生物組織光學(xué)斷層成像與光學(xué)參數(shù)提取方法研究
發(fā)布時間:2021-12-29 01:39
生物組織光學(xué)參數(shù)與組織成份、結(jié)構(gòu)和健康狀態(tài)直接相關(guān),對組織光學(xué)參數(shù)進行非接觸、快速、準(zhǔn)確的在體測量具有重要的意義。光學(xué)相干層析成像(OCT)技術(shù)具有非侵入、高分辨、高動態(tài)范圍的優(yōu)點,在組織光學(xué)參數(shù)檢測應(yīng)用中具有很高的研究價值。本文對OCT系統(tǒng)特性進行了理論分析、數(shù)值模擬和實驗驗證,并在此基礎(chǔ)上探討了光學(xué)參數(shù)提取的可行性和具體方法。首先討論了OCT系統(tǒng)的原理和信號特征,分析了快速掃描延遲線的光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和色散特性;使用擴展惠更斯-菲涅耳原理對OCT系統(tǒng)進行了噪聲分析,并對具有不連續(xù)層狀結(jié)構(gòu)的樣本最大探測深度進行了討論;實驗中利用組織模擬液對理論方法進行了驗證。建立了基于快速掃描延遲線的時域OCT系統(tǒng),可以實現(xiàn)100線/s以上的掃描頻率和2 mm以上的掃描光程。系統(tǒng)采用光纖邁克爾遜干涉結(jié)構(gòu),使用1550 nm光源,縱向分辨率14 gm,并成功對實際生物組織進行了層析成像實驗。對于系統(tǒng)可能存在的色散問題,研究并設(shè)計了通過數(shù)值變換進行色散補償?shù)姆椒?對于水或者快速掃描延遲線產(chǎn)生的色散成功進行了二階和三階色散補償。使用OCT系統(tǒng)實現(xiàn)了透明和渾濁物質(zhì)折射率的精確測量。系統(tǒng)的討論了光在生物組織中的傳...
【文章來源】:暨南大學(xué)廣東省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:134 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 生物組織光學(xué)特性研究背景及意義
1.2 生物組織中的光傳輸問題
1.3 生物組織光學(xué)參數(shù)的測量
1.4 OCT技術(shù)概述
1.5 OCT信號的蒙特卡洛模擬
1.6 基于OCT的生物組織光學(xué)參數(shù)測量
1.7 主要內(nèi)容與結(jié)構(gòu)安排
第二章 用于生物組織光學(xué)參數(shù)提取的光學(xué)相干層析系統(tǒng)特性分析
2.1 OCT的基本原理
2.2 快速掃描延遲線
2.3 OCT的EHF模型
第三章 光纖光學(xué)相干層析實驗系統(tǒng)及其色散補償
3.1 1550nm波段OCT系統(tǒng)搭建和掃描實驗
3.2 OCT信號的色散補償
3.3 OCT系統(tǒng)色散補償實驗
3.4 小結(jié)
第四章 生物組織OCT信號特點及數(shù)值模擬
4.1 生物組織的光學(xué)特性
4.2 光束的高斯模型
4.3 OCT干涉信號的蒙特卡洛模擬
第五章 利用OCT提取生物組織光學(xué)參數(shù)方法研究
5.1 基于干涉信號提取生物組織光學(xué)參數(shù)的可行性
5.2 低相干干涉的快速蒙特卡洛計算
5.3 光學(xué)參數(shù)重構(gòu)的最優(yōu)化算法
5.4 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在光學(xué)參數(shù)重構(gòu)中的應(yīng)用
5.5 小結(jié)
第六章 生物組織模擬樣本的光學(xué)參數(shù)重構(gòu)實驗
6.1 組織模擬液的干涉測量與光學(xué)參數(shù)重構(gòu)
6.2 牛奶的光學(xué)參數(shù)測量
6.3 小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
7.1 總結(jié)
7.2 主要創(chuàng)新點
7.3 展望與提高
參考文獻
附錄A
附錄B
在學(xué)期間發(fā)表論文以及參加科研情況
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]聚焦光束在生物組織中傳輸?shù)臄?shù)值模擬[J]. 林林,張梅,張懷岺. 中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù). 2010(12)
[2]氨基酮戊酸光動力療法治療尖銳濕疣的臨床觀察[J]. 吳意平,常建民,楊敏,鮑迎秋,傅裕. 中華皮膚科雜志. 2010 (08)
[3]基于雙積分球和鎖相放大測量的近紅外多波長光學(xué)參量測量系統(tǒng)的研究[J]. 李晨曦,趙會娟,王秋殷,宋揚,徐可欣. 光子學(xué)報. 2009(07)
[4]基于微擾蒙特卡羅的薄層狀組織光學(xué)參數(shù)重構(gòu)技術(shù)[J]. 趙會娟,閻長斐,張順起,關(guān)堂兵,繆輝,賀喜. 納米技術(shù)與精密工程. 2009(03)
[5]光動力治療尋常痤瘡的進展[J]. 馬少吟,劉玉梅. 國際皮膚性病學(xué)雜志. 2008 (06)
