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光学相干层析成像系统的研制

高峰  
【摘要】:光学相干层析成像(OCT)技术是光学、电子学、计算机技术等学科交叉形成的新兴学科分支“生物医学光子学”的前沿和热点,也是生物医学成像向非侵入、高分辨率发展的一个重大突破。本论文针对OCT系统发展中存在的困难以及国内急需发展OCT系统研究的状况,以发展具有自主知识产权的技术,提高OCT系统性能为目标,对OCT系统原理、设计、制作、调试以及数据处理等多个方面进行了深入研究。 首先在研究OCT系统的多种结构以及成像信号的干涉原理的基础上,分析了OCT系统的纵向分辨率、多普勒频移带来的信号反差等问题,为了方便对横向扫描运动平台的分析和设计,提出将横向扫描分为逐点扫描和连续扫描两种运动方式,分析了设计横向扫描运动平台需要考虑的多种因素,包括传动效率、电机扭矩、弹性变形、容许转速等,并计算了每一种参数在不同条件下的值,以满足不同条件下设计扫描运动平台的需求,而且使用计算模拟的图像描述了转速、加减速距离、螺距和平台扫描速度等参数间的复杂关系,为研制新型OCT系统打下了基础。 同时,提出在OCT信号臂使用长焦深广义波带片代替普通透镜,克服了普通透镜不能同时实现高分辨率和长焦深的缺点,不但在4mm以上的纵向深度范围内保持了横向分辨率为24.9μm不变,而且光强分布的均匀性也大大提高。 研究了多种纵向扫描方法的原理,比较了目前常用的纵向扫描方法的优缺点,根据纵向扫描的高速、线性和无色散的要求,为了克服现有扫描方法


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