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    摘要光学相干层析技术(Optical Coherence Tomography，OCT)作为一种新兴的活体成像技术，利用了宽带光源的低相干特性来实现生物体的实时和非侵入检测。相比经典的时域OCT系统，新近提出的基于光谱测量的频域光学相干层析术因为具有更快的成像速度、更高的系统灵敏度和信噪比而迅速成为医学光学的研究热点。
    本论文分析了OCT与频域OCT的原理以及各个基本部件，并且对于OCT在各个领域的应用进行了举例与分析，对于将来进一步拓宽频域OCT的应用范围具有重要意义。
    关键词 光学相干层析术， 傅里叶变换，视网膜成像，内窥技术8672
    毕业设计说明书（论文）外文摘要
    Title    The analysis of FDOCT    
    Abstract
    Optical Coherence Tomography(OCT)is a novel coherence。domain imaging technique，which is  based on the exploration of short coherence length of broadband light sources to achieve non-invasive，real．time in vivo imaging．Due to its higher image acquisition, superior sensitivity  and better  signal-to-noise  performance，Frequency domain optical  coherence tomography(FD．OCT)has become one of the important topics in the biomedical optics areas.
    Ths letter analysis the principle of OCT and frequency domain OCT, and the basic parts of the OCT system. Furthermore, it shows several applications of OCT in different areas, such as endoscopy, retina imaging, cancer diagnosing, which is meaningful for the future development of OCT technologies.
    Keywords  OCT, Endoscopy, retina imaging
    目   次

    1  绪论5
    2  OCT原理8
    2.1  时域OCT原理 8
    2.2  频域OCT原理  12
    2.3光谱仪14
    3 频域OCT在测量血液流速方面的应用 16
    4  OCT在内窥领域与荧光成像技术的结合 19
    5  超声辅助光学成像 22
    结论  25
    致谢  26
    参考文献27
    1 绪论
    1．1光学相干层析术的发展历史及应用
    1991年，MIT的Dr．Huang等人将低相干光反射仪与共焦显微镜的原理应用到生物医学层析成像领域中，使用中心波长为830rim的超级发光二极管测量生物组织的后向散射光，真正第一次提出了光学相干层析成像技术(Optical Coherence Tomography，OCT)。OCT最早也最广泛应用于眼科成像，它可以准确的诊断青光眼、糖尿病水肿等需要定量测量视网膜变化的疾病。随着OCT技术的不断发展，具有各自特点和针对性用途的OCT系统也得到了不断完善和补充。不同于传统的时域OCT那样对样品的背向散射光的强度成像，Fujimoto等人在1992年提出对背向散射光双折射的大小进行成像的偏振敏感OCT。偏振敏感OCT特别适用于牙科的诊断以及组织正常态和热损伤的区别。Zhongping Chela及其在Beckman激光研究所的同事提出的光学多普勒OCT因结合了多普勒技术，现在正广泛应用在皮肤、视网膜血流速度的成像。从偏振敏感OCT、多普勒OCT、差分吸收OCT到并行OCT、傅里叶域OCT和扫频光源OCT，OCT技术正成为现代医学成像技术中极为重要的一部分。本文所要介绍的频域OCT正是OCT发展史上一个较为重大的发展，其利用了物体后向散射光振幅和其散射势之间的傅立叶变换关系，通过测量干涉光谱，一次性提取一个深度上的层析信息，避免了参考臂的纵向扫描，从而有效提高了系统的成像速度，这在生物体实时检测方面是一个重大改进。同时，频域OCT与其他OCT技术的结合，如偏振OCT，多普勒OCT，使得OCT技术获得了长足的发展。
    OCT的发展及应用
    现有的疾病诊断方法多依赖于医学成像技术，临床上目前使用的传统成像技术主要有超声成像、核磁共振成像(MⅪ)、X射线层析成像(CT)等，这些成像技术有各自的使用场合和局限性，例如分辨率低，一般在1001un以上，仪器比较沉重，成本也较高。OCT技术的出现，提供了一种非侵入的生物组织检测方法，能安全、快捷、有效地发现、鉴别病变组织，且分辨率高，一般在30um以内，体积小，携带灵活，且可与内窥镜结合使用。OCT类似于超声成像，通过光束横向扫描，测量背向散射回波的相位延迟和光强，对组织进行横断面成像。OCT理论基础是早期的白光干涉测量法。OCT的概念在1991年首次提出后，人们就利用此技术对眼组织Pl和其他生物组织的结构和功能方面的信息进行研究，成果显著。随后成功地实现了对人眼视网膜的细微结构、动脉壁成像和人类视网膜的活体成像，轴向分辨率达到101um。1995年，德国蔡司公司买下此技术的专利权，并将此技术商品化，OCT开始应用于临床实践。OCT的灵敏度较高，可达100dB，可到探测组织光学特性极微小的改变，即使在弱信号的情况下，OCT图像也有较高的对比度。在近二十年的时间里，OCT的分辨率几乎达到了该技术的极限水平，目前分辨率最高的是一种超高分辨率OCT，利用了钛蓝宝石飞秒激光。可见，OCT技术的发展相当迅速。而且OCT可拓展出多种成像模式，如多普勒OCT(ODT)、偏正敏感型OCT(PS．OCT)、光谱OCT等，大大的提高了OCT系统的分辨率和性能，它还与内窥镜结合实现了对内部器官的断层成像。
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