先進(jìn)眼科多模態(tài)成像技術(shù)研究.pdf

1、無(wú)論是在發(fā)達(dá)國(guó)家還是發(fā)展中國(guó)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(lái)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(guò)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(lái)的熱點(diǎn)，基于生物組織的光學(xué)吸收特性，實(shí)現(xiàn)無(wú)創(chuàng)、高分辨率、高對(duì)比成像機(jī)制以及厘米量級(jí)的平均探測(cè)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(duì)由眼底視網(wǎng)膜病變所帶來(lái)的眼底組織結(jié)構(gòu)及功能上的變化進(jìn)行觀測(cè)和估計(jì)，進(jìn)而對(duì)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(guò)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(cè)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(guò)薄膜變形鏡(MMDM)和壓電變形鏡(PDM)這兩種常用的變形鏡的對(duì)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?duì)比實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，選擇合適的變形鏡和波前像差傳感器，對(duì)大鼠眼的像差進(jìn)行了測(cè)量和校正。對(duì)比校正前后采集到的OCT圖像的差異，評(píng)估引入自適應(yīng)系統(tǒng)后對(duì)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(cè)激發(fā)出的光聲信號(hào)。經(jīng)過(guò)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(guò)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