彩色寬場(chǎng)OCT系統(tǒng)的控制與圖像三維重建的研究.pdf

1、光學(xué)相干斷層成像(Optical Coherence Tomography，OCT)技術(shù)是利用寬帶光源的低相干特性，通過(guò)測(cè)量樣品后向散射光的干涉信號(hào)對(duì)樣品內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行高分辨率層析成像的非侵入、快速、高靈敏度、高精度成像的新型光學(xué)成像技術(shù)，是一種集光學(xué)、物理學(xué)、精密自動(dòng)控制、電子、計(jì)算機(jī)圖形圖像學(xué)等多門(mén)學(xué)科為一體的綜合成像技術(shù)。寬場(chǎng)光學(xué)相干層析成像(Wide Field Optical Coherence Tomography，寬場(chǎng)

2、OCT)技術(shù)是基于傳統(tǒng)OCT技術(shù)發(fā)展起來(lái)的，有望克服傳統(tǒng)OCT技術(shù)成像速度慢、成本高、縱向分辨率低等缺點(diǎn)。本論文開(kāi)展了彩色寬場(chǎng)OCT系統(tǒng)的機(jī)電控制設(shè)計(jì)和由樣品二維斷層圖像進(jìn)行三維重建的研究，并對(duì)寬場(chǎng)OCT系統(tǒng)性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。
　　 在彩色寬場(chǎng)OCT系統(tǒng)的機(jī)電控制設(shè)計(jì)方面，基于寬場(chǎng)OCT系統(tǒng)的基本原理和系統(tǒng)硬件選擇，對(duì)彩色寬場(chǎng)OCT系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)的控制軟件設(shè)計(jì):首先，在VC6.0中實(shí)現(xiàn)了對(duì)微動(dòng)臺(tái)、宏動(dòng)臺(tái)以及CCD相機(jī)圖像采集的獨(dú)立

3、控制;然后，完成了三者之間的聯(lián)動(dòng)控制，并實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的縱向掃描。所設(shè)計(jì)的控制軟件用于彩色寬場(chǎng)OCT系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，彩色寬場(chǎng)OCT系統(tǒng)利用設(shè)計(jì)的控制軟件能夠?qū)橘|(zhì)均勻、質(zhì)地透明、反射率較高的樣品進(jìn)行表面和次表面信息采集。
　　 在彩色寬場(chǎng)OCT系統(tǒng)三維圖像重建研究方面，為了能夠更加直觀地觀察到樣品表面或樣品上感興趣區(qū)域的圖像，基于移動(dòng)立方體(MC)算法的基本原理，采用VC6.0和OpenGL混合編程，實(shí)現(xiàn)了對(duì)采集到

4、的干涉信號(hào)經(jīng)圖像處理解析出的斷層圖像的三維圖像重建，即，將二維斷層圖像經(jīng)過(guò)MC算法進(jìn)行疊加得到樣品的三維立體圖形。三維圖像重建程序主要分為兩部分:體數(shù)據(jù)處理（即MC算法的實(shí)現(xiàn)部分）和三維顯示部分。體數(shù)據(jù)處理是用C/C++語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn)MC算法，三維顯示部分是在VC6.0平臺(tái)中調(diào)用OpenGL函數(shù)庫(kù)完成了三維圖形的顯示。利用所設(shè)計(jì)的三維重建程序進(jìn)行三維圖像重建實(shí)驗(yàn)，分別對(duì)醫(yī)學(xué)中的CT斷層圖像，傳統(tǒng)OCT系統(tǒng)得到的斷層圖像，以及彩色寬場(chǎng)OCT