先進(jìn)眼科多模態(tài)成像技術(shù)研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、無論是在發(fā)達(dá)國家還是發(fā)展中國家,視網(wǎng)膜疾病都是導(dǎo)致失明的最主要原因之一。目前各種先進(jìn)眼科成像技術(shù)已經(jīng)在視網(wǎng)膜疾病的早期診斷中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。在這些成像技術(shù)中,近年來新興的光學(xué)相干層析成像技術(shù)和光致超聲成像技術(shù)以其非侵入性及高分辨率等特點(diǎn),在視網(wǎng)膜疾病的研究及臨床診斷中日趨體現(xiàn)出巨大的潛力。
  光學(xué)相干層析技術(shù)(OCT)是一種基于光學(xué)相干特性的在體、實(shí)時(shí)、高分辨率的三維斷層成像技術(shù),可以協(xié)助醫(yī)生作出早期的診斷,了解病理的變化

2、過程并作出相應(yīng)的療程安排,目前這種成像技術(shù)已經(jīng)成為眼科臨床檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)之一。而光致超聲成像技術(shù)(PA)則是近年新興起來的熱點(diǎn),基于生物組織的光學(xué)吸收特性,實(shí)現(xiàn)無創(chuàng)、高分辨率、高對比成像機(jī)制以及厘米量級的平均探測深度。本文的工作以這兩種成像方式為主,結(jié)合自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)(AO),研究新型的眼科多模態(tài)成像系統(tǒng)。將OCT和PA分別與AO相結(jié)合的AO-OCT和AO-PAOM系統(tǒng)分別提高了OCT和PA的橫向分辨率;將OCT與PA相結(jié)合的OCT-PAOM

3、系統(tǒng)可以同時(shí)反映生物組織的散射特性及光吸收特性,并同步獲取生物組織的結(jié)構(gòu)與功能成像。多模態(tài)成像系統(tǒng)可以對由眼底視網(wǎng)膜病變所帶來的眼底組織結(jié)構(gòu)及功能上的變化進(jìn)行觀測和估計(jì),進(jìn)而對視網(wǎng)膜疾病實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的早期診斷。
  本工作可根據(jù)應(yīng)用技術(shù)的不同劃分為以下幾個(gè)部分:
  首先,搭建高分辨率頻域OCT系統(tǒng),成功實(shí)現(xiàn)了人眼和活體大鼠眼的在體視網(wǎng)膜成像。并通過頻域OCT實(shí)現(xiàn)了小鼠全眼的快速成像,準(zhǔn)確地計(jì)算出小鼠眼的各項(xiàng)結(jié)構(gòu)參數(shù)指標(biāo),證實(shí)了

4、利用頻域OCT實(shí)現(xiàn)全眼結(jié)構(gòu)參數(shù)測量可行性和優(yōu)越性。
  其二,為了提高OCT系統(tǒng)的橫向分辨率,將AO和OCT相結(jié)合,搭建AO-OCT系統(tǒng)。首先通過薄膜變形鏡(MMDM)和壓電變形鏡(PDM)這兩種常用的變形鏡的對比實(shí)驗(yàn),分析不同種類的變形鏡在實(shí)際處理像差時(shí)的有效性和可靠性?;趯Ρ葘?shí)驗(yàn)的結(jié)果,選擇合適的變形鏡和波前像差傳感器,對大鼠眼的像差進(jìn)行了測量和校正。對比校正前后采集到的OCT圖像的差異,評估引入自適應(yīng)系統(tǒng)后對OCT成像質(zhì)量

5、的影響。
  其三,研究多模態(tài)光致超聲成像系統(tǒng)。為提高PA系統(tǒng)的橫向分辨率,將AO和PA相結(jié)合,搭建AO-PAM系統(tǒng),閉環(huán)校正照明激光的波前像差,并由自制的超聲傳感器檢測激發(fā)出的光聲信號(hào)。經(jīng)過像差校正之后,PAM系統(tǒng)的橫向分辨率可以達(dá)到2.5μm以內(nèi)。通過豬眼樣品的體外成像,發(fā)現(xiàn)像差校正之后PA圖像質(zhì)量有明顯的提高,并首次觀察到視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞的PA圖像。為了彌補(bǔ)PA在結(jié)構(gòu)成像方面的不足,將OCT與PA相結(jié)合,搭建了OCT-PA

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