基于扫频OCT的眼轴及眼前节一体化成像系统研究

来源 :天津大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chrisl0708
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
扫频光学相干层析成像技术(Swept Source-Optical Coherence Tomography,SS-OCT),利用样品组织的背向散射光与参考光之间的低相干干涉,对光谱信号进行反傅里叶变换实现图像深度信息的重构,具有微米级高分辨率、高信噪比、瞬时成像以及非接触式成像等特点,广泛应用于眼科学的临床诊断中,以实现活体眼的快速无创成像。本文探究了扫频OCT的成像原理及其在眼科临床诊疗中的应用,在此基础上提出了眼轴与眼前节一体化成像系统方案,设计并搭建了全光纤扫频OCT成像系统,实现了全范围眼轴长度测量以及眼前节的二维成像;提出了基于深度自适应的全范围迭代补偿算法对各位置的色散进行自动补偿;通过图像增强和定位算法提高了眼部参数的测量精度。论文主要工作如下:1.完成了眼轴及眼前节的一体化成像系统设计,实现了大范围眼轴长度测量(1D)以及眼轴与眼前节的一体化成像(2D)两种成像功能。除全光纤干涉光路外,在光源外部设计K域重采样光路以提高大量程干涉范围内的成像质量,并通过实时显示模块进行成像结果呈现。2.针对OCT系统中存在的色散失配问题,提出了基于深度自适应的全范围迭代补偿算法。根据各深度色散补偿系数与光程差之间的线性关系,通过黄金分割法对少数位置处的信号分辨率寻找最优解,从而拟合全范围内色散补偿系数与深度之间的关系,对成像范围内各位置信号的色散进行自动补偿,提升系统纵向分辨率。3.将傅里叶变换与非局部均值算法相结合,在保留图像完整性的前提下对散斑噪声进行有效抑制。在非局部均值中使用马氏距离对相似度计算方法进行优化,并应用在图像高频分量中,有效避免了图像低频分量的损失。提出中轴临近像素点的双线性差值回归算法,通过眼轴近轴像素点进行双线性拟合,能够实现OCT图像中各层信号的精确定位。该算法在多项客观评价指标和主观视觉效果上均取得了较好的结果。4.搭建了眼轴及眼前节全光纤扫频OCT成像系统,进行了等比例眼模型及生物样品的系列实验。实验结果验证本文设计并搭建的系统可以完整的实现眼轴一维测量以及眼前节横向扫描;所提算法可有效提高一体化成像系统的成像质量。
其他文献
随着出行方式越来越智能化,我们通过加强人、车、互联网的协调性和紧密型来提高我们的出行质量。定位、导航、轨迹分析和交通流预测等基于位置的服务(LBS)已经成为我们要不断研究和突破的技术课题,而接收的定位数据和电子地图数据的校准则成为这里面至关重要的一环。本论文在对空间索引和隐马尔科夫模型研究的基础上,提出一种性能更加优越的地图匹配算法——基于双向隐马尔科夫算法,同时为了保证地理数据能够高效的存储和查
密切结合骨折复位精准微创治疗对并联外固定器械计算机辅助技术的迫切需求,本文以一种并联外固定器械为对象,系统开展计算机辅助软件设计,支架重建模型参数提取,交互式复位轨迹规划等研究工作,全文主要成果如下:1.基于WebGL技术的计算机辅助软件设计。分析骨折复位手术过程与现有并联外固定器械诊疗系统,提炼软件需求,划分软件功能模块,提出由CT影像重建三维模型实现交互式复位轨迹规划的软件开发目标。确定软件架
