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斑马鱼作为一种重要的模式动物,与人类从基因层面到器官层面均具有高相似度,在发育学、病理学和毒理学等领域具有重要的研究价值。斑马鱼的活体成像对于长期监测其不同器官的动态变化具有重要意义。开发无标记、高分辨率、大视场、大成像深度的斑马鱼活体光学成像技术具有重要的研究意义和实用价值。光学相干层析术（Optical Coherence Tomography,OCT）可无标记实时地获得样品的高分辨率、大视场的三维层析图像。近年来OCT与其它技术结合,在获得样品结构信息的基础上,可以提取到样品内部更多特异性功能信息,进一步扩展了OCT的功能。本文搭建了偏振敏感OCT（Polarization Sensitive OCT,PS-OCT）系统,并开发了适用于PS-OCT的OCT血管造影（OCT Angiography,OCTA）方法,对幼年期和成年期斑马鱼肌肉、皮肤和颅脑进行了全面详尽的活体功能成像研究。具体工作内容与研究成果如下:1.搭建了高分辨的PS-OCT成像系统。该系统的纵向分辨率为3.4μm,横向分辨率为8μm。利用该系统可以获得多种偏振参数,包括:累积相位延迟、累积光轴、偏振均匀度、局部相位延迟与局部光轴。2.设计并搭建了适用于斑马鱼活体成像的麻醉系统。建立了蠕动泵与导管的循环麻醉系统;针对不同的成像部位,设计了不同的夹持元件,使斑马鱼可以长期麻醉并维持最佳成像体位。3.开发了PS-OCT适用的OCTA算法。针对PS-OCT的双通道信号,基于分光谱幅度去相关血管造影方法（Split-Spectrum Amplitude-DecorrelationAngiography,SSADA）,开发了OCTA算法。研究结果发现OCTA的平均投影方法是斑马鱼脉管信息的最佳显示方法。4.基于PS-OCT系统开展了斑马鱼肌肉的活体成像研究,对斑马鱼的侧面、腹面与背面进行了大视场扫描,实现了活体斑马鱼肌肉的三维层析成像,获得了斑马鱼的各类肌肉的结构与偏振信息。基于偏振均匀度（Degree ofPolarization Uniformity,DOPU）阈值提取了PS-OCT图像中的斑马鱼肌肉。此外,研究了不同偏振图像,实现了对斑马鱼肌肉种类、纤维取向的有效识别,发现了斑马鱼腹面与背面肌肉信息的对称性。斑马鱼肌肉伤口的活体成像结果,证明了偏振信息可以帮助识别受伤肌肉与正常肌肉区域。该项研究结果证明了PS-OCT对斑马鱼肌肉活体成像的可行性与在肌肉发育与病理分析方面的应用价值。5.基于PS-OCT与OCTA开展了斑马鱼皮肤的多功能活体成像研究,实现了成年斑马鱼皮肤组织与血管的同步同位监测,分析比较了幼年期与成年期斑马鱼的皮肤结构、偏振特性与脉管分布。基于皮肤的PS-OCT与OCTA图像,可有效区分皮肤与骨质及不同色素,可揭示脉管与鳞片基质的空间关系。PS-OCT与OCTA对斑马鱼皮肤伤口愈合过程的活体监测结果揭示了斑马鱼皮肤伤口的恢复机制。该项研究结果证明了PS-OCT和OCTA对斑马鱼皮肤活体成像的可行性与在色素分布和皮肤伤愈监测方面的应用价值。6.基于PS-OCT与OCTA开展斑马鱼颅脑的多功能活体成像研究,实现了成年斑马鱼颅脑的偏振成像与头部脉管的无标记成像。颅骨移除后的成像结果,揭示了斑马鱼裸脑组织的偏振特性,证明了斑马鱼脑与人脑的偏振特性的一致性。斑马鱼颅脑的活体成像结果证明了脑部不同区域的色素驱动能力不同,实现了颅骨与颅骨缝的准确识别,揭示了斑马鱼头部脉管网络的分布情况。PS-OCT与OCTA对斑马鱼皮肤伤口的活体监测结果,揭示了斑马鱼颅脑伤口的恢复机制。该项研究结果证明了PS-OCT和OCTA对斑马鱼颅脑活体成像的可行性与对色素驱动和颅脑伤愈研究的应用价值。综上所述,本文融合PS-OCT和OCTA技术,围绕斑马鱼肌肉、皮肤与颅脑活体成像,从PS-OCT的系统搭建、斑马鱼的活体成像麻醉系统搭建、OCTA算法的设计与开发到斑马鱼不同组织器官的结构、偏振、脉管等图像采集、计算与分析,开展了大量工作。论文的研究将斑马鱼的活体光学成像由斑马鱼幼苗阶段（小于15天）拓展到了幼年和成年阶段,为挖掘斑马鱼的更多信息提供了新的技术手段。