頻域偏振光學(xué)相干層析成像的理論和實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、光學(xué)相干層析成像(OpticalCoherenceTomography，OCT)是一門新興的非侵入，高分辨率成像技術(shù)，主要應(yīng)用在生物醫(yī)學(xué)組織成像方面。其中最具前途的一種OCT技術(shù)是偏振OCT(polarizationsensitiveOCT-PSOCT)，主要是因?yàn)樵摷夹g(shù)不僅具有對組織成像能力而且可以測量組織雙折射的能力。但是傳統(tǒng)的偏振OCT是基于時(shí)域的，與現(xiàn)今流行的頻域OCT相比，時(shí)域OCT在成像速度上，信噪比上，動態(tài)范圍上都不如頻域

2、OCT。并且未來OCT正向著高速采集、實(shí)時(shí)成像的方向發(fā)展，所以擺在我們面前的一個課題就是怎樣將時(shí)域偏振OCT發(fā)展成基于頻域的偏振OCT。 本課題根據(jù)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有設(shè)備基礎(chǔ)，提出了基于頻域的偏振光學(xué)相干層析成像(FourierDomainPolarizationSensitiveOpticalCoherenceTomography，F(xiàn)DPSOCT)的設(shè)想，并完成了以下主要工作： 首先，結(jié)合頻域相干光學(xué)層析成像技術(shù)和傳統(tǒng)偏振光學(xué)

3、相干層析成像技術(shù)，提出頻域偏振光學(xué)相干層析成像新理論，推導(dǎo)了頻域偏振光學(xué)層析成像的理論公式，并將頻域光學(xué)相干層析成像中的雙相位技術(shù)應(yīng)用到此系統(tǒng)中，消除了直流噪聲、樣品后向散射光的互相關(guān)噪聲，提高了成像質(zhì)量。 其次，根據(jù)頻域偏振光學(xué)相干層析成像的理論，成功地搭建了FDPSOCT實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)成像縱向分辨率在13微米左右，橫向分辨率在12微米左右，系統(tǒng)的動態(tài)范圍可以達(dá)到130dB，系統(tǒng)的相位測量誤差小于0.1弧度；利

4、用PZT建立的雙相位技術(shù)提高了圖像質(zhì)量，明顯地消除了圖像中的直流成分和互相干項(xiàng)成分。 再次，利用兩種信息處理方式來提取樣品的雙折射信息：第一，提取后向散射光的斯托克斯向量(I，Q，U，V)以及從斯托克斯向量再次處理得到樣品的去偏效應(yīng)，第二，由兩個偏振態(tài)光提取樣品的相位延遲圖像及快慢軸方向。 最后，利用組建的系統(tǒng)和信息提取方式進(jìn)行了包括筋組織、軟骨組織、肌肉組織、眼睛組織等組織的成像研究和分析，通過組織雙折射特性的測量，獲