【摘 要】
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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
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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。
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