imaging principle of MEMS probe, the scanning trajectory of MEMS probe is analyzed. The processing program and data acquisition program of Oct probe are designed, and the interference signal is collected, processed and displayed successfully. Based on DSP circuit, the synchronous control program of the system is designed to synchronize the horizontal scanning of MEMS in the system. The optical properties of tooth tissue and skin tissue were studied theoretically and experimentally by using the system to test the accuracy of the Oct probe. Based on the extended Huygens Fresnelen EHF principle, the expression of Oct heterodyne signals is derived. The expression is used to fit the Oct signal curve of in vivo tissue, and the light scattering coefficient of in vivo tissue is extracted, which verifies the feasibility of using Oct in vivo tissue imaging.
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：R318.51;TP391.41

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本文編號(hào)：2123887