基于OCT和高光谱成像的双模态皮肤成像系统研究

发布时间：2021-10-20 22:32

　　光学相干断层扫描成像（Optical Coherence Tomography,OCT）和高光谱成像（Hyperspectral Imaging,HSI）是两种新型的生物医学光学成像技术,可以实现对在体生物组织的无损成像,具有高灵敏度、高分辨率、非侵入和无辐射等优点。OCT是基于相干探测实现对样品组织结构的三维成像,而HSI则主要是基于样品的光吸收特性实现对样品表面的成像,两者具备一定的互补性。因此,本文设计开发了 OCT和HSI相结合的双模态成像系统,研究其在皮肤上应用的可行性。本文主要内容如下:1.设计开发了一套基于OCT和HSI的双模态光学成像系统。其中,OCT系统是基于1060nm的扫频光源而设计,A-scan速度达到100kHz,成像深度5mm（空气中）,轴向和横向分辨率分别为8μm和70.3μm。HSI系统是基于推扫型成像光谱仪而设计,系统成像光谱范围是465-630nm,光谱分辨率和空间分辨率分别为2.1nm和31.3μm。2.基于Labview和Matlab混合编程对双模态系统进行软件设计,包括两个子系统的时序控制、数据采集、图像重建、图像实时显示和图像预处理等。在La... 

【文章来源】：苏州大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 OCT成像技术概述
        1.1.1 OCT成像技术的原理
        1.1.2 OCT成像技术的分类
        1.1.3 OCT成像技术的发展
        1.1.4 OCT成像技术的应用
    1.2 高光谱成像技术概述
        1.2.1 高光谱成像技术的原理
        1.2.2 高光谱成像技术的发展
        1.2.3 高光谱成像技术的应用
    1.3 两种成像技术在皮肤疾病的研究现状
    1.4 本文的研究意义和研究内容
        1.4.1 本文的研究意义
        1.4.2 本文的主要研究内容
第二章 双模态成像系统的硬件设计与开发
    2.1 双模态成像系统成像设计理论与方法
        2.1.1 双模态成像系统设计理论
        2.1.2 双模态成像系统硬件设计
    2.2 OCT子系统设计与搭建
        2.2.1 扫频OCT光源
        2.2.2 干涉模块
        2.2.3 扫描模块
        2.2.4 平衡探测器
        2.2.5 数据采集卡
    2.3 高光谱子系统设计与搭建
        2.3.1 成像光谱仪
        2.3.2 电动平移台
    2.4 OCT子系统性能参数
        2.4.1 轴向分辨率
        2.4.2 横向分辨率
        2.4.3 成像深度
    2.5 高光谱子系统性能参数
        2.5.1 光谱分辨率
        2.5.2 空间分辨率
        2.5.3 工作波段范围
        2.5.4 成像范围
    2.6 本章小结
第三章 双模态系统软件设计与信号处理方法设计
    3.1 双模态系统软件设计
        3.1.1 双模态系统整体设计框架
        3.1.2 系统软件设计
    3.2 OCT子系统数据采集与图像重建
        3.2.1 数据采集
        3.2.2 图像重建
    3.3 高光谱子系统数据采集与图像重建
        3.3.1 数据采集
        3.3.2 图像重建
    3.4 高光谱子系统光谱标定
    3.5 本章小结
第四章 双模态系统应用于色素痣检测的研究
    4.1 实验方案设计
    4.2 高光谱数据处理方法
        4.2.1 平滑去噪
        4.2.2 多元散射校正
        4.2.3 降维
        4.2.4 聚类
    4.3 实验结果以及分析
        4.3.1 图像配准
        4.3.2 基于高光谱的色素痣病变区域结果分析
        4.3.3 基于OCT的色素痣病变区域结果分析
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
攻读学位期间的研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于光学相干断层成像技术量化评估皮肤癌的二维傅里叶分形维数[J]. 孟雅丹,金京,徐琦,Oleg Myakinin,Valery Zakharov,高巍.  生物医学工程研究. 2017(04)
[2]冷冻、激光及手术治疗皮肤色素痣的比较研究[J]. 唐许,龚成,刘慧.  中国医疗设备. 2017(S1)
[3]基于非均匀快速傅里叶变换的干涉合成孔径显微算法[J]. 张运旭,高万荣,伍秀玭.  光学学报. 2017(04)
[4]若干高光谱成像新技术及其应用研究[J]. 王跃明,贾建鑫,何志平,王建宇.  遥感学报. 2016(05)
[5]Offner型成像光谱仪波长使用范围和光谱分辨率研究[J]. 裴梓任,黄元申,张大伟,韩姗,洪瑞金,倪争技.  光子学报. 2014(07)
[6]超脉冲二氧化碳激光袪除色素痣的临床疗效及护理[J]. 张红玲,张晓梅.  护理研究. 2013(24)
[7]透红外晶体材料的研究现状[J]. 熊远鹏,吴波,温翠莲,王敏,黄超然,刘海龙.  红外. 2012(11)
[8]高光谱矿物填图技术与应用研究[J]. 王润生,甘甫平,闫柏琨,杨苏明,王青华.  国土资源遥感. 2010(01)
[9]光谱成像的原理、技术和生物医学应用[J]. 范世福,李昀,赵友全.  生命科学仪器. 2004(04)
[10]显微高光谱成像系统的设计[J]. 肖功海,舒嵘,薛永祺.  光学精密工程. 2004(04)

博士论文
[1]基于医学高光谱影像分析的肿瘤组织分类方法研究[D]. 杜剑.中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所) 2018



本文编号：3447709