[6]用于玉石結(jié)構(gòu)分析的光學(xué)相干層析技術(shù)[J]. 曾楠,何永紅,馬輝. 光學(xué)精密工程. 2008(07)
[7]基于飛秒摻鈦藍寶石激光器和光子晶體光纖的超高分辨光學(xué)相干CT[J]. 葛惠民,薛平,茅衛(wèi)紅. 科學(xué)通報. 2008(12)
[8]高斯光束的數(shù)值模擬新方法[J]. 張鳳生. 光子學(xué)報. 2008(06)
[9]應(yīng)用于珍珠檢測的光學(xué)相干層析技術(shù)[J]. 曾楠,何永紅,馬輝,王淑霞. 中國激光. 2007(08)
[10]基于探測超聲的生物組織無損光聲層析成像[J]. 向良忠,邢達,谷懷民,楊迪武,楊思華,曾呂明. 光子學(xué)報. 2007(07)
本文編號:3555141
【文章來源】:暨南大學(xué)廣東省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:134 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 生物組織光學(xué)特性研究背景及意義
1.2 生物組織中的光傳輸問題
1.3 生物組織光學(xué)參數(shù)的測量
1.4 OCT技術(shù)概述
1.5 OCT信號的蒙特卡洛模擬
1.6 基于OCT的生物組織光學(xué)參數(shù)測量
1.7 主要內(nèi)容與結(jié)構(gòu)安排
第二章 用于生物組織光學(xué)參數(shù)提取的光學(xué)相干層析系統(tǒng)特性分析
2.1 OCT的基本原理
2.2 快速掃描延遲線
2.3 OCT的EHF模型
第三章 光纖光學(xué)相干層析實驗系統(tǒng)及其色散補償
3.1 1550nm波段OCT系統(tǒng)搭建和掃描實驗
3.2 OCT信號的色散補償
3.3 OCT系統(tǒng)色散補償實驗
3.4 小結(jié)
第四章 生物組織OCT信號特點及數(shù)值模擬
4.1 生物組織的光學(xué)特性
4.2 光束的高斯模型
4.3 OCT干涉信號的蒙特卡洛模擬
第五章 利用OCT提取生物組織光學(xué)參數(shù)方法研究
5.1 基于干涉信號提取生物組織光學(xué)參數(shù)的可行性
5.2 低相干干涉的快速蒙特卡洛計算
5.3 光學(xué)參數(shù)重構(gòu)的最優(yōu)化算法
5.4 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在光學(xué)參數(shù)重構(gòu)中的應(yīng)用
5.5 小結(jié)
第六章 生物組織模擬樣本的光學(xué)參數(shù)重構(gòu)實驗
6.1 組織模擬液的干涉測量與光學(xué)參數(shù)重構(gòu)
6.2 牛奶的光學(xué)參數(shù)測量
6.3 小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
7.1 總結(jié)
7.2 主要創(chuàng)新點
7.3 展望與提高
參考文獻
附錄A
附錄B
在學(xué)期間發(fā)表論文以及參加科研情況
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]聚焦光束在生物組織中傳輸?shù)臄?shù)值模擬[J]. 林林,張梅,張懷岺. 中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù). 2010(12)
[2]氨基酮戊酸光動力療法治療尖銳濕疣的臨床觀察[J]. 吳意平,常建民,楊敏,鮑迎秋,傅裕. 中華皮膚科雜志. 2010 (08)
[3]基于雙積分球和鎖相放大測量的近紅外多波長光學(xué)參量測量系統(tǒng)的研究[J]. 李晨曦,趙會娟,王秋殷,宋揚,徐可欣. 光子學(xué)報. 2009(07)
[4]基于微擾蒙特卡羅的薄層狀組織光學(xué)參數(shù)重構(gòu)技術(shù)[J]. 趙會娟,閻長斐,張順起,關(guān)堂兵,繆輝,賀喜. 納米技術(shù)與精密工程. 2009(03)
[5]光動力治療尋常痤瘡的進展[J]. 馬少吟,劉玉梅. 國際皮膚性病學(xué)雜志. 2008 (06)
[6]用于玉石結(jié)構(gòu)分析的光學(xué)相干層析技術(shù)[J]. 曾楠,何永紅,馬輝. 光學(xué)精密工程. 2008(07)
[7]基于飛秒摻鈦藍寶石激光器和光子晶體光纖的超高分辨光學(xué)相干CT[J]. 葛惠民,薛平,茅衛(wèi)紅. 科學(xué)通報. 2008(12)
[8]高斯光束的數(shù)值模擬新方法[J]. 張鳳生. 光子學(xué)報. 2008(06)
[9]應(yīng)用于珍珠檢測的光學(xué)相干層析技術(shù)[J]. 曾楠,何永紅,馬輝,王淑霞. 中國激光. 2007(08)
[10]基于探測超聲的生物組織無損光聲層析成像[J]. 向良忠,邢達,谷懷民,楊迪武,楊思華,曾呂明. 光子學(xué)報. 2007(07)
本文編號:3555141
本文鏈接:http://sikaile.net/yixuelunwen/swyx/3555141.html
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