面向早期宮頸癌檢測的小傾角薄層光學(xué)層析成像系統(tǒng)研究.pdf

1、面向早期宮頸癌檢測的小傾角薄層光學(xué)層析成像系統(tǒng)研究ALaminarOpticalTomographywithSmallTiltAngleforEarlyCervicalCancerDetection領(lǐng)域：生物醫(yī)學(xué)工程研究生：陳雪影指導(dǎo)教師：趙會娟教授天津大學(xué)精密儀器與光電子工程學(xué)院二零一五年十二月摘要薄層光學(xué)層析成像(LaminarOpticalTomographyLOT)是一種新興的能夠?qū)崿F(xiàn)深度分辨的介觀功能光學(xué)成像，結(jié)合了共聚焦激光

2、掃描顯微鏡(ConfocalLaserScanning0pticalMicroseopyCLSM)的光學(xué)結(jié)構(gòu)和漫射光層析成像(DiffuseOpticalTomographyDOT)的圖像重建原理。傳統(tǒng)LOT存在的一個問題是入射和返回主光線與光軸問的夾角隨著掃描坐標(biāo)的不同而變化，而重建算法的正向模型中的光源模型是基于角度不變的，即存在著實驗?zāi)Ｐ团c正向模型的不匹配，將加大圖像重建的誤差。本文旨在不降低掃描速度的前提下解決模型不匹配問題，進

3、行了以下工作：(1)模擬分析了準(zhǔn)直光入射角對組織體內(nèi)光子密度分布、邊界光流量、吸收系數(shù)重建結(jié)果的影響。(2)在本課題組已有基礎(chǔ)上設(shè)計并搭建了小傾角LOT系統(tǒng)。(3)從軟件模擬和實驗驗證兩方面驗證了本系統(tǒng)能夠減小入射和返回主光線與光軸間的夾角。軟件模擬和實驗的結(jié)果都表明，在同一掃描坐標(biāo)處，小傾角LOT可把入射返回主光線與光軸的夾角分別降低為傳統(tǒng)LOT的二分之一和十分之一。(4)設(shè)計了成像實驗，驗證本LOT系統(tǒng)在O5mlll的深度下的分辨率

4、至少可達(dá)350gm。研制了仿宮頸組織體。利用該系統(tǒng)對光學(xué)參數(shù)、位置和形狀都是己知的異質(zhì)體進行成像實驗和三維圖像重建。結(jié)果表明：LOT實驗中吸收系數(shù)重建值與真實值的誤差在8％的范圍內(nèi)，重建異質(zhì)體的位置和形狀與真實情況基本相符。測試了系統(tǒng)能夠分辨的極限吸收比，驗證了本系統(tǒng)應(yīng)用于檢測早期宮頸癌的可行性。(5)進行了初步的臨床宮頸組織成像實驗。本論文的研究成果對提高早期宮頸癌的在體無創(chuàng)診斷效果具有重大意義。關(guān)鍵字：薄層光學(xué)層析成像雙遠(yuǎn)心光路早期