時(shí)間分辨組織光學(xué)成像系統(tǒng)研究.pdf

1、在生物醫(yī)學(xué)光學(xué)成像領(lǐng)域存在的三種主要技術(shù)中(連續(xù)光技術(shù)、強(qiáng)度調(diào)制的擴(kuò)散光子密度波技術(shù)和時(shí)間分辨技術(shù)),時(shí)間分辨技術(shù)靈敏度最高,所提供的信息最多.在時(shí)間分辨系統(tǒng)中,窄脈沖激光束從組織的表面注入,光子在組織內(nèi)的傳輸歷經(jīng)多次散射,所探測(cè)到的時(shí)域被拓寬的光脈沖波形包含了與組織光學(xué)參數(shù)相關(guān)的信息.該文主要討論了一種多波長(zhǎng)、多通道的時(shí)間分辨的光學(xué)成像系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和研制,該系統(tǒng)的一個(gè)主要應(yīng)用是臨床乳腺腫瘤的檢測(cè)與診斷.6波長(zhǎng)的激光器(690nm,755

2、nm,780nm,798nm,830nm,838nm)發(fā)出的光脈沖經(jīng)耦合器合成一束后,通過光開關(guān)依次分配至32路光源光纖;從各路光源光纖出射的光子在組織內(nèi)經(jīng)過傳輸后,同時(shí)被16路探測(cè)光纖所收集到,在光電倍增管上激發(fā)出光電信號(hào);各路信號(hào)通過時(shí)間相關(guān)的單光子計(jì)數(shù)系統(tǒng)(TCSPC)所測(cè)量和記錄;TCSPC所測(cè)量的數(shù)據(jù)通過去卷積的擬合算法,從信號(hào)的波形中提取出圖像重建所需要的信息,重構(gòu)出組織局部光學(xué)參數(shù)(吸收系數(shù)μ<,0>和散射系數(shù)μ'<,s>

3、)在空間的二維分布圖像.在均勻液體介質(zhì)光學(xué)參數(shù)測(cè)量試驗(yàn)中,系統(tǒng)可以完整地測(cè)量出各個(gè)通道的光子逸出曲線,通過去卷積的擬合算法軟件包,有效的恢復(fù)出介質(zhì)的光學(xué)參數(shù);通過光學(xué)特性局部不均勻的固體模型成像試驗(yàn),驗(yàn)證了系統(tǒng)可以準(zhǔn)確的重構(gòu)出介質(zhì)的局部光學(xué)參數(shù)的圖像,同時(shí)定位出與背景介質(zhì)的光學(xué)參數(shù)不同的單元.試驗(yàn)中,引入光子計(jì)數(shù)率自動(dòng)控制技術(shù)以平衡各探測(cè)通道之間的增益,有效的提高了被測(cè)信號(hào)的信噪比.為了快速測(cè)量高散射介質(zhì)的光學(xué)參數(shù),該文提出了一種帶移動(dòng)