肺癌是当今世界癌症死亡的主要原因之一,基于低剂量CT的肺结节检测对肺癌的早期治疗和提高患者生存率具有重要意义。本文以基于三维深度卷积神经网络的肺结节智能检测关键技术为研究对象,开发了一套精准高效的肺结节计算机辅助检测系统。主要研究内容与成果如下:首先,提出基于U-Net结构的3D RPN候选肺结节检测网络,对可疑结节生成任务进行端到端的训练。该网络使用改进的U-Net作为骨架结构,利用卷积特征映射
数字图像相关方法(DIC)是一种非接触的光学测量方法,以其设备需求简单、测量环境要求低和适用范围广等特点,已经成为实验力学领域最为活跃的研究方向之一,并在各领域的科学研究和工程实践中得到广泛的应用。DIC方法通过追踪物体表面变形前后的散斑位置来获取全场变形信息,因此散斑图像对DIC方法的计算精度和速度有着重要的影响,是该方法的基础,对散斑图像的研究具有现实意义。误差分析作为对DIC方法定量研究的重
在当今智能制造大背景下,课题组提出工业供应链云平台这个智能化平台项目以平衡供需关系,提高生产要素利用率,促进制造业智能化转型。本文针对中板加工行业中余料再利用问题,在平台中集成了余料的信息采集、跟踪与智能排版。其中为方便余料轮廓与尺寸面积信息的采集录入,引入视觉测量技术作为高效录入的保障。本文就该技术,在图像分割与识别、逆透视变换与图像轮廓提取三大领域展开深入研究,最终开发了基于逆透视的板材及零件
针对颅骨缺损问题,临床上主要实施颅骨修补术,利用骨组织工程支架作为移植物来修补颅骨缺损的方法得到了普遍学者的认可。本文研发一款高精度、低成本的生物3D打印机,配制一种良好的生物墨水用于封装细胞,研究水凝胶材料的各方面性能和不同打印条件下细胞-凝胶支架的细胞存活率,最后利用生物3D打印技术制备复合材料颅骨支架。首先,基于高精度三轴运动平台研制了一款高精度、低成本的双头挤出式生物3D打印机,该打印机可
与传统成像技术相比,偏振成像及其测量技术作为一个新兴的研究方向,将传统的图像处理与偏振测量相结合,有效解决了传统成像技术在目标物体探测和识别领域遇到的问题。同时,偏振成像具有受环境因素影响较小,不受光强强度制约等优点,在遥感、环境勘探和医疗检测等方面具有广泛的应用价值。此前偏振成像及测量主要集中于单一波长光的相关研究,即为使用灰度相机对目标场景进行偏振成像。在本论文中,我们将具体研究在宽光谱照明条
扫频光学相干层析成像(Swept Source Optical Coherence Tomography,SS-OCT)是基于弱相干光干涉的光学成像技术,不仅是目前OCT领域的研究热点,也在眼科成像领域发挥着重要的作用。但目前用于眼轴测量及眼前节成像的扫频OCT设备是分立的,不仅造成了医疗资源的浪费,也为眼科疾病的综合诊断带来了不便。针对该问题,本文研究了一种结合眼轴测量的眼前节成像方法,旨在实现
太赫兹波是指频率在0.1 THz-10 THz范围内的电磁波,介于远红外光与微波之间的电磁波谱区域。太赫兹波具有很多独特的电磁性质,如瞬态性、宽带性、低能性等。因此,太赫兹波光谱成像技术在生命科学、医学成像等领域有着极大的应用前景与应用价值。本文基于太赫兹波衰减全反射光谱成像技术,实现对不同生物材料的太赫兹光谱成像测量;基于单层和双层ATR样品模型,对胶质细胞的太赫兹波介电响应特性进行研究;开展太
近20年来,国家交通基础建设迅猛发展,全国高速公路总里程快速增长,交通设施日渐完备。其中高速公路车道线作为必不可少的交通设施之一,对于规范车辆行驶、降低事故发生率具有十分重要的作用。但随着高速公路投入使用年限增长,受各种天气的影响,加之高速公路上车流量大、车辆行驶速度较快,会导致车道线不同程度的磨损,给安全行驶造成隐患,因此定期巡检车道线状态,及时补修十分必要。现阶段国内高速公路车道线的缺损检测,