光学相干层析成像技术在膜污染研究中的应用

简述了光学相干层析成像技术(Optical coherence tomography,OCT)的成像原理和监测优势;由于可快速生成高分辨率的污染层二维和三维图像,可用于表征污染层形成过程､定量分析污染层､表征膜内部污染与润湿､耦合深度学习模型预测膜污染,促进对膜污染形成过程和机制的理解;总结了OCT在膜污染分析中的主要问题,并对未来的研究进行了展望。

超高分辨光学相干层析成像技术与材料检测应用

本文报道了一种超高分辨率谱域光学相干层析成像(SD-OCT)系统.该系统基于超连续谱激光光源并截取部分光谱作为宽带光源,其中心波长为665 nm,光谱半高全宽(FWHM)230 nm.系统轴向分辨率0.9μm,轴向扫描速率28600行/秒,横向分辨率3.9μm,横向视场1 mm,最大成像深度0.6 mm(空气中).利用研制的超高分辨率SD-OCT系统,对不同型号的工业砂纸精细结构进行了成像,并与普通SD-OCT的成像结果进行对比,充分展示了研制系统在材料无损检测中优势.

谱域光学相干层析成像系统的实验研究

为改善光学相干层析成像（OCT）技术图像的获取速度和灵敏度,搭建了一套基于光谱干涉法的谱域光学相干层析成像系统（SD-OCT）.该系统采用宽带光源照明,通过光纤迈克尔逊干涉仪产生物体的干涉图形并被光谱仪采集,物体内部结构图像则由干涉图形的傅里叶变换获得.研究表明,SD-OCT的数据获取速度比传统的OCT系统提高了将近40倍,达到了16 000/s的轴向扫描速率,其灵敏度也改善了20～30 dB.因此,SD-OCT可实现工程和生物材料内部结构的实时三维图像重构.

光学相干层析成像轴向超分辨研究

为了提高光学相干层析成像(OCT)的轴向分辨率,采用OCT与光学超分辨术相结合的方法,设计了三区相位型和振幅型两种光瞳滤波器,并将制作的光瞳滤波器应用于系统的样品臂中,分别测量不同条件下对应的轴向响应曲线,结果与理论分析基本吻合,实现了轴向分辨率10%以上的提高,从而验证了利用合适光瞳滤波器实现OCT轴向超分辨的可行性.

谱域光学相干层析成像量化技术及其在生物组织定量分析中的应用

研究了谱域光学相干层析(SDOCT)成像系统的量化技术,通过量化OCT图像来获得生物组织内部的信息特征对组织光学散射特性进行定量分析。给出并讨论了单次散射模型,具有轴向点散射函数(PSF)的单次散射模型和多次散射模型,利用平均A-scan算法和非线性最小二乘法曲线拟合,研究不同浓度IntralipidTM溶液的散射特性。实验显示,IntralipidTM溶液的散射系数与浓度在1%～10%间基本呈线性关系,验证了具有PSF的单次散射模型比较适用于本文的谱域光学相干层析成像系统。利用该模型对小鼠的新鲜肝脏进行量化研究,得到小鼠新鲜肝脏在波长λ0为1550nm时的散射系数为8.9mm-1。本文的研究为该项技术今后在临床医学上对各种疾病的诊断和治疗奠定了基础。

用于内窥光学相干层析成像的小型化预标定Lissajous 扫描光纤探头

基于非对称光纤悬臂结构的Lissajous扫描光纤探头可实现低电压驱动下的大范围扫描成像.本文研究了全封装的小型化预标定Lissajous扫描光纤探头.通过优化设计与数值仿真,选择了能实现高填充率Lissajous扫描的正交谐振频率,确定了非对称光纤悬臂的结构参数.全封装探头在5 mm工作距离处的焦点直径为25μm,视场大小达到1.5 mm×1.5 mm,总刚性长度和外径分别为35 mm和3.5 mm.研究了全封装探头扫描轨迹的稳定性、可重复性与扫描成像的旋转稳定性.结合实验室搭建的50 kHz扫频光学相干层析(OCT)系统,对硬币和生物组织进行高质量成像,验证了用于内窥OCT成像的小型化预标定Lissajous扫描光纤探头具有良好的成像性能.

