生物组织光学断层成像与光学参数提取方法研究

发布时间：2021-12-29 01:39

　　生物组织光学参数与组织成份、结构和健康状态直接相关,对组织光学参数进行非接触、快速、准确的在体测量具有重要的意义。光学相干层析成像（OCT）技术具有非侵入、高分辨、高动态范围的优点,在组织光学参数检测应用中具有很高的研究价值。本文对OCT系统特性进行了理论分析、数值模拟和实验验证,并在此基础上探讨了光学参数提取的可行性和具体方法。首先讨论了OCT系统的原理和信号特征,分析了快速扫描延迟线的光学系统结构和色散特性；使用扩展惠更斯-菲涅耳原理对OCT系统进行了噪声分析,并对具有不连续层状结构的样本最大探测深度进行了讨论；实验中利用组织模拟液对理论方法进行了验证。建立了基于快速扫描延迟线的时域OCT系统,可以实现100线/s以上的扫描频率和2 mm以上的扫描光程。系统采用光纤迈克尔逊干涉结构,使用1550 nm光源,纵向分辨率14 gm,并成功对实际生物组织进行了层析成像实验。对于系统可能存在的色散问题,研究并设计了通过数值变换进行色散补偿的方法,对于水或者快速扫描延迟线产生的色散成功进行了二阶和三阶色散补偿。使用OCT系统实现了透明和浑浊物质折射率的精确测量。系统的讨论了光在生物组织中的传... 

【文章来源】：暨南大学广东省 211工程院校

【文章页数】：134 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 生物组织光学特性研究背景及意义
    1.2 生物组织中的光传输问题
    1.3 生物组织光学参数的测量
    1.4 OCT技术概述
    1.5 OCT信号的蒙特卡洛模拟
    1.6 基于OCT的生物组织光学参数测量
    1.7 主要内容与结构安排
第二章 用于生物组织光学参数提取的光学相干层析系统特性分析
    2.1 OCT的基本原理
    2.2 快速扫描延迟线
    2.3 OCT的EHF模型
第三章 光纤光学相干层析实验系统及其色散补偿
    3.1 1550nm波段OCT系统搭建和扫描实验
    3.2 OCT信号的色散补偿
    3.3 OCT系统色散补偿实验
    3.4 小结
第四章 生物组织OCT信号特点及数值模拟
    4.1 生物组织的光学特性
    4.2 光束的高斯模型
    4.3 OCT干涉信号的蒙特卡洛模拟
第五章 利用OCT提取生物组织光学参数方法研究
    5.1 基于干涉信号提取生物组织光学参数的可行性
    5.2 低相干干涉的快速蒙特卡洛计算
    5.3 光学参数重构的最优化算法
    5.4 人工神经网络在光学参数重构中的应用
    5.5 小结
第六章 生物组织模拟样本的光学参数重构实验
    6.1 组织模拟液的干涉测量与光学参数重构
    6.2 牛奶的光学参数测量
    6.3 小结
第七章 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 主要创新点
    7.3 展望与提高
参考文献
附录A
附录B
在学期间发表论文以及参加科研情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]聚焦光束在生物组织中传输的数值模拟[J]. 林林,张梅,张怀岺.  中国医学影像技术. 2010(12)
[2]氨基酮戊酸光动力疗法治疗尖锐湿疣的临床观察[J]. 吴意平,常建民,杨敏,鲍迎秋,傅裕.  中华皮肤科杂志. 2010 (08)
[3]基于双积分球和锁相放大测量的近红外多波长光学参量测量系统的研究[J]. 李晨曦,赵会娟,王秋殷,宋扬,徐可欣.  光子学报. 2009(07)
[4]基于微扰蒙特卡罗的薄层状组织光学参数重构技术[J]. 赵会娟,阎长斐,张顺起,关堂兵,缪辉,贺喜.  纳米技术与精密工程. 2009(03)
[5]光动力治疗寻常痤疮的进展[J]. 马少吟,刘玉梅.  国际皮肤性病学杂志. 2008 (06)
[6]用于玉石结构分析的光学相干层析技术[J]. 曾楠,何永红,马辉.  光学精密工程. 2008(07)
[7]基于飞秒掺钛蓝宝石激光器和光子晶体光纤的超高分辨光学相干CT[J]. 葛惠民,薛平,茅卫红.  科学通报. 2008(12)
[8]高斯光束的数值模拟新方法[J]. 张凤生.  光子学报. 2008(06)
[9]应用于珍珠检测的光学相干层析技术[J]. 曾楠,何永红,马辉,王淑霞.  中国激光. 2007(08)
[10]基于探测超声的生物组织无损光声层析成像[J]. 向良忠,邢达,谷怀民,杨迪武,杨思华,曾吕明.  光子学报. 2007(07)



本文编号：3555141