附录1  一维步进电机平台控制程序 27

附录2  二维步进电机平台控制程序 31

第一章 绪论

1。1 引言

生物医学成像技术是疾病诊疗的重要依据之一，主要有超声成像技术、X射线层析成像技术、核磁共振成像技术和光学成像技术，在比较了这几种技术的优劣之后发现和其他的非侵入式的生物医学成像技术相比，光学成像技术以其较高的分辨率和丰富的对比度而更具发展前景[1]。同时也发现通常情况下生物医学成像的成像分辨率和成像深度这两方面不可能同时达到完美，成像分辨率高的系统一般成像深度较浅，成像深度深的一般分辨率较低。而光学相干层析术（Optical Coherence Tomography, OCT）以其特有的成像分辨率和成像深度在众多生物医学成像技术中脱颖而出[1]。

OCT的发展、应用和特点论文网

1。2。1 OCT的发展史

1991年，美国MIT Fujimoto小组的David Huang等人第一次提出了光学相干层析术的概念，并且成功通过实验获得了人类视网膜和动脉粥样硬化噬菌斑的活体成像[2]。该系统采用了迈克尔逊干涉仪，使用830nm波长的超发光二级管低相干光源，纵向分辨率达到了10um[1]。David Huang等人的成功体现出OCT技术的巨大的优势和发展潜力，在此之后对OCT的研究进入了高速发展时期。Fujimoto教授领导的工作小组运用OCT技术成功的在活动的动物中得到了1um的分辨率[1]。 在1995年，OCT技术专利被德国蔡司公司买下，将其运用于临床医学，1996年，第一台商用OCT系统由蔡司公司成功制造，被运用于眼科检测[3]。

在OCT发展的二十多年里，多种OCT成像模式被成功研发，包括多普勒OCT、光谱OCT和偏振OCT等[3]。多种OCT的出现标志着该技术巨大的发展潜力，对生物医学和其它相关领域有着重大的意义。

1。2。2 OCT的主要应用

OCT的应用非常广泛，但最主要的应用领域还是生物医学成像。最初是用来对人类眼睛透明组织成像，现在已经成功运用于医学的其他领域，其主要应用举例如下[1]：

（1）眼科方面的检测。

（2）皮肤科的运用，如血流速度的测定等。

（3）软组织检测的运用，如检测人体软组织早期病变。

1。2。3 OCT的特点 

OCT通常使用迈克尔逊干涉仪作为干涉仪器进行探测，通常选用800nm~1300nm的近红外线作为光源。OCT技术可以对活体生物组织实现非入侵、高分辨率、高灵敏度以及实时获取成像图片，得到的图像清晰，并具有较高的空间分辨率[1,3]。经过20多年的发展，OCT已经能够成功运用在生物组织成像上，在临床医学诊断上面起着重要的作用。但是OCT的横向分辨率较低，同时因为OCT通常选用激光作为光源，而购买一台激光机大约需要100万元人民币，所以OCT系统的成本太高，使得OCT技术无法大量运用[4]。

1。3 FFOCT的起源和发展

全场光学相干层析术（Full-Field Optical Coherence Tomography, FFOCT）是1998年法国的物理化学试验室（简称ESPCI）和法国高等工业物理化学学院等研究小组首次提出的[1],FFOCT这一概念最初提出的目的就是为了弥补OCT的缺陷得到一个低成本、高分辨率并且易操作的装置。在FFOCT系统中，可以不使用横向扫描就获得X和Y两个方向的成像图。同时该系统在使用白光作为光源的情况下可以获得较高的分辨率。

FFOCT是目前生物医学成像技术中最热门的研究方向之一。在FFOCT技术被提出后，经过研究者们的不断的改进，FFOCT系统的性能得到了很大的改善。2004年FFOCT被应用于眼组织成像，能够很清晰的看到很多普通OCT图像看不到的细节部分，如视网膜上的单个细胞和细胞核等[1,5]。2005年，爱尔兰利莫瑞克大学的光通信小组在FFOCT系统中使用了直接可读的CMOS摄像器，获得了高达120dB的灵敏度[1]。