光学相干层析成像系统中双通快速扫描光学延迟线的数值分析

以matlab为工具,详尽分析双通快速扫描光学延迟线在最佳耦合条件下的光束传输与分布,为双通快速扫描光学延迟线的设计、元件选择和系统调整提供理论依据.得出离焦距离Δf=1μm和Δf=578μm两个理论上的最佳耦合点.但就实际光路调试来看,离焦距离Δf=1μm为此系统的最佳耦合点.

光学弱相干层析成像进展

光学弱相干层析成像技术结合了共焦、弱相干、光外差及扫描层析成像等技术的优点，可实现无损伤、在体检测，具有较高的探测灵敏度和分辨率，可望在生物组织活检中获得广泛应用。本文在讨论ＯＣＴ基本原理的基础上，介绍了ＯＣＴ系统的若干应用，如龋齿、体内器官粘膜的成像检测和对血管结构与血流动力学的成像检测等。

不同光源的光学相干层析成像系统比较

光学相干层析成像技术是一种新型的成像技术，由于相干性和实用性的特殊要求，系统需要光源具有较宽的频谱宽度、输出功率高、稳定性好、易于耦合．超辐射发光二极管和超短脉冲飞秒激光是能满足这些要求的理想光源．本文在建立上述两种光源成像装置的基础上，对系统的横向、纵向分辨率等基本性能进行了测量；并对生物组织样品的成像质量进行了比较．

旋转式扫描方法在光学相干层析成像系统的应用

提出了一种新的旋转式光程扫描方法,用于光学相干层析成像系统中参考臂端的轴向光程扫描.其中,利用光程控制盘来改变参考臂的光程,用猫眼逆反射器来实现参考臂端光束的精确回射,实现了5000r/min的快速扫描,并由实验数据得到了测量点的信号强度折线图.分析表明,信号强度的相对误差小于3%,与直线式扫描方式相比,旋转式扫描方法可以通过光学介质的旋转切换来实现不同光学光程的快速改变,实现光束的精确回射,具有扫描结构简单、易于控制、成本较低和精度较高的优点.

急性心肌梗死患者药物洗脱支架植入后光学相干层析成像研究

目的采用光学相干层析成像(OCT)技术观察急性心肌梗死(AMI)患者药物洗脱支架(DES)植入1年后血管内膜增生及支架小梁覆盖程度,并与稳定型心绞痛(SA)患者作比较。方法入选2011年3月至2012年7月因冠心病接受DES植入术治疗患者39例,其中AMI患者16例,SA患者23例。术后1年复查冠状动脉造影和OCT检查,测定新生内膜厚度、面积、容积、支架小梁覆盖及贴壁比率。结果 OCT测定结果显示,AMI组与SA组相比,平均新生内膜厚度(66.8 mm±20.7 mm对121.6 mm±135.7 mm,P=0.022)、新生内膜容量比率(5.66%±3.18%对11.88%±8.22%,P=0.005)、新生内膜>100μm截面数比率(22.56%±23.99%对40.14%±30.01%,P=0.034)和支架小梁总体覆盖率(93.42%±7.03%对89.27%±6.40%,P=0.007)均明显较低。结论 AMI患者植入DES后内膜修复情况不佳,内膜增生及支架小梁覆盖率较差。

热光源谱域光学相干层析成像系统

根据热光源具有极短的相干长度、能够提高系统的轴向分辨率的特点,设计了一种使用热光源的谱域光学相干层析成像系统.利用高斯函数计算得到的理想光谱密度与光谱仪测量的实际光谱密度之间的比值,得出了不同波长对应的光源光谱密度的校正系数,将校正系数与所测干涉光谱值相乘,得到了校正后的理想干涉光谱值.实验结果表明:高斯校正后,样品的一维散射势得到锐化,散射势峰值变大,系统的轴向分辨率变高;高斯校正后使二维层析图像的质量得到了提高,样品的薄膜边界