頻域偏振光學相干層析成像的理論和實驗研究.pdf

1、光學相干層析成像(OpticalCoherenceTomography，OCT)是一門新興的非侵入，高分辨率成像技術，主要應用在生物醫(yī)學組織成像方面。其中最具前途的一種OCT技術是偏振OCT(polarizationsensitiveOCT-PSOCT)，主要是因為該技術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是基于時域的，與現(xiàn)今流行的頻域OCT相比，時域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、實時成像的方向發(fā)展，所以擺在我們面前的一個課題就是怎樣將時域偏振OCT發(fā)展成基于頻域的偏振OCT。 本課題根據實驗室現(xiàn)有設備基礎，提出了基于頻域的偏振光學相干層析成像(FourierDomainPolarizationSensitiveOpticalCoherenceTomography，F(xiàn)DPSOCT)的設想，并完成了以下主要工作： 首先，結合頻域相干光學層析成像技術和傳統(tǒng)偏振光學

3、相干層析成像技術，提出頻域偏振光學相干層析成像新理論，推導了頻域偏振光學層析成像的理論公式，并將頻域光學相干層析成像中的雙相位技術應用到此系統(tǒng)中，消除了直流噪聲、樣品后向散射光的互相關噪聲，提高了成像質量。 其次，根據頻域偏振光學相干層析成像的理論，成功地搭建了FDPSOCT實驗系統(tǒng)。實驗結果表明，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建立的雙相位技術提高了圖像質量，明顯地消除了圖像中的直流成分和互相干項成分。 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，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