全场光学相干层析术的信号探测技术研究(2)
时间:2018-07-05 15:18 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
生物组织成像对于生物医学领域的发展有着极其重要的作用，与目前常用的一些成像方法例如核医学成像，放射成像等成像方法相比较，光学成像具有对生物体干扰小、无接触、信息量丰富等优势，其分辨率已经可以达到微米量级，在离体或活体实时成像方面有重要的应用，而且其亦容易与其它技术相结合使用,具备直接治疗的潜能。因为光学的方法具备如此多的优点,OCT技术一经出现就迅速成为生物组织成像界的热点,被认为是具有很大发展潜力的成像技术，适用于诊断病变组织，成为生物组织成像界内最为活跃、发展最为迅速的成像手段。 全场光学相干层析术(Full Field Optical Coherence Tomography, FF-OCT)，最早由法国物理化学试验室(Ecole Superieure de Physique et de Chimie Industrielles, ESPCI ) 和法国高等工业物理化学学院等研究小组提出[1]。它是OCT技术发展的改进与优化。常见的OCT结构是迈克尔逊干涉仪，照明光源选择宽带宽的弱相干光源。而全场光学相干层析成像则是采用林尼克干涉仪，它与迈克尔逊干涉仪的区别在于其双臂都带有显微镜物镜，两臂互不干扰,可以采用高数值孔径的物镜。它可以实现平面和深度三个方向的高分辨率光学断层成像，在生物医学研究和医疗诊断临床应用方面具有很好的发展前景。 1.1 生物组织成像的现状与发展趋势 生命学科一直是与人类生存息息相关的学科,在国内外近几年一直得以积极的发展,尤其国外对生物医学的研究已经达到了一个很高的水准。 1895年X射线被发现，并且研究表明X射线可以应用于显微照相技术。X射线的发现与应用标志着生物医学成像的概念已经产生。之后的超声技术在20世纪50年代的出现与发展成为生物医学成像领域的一个里程碑式技术发现。20世纪60年代激光器的成功研制促进了光学在生物医学领域的应用，激光开始成为医疗诊断的有力工具[2]，1972年计算层析成像(Computed Tomography, CT)技术的问世，标志着生物医学成像进入了用计算机重建图像的新阶段[3]。 随着社会的进步，科技的发展，人们对技术的要求也越来越高，人们开始希望能够有种技术可以实时监测生物体内的运动过程。于是，以细胞、基因或分子及其传递途径为成像对象的分子影像学((Molecular Imaging, MI)应运而生[4]。MI的概念由Weissleder和Mahmood于2001年首先提出[5]，它采用具有特异性的分子探针作为源图像的对比剂，在分子水平上实现了对生物有机体生理、病理变化的实时、无创、在体成像[27]。MI在疾病的早期诊断与机理研究、治疗有效性判断、新药物研发、在体药效监控等方面有着重要的应用价值[6-8]。 利用光与生物组织之间的作用来成像是一种极具优势与发展前景的成像手段，因为光学成像对组织干扰小，灵敏度高，信息量丰富。所以光学成像比较适合用于离体或活体实时成像。因为光与组织相互作用时，有多种特性可以测量，如反射、散射、吸收、扩散等，透过这些光学参量的改变均可以获取组织的相关信息，故光学成像的方法有很多种，比如有光散射层析成像技术(Diffuse Optical Tomography ，DOT )，光学投影层析成像(Optical ProjectionTomography ，OPT)技术，激光扫描共焦显微镜(Laser Scanning Confocal Microscope, LSCM )，还有本文要研究的光学相干层析成像技术（Optics Coherence Technology）等。本文研究的OCT技术，因其分辨率高且对生物体损伤小，可应用于疾病的早期诊断、实时监测以及介导手术，并且还有可能取代活组织切片检查和组织病理检查，通过与内窥镜结合可以对人体内部器官进行诊断，这决定了它会成为生物医学成像不可或缺的方式[9-10]。 (责任编辑：qin) |