频域光学相干层析术成像信号分析及实验装置搭建研究
时间:2020-12-06 21:22 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 摘要时域光学相干层析术（Time-domain Optical Coherence Tomography, TDOCT）是一种基于宽带光源的低相干干涉成像技术，具有高的深度分辨率，可对活体组织进行光学断层成像。频域 OCT 则是在时域 OCT 的基础上发展起来的，它比时域OCT 具有更高的探测灵敏度和成像速度，因而是目前 OCT 研究的主要热点。本论文先详细的介绍了频域 OCT 的基本原理，优点，及国内外现在的发展状况。然后对频域 OCT 系统的分辨率，信噪比等主要特性参数进行阐述。重点讨论了成像过程中散斑噪声的形成，及消除该噪声的方法。然后参与搭建了一套频域系统，对系统的分辨率进行了实验测量和分析，获取了断层图像。最后总结了该系统的不足之处。60457 毕业论文关键词 频域光学相干层析成像 散斑 信噪比 分辨率 Title Study of imaging signals analysis and experimental device design of frequency domain optical coherence tomography Abstract Time-domain optical coherence tomography is a broadband light source interferometry-based imaging technique. It has high depth resolution and can generate high resolution cross-sectional images of live tissue. The spectral domain optical coherence tomography (SDOCT) is a development of the time domain optical coherence tomography. Because of its higher detection sensitivity and higher imaging speed, SDOCT is the front area in the field. In this thesis, first of all the basic principle, advantages and the development of SDOCT are described. The resolution and the signal-to-noise ratio of SDOCT system are then discussed with the emphasis on the effect of the speckle noise on the images. This part focuses on the form of generation and the method of suppressing the speckle noise in the imaging process. Finally a SDOCT experimental system was set up. The resolution of the system is measured and analyzed and some improvement of the system is pointed out. Keywords spectral domain optical coherence tomography speckle the signal-to-noise ratio resolution 1 引言. 1 1．1 时域和频域 OCT介绍及对比 . 2 1．2 OCT特点 4 1．3 频域OCT国内外研究现状及应用 . 5 1．4 本课题研究内容 . 6 2 信号分析. 6 2.1 分辨率分析 6 2.1.1 纵向分辨率. 6 2.1.2 横向分辨率. 7 2.2 信噪比SNR分析. 7 2.2.1 信号分析. 8 2.2.2 噪声来源. 9 2.2.3 信噪比 10 2.3 散斑分析 . 11 2.3.1 散斑特性 11 2.3.2 散斑来源 11 2.3.3分类 14 2.3.4 减小散斑的方法 15 3 实验系统搭建与研究 18 3．1 实验仪器 18 3.1.1 光源 18 3.1.2 干涉仪组成 19 3．2 实验成像结果及分析 22 3.2.1 系统实际纵向分辨率分析 22 3.2.2 系统实际横向分辨率分析 24 3.2.3 成像实验结果 26 结 论. 31 致 谢. 32 参考文献：. 33 1 引言 光学相干层析成像(Optical Coherence Tomography，OCT)的出现是在上世纪九十年代，是基于光学相干域反射测量技术。利用外差干涉探测技术,测量组织的后向散射相位延迟和光强,来得到样品横截面信息[1]。 由于生物组织内部的不均匀,光束在组织中传播时会发生吸收和散射。大部分入射光会发生散射，一部分散射光束与法线方向夹角很小，在此范围内传播的光束，还是保留了入射光的大部分特性，也即保留了相干性，这些光束被称为蛇形光。另一部分发生散射的光束夹角较大，几乎失去了入射光所有的特性，这些光束被称为漫反射光。小部分入射光进入样品后，是没有发生散射的，保留了入射光的所有特性，这些光束被称为弹道光，不过，非散射光束数量随着入射深度的增加，呈指数减少，且其传播距离只有蛇形光的 1/10。光束经过生物组织的后向散射光也就由与这三部分对应的成分组成：蛇行光后向散射后成为多次后向散射光，弹道光后向散射后成为单次后向散射光，漫散射光后向散射后成为后向漫散射光。 OCT利用低相干门将杂光过滤，只留下具有相干性的单次后向散射光，从而得到生物样品信息 [2] 。 (责任编辑：qin) |