相干层析环扫成像系统的设计优化与实验研究

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相干层析环扫成像技术结合了扫频光源相干层析成像(SSOCT)技术与内窥侧视成像技术的优势,具有非接触、无损伤、高分辨率、结构紧凑等特点,在肠道、支气管、血管、卵巢等活体医学检测领域具有重要的应用潜力。本文着力于高性能相干层析环扫成像系统的设计与优化,并实现高性能三维层析成像。本文首先详细分析了环扫SSOCT成像的基本原理,表征环扫SSOCT系统的轴向分辨率、横向分辨率、成像速度、信噪比、成像深度等性能参数,探讨了成像速度与横向分辨率、轴向分辨率与成像深度等相互关系。然后,从原理出发,开展了系统光路结构设计、数据采集与图像重建的设计,搭建了高速率环扫SSOCT成像系统,并对系统性能开展了实验研究。同时,针对角度信息与样品信息不适配问题,本文提出了非均匀角度扩充方法提升冗余数据的利用率,并对环扫速度导致的不稳定性进行补偿,提高系统成像的保真度。最后,本文分析由于环扫速率导致的轴向分辨率下降问题,开展了理论建模和仿真研究,提出了频谱矫正方法。通过实验研究对频谱矫正方法进行了验证。综上,本文实现了相干层析环扫成像系统的设计搭建,并针对成像结果进行了优化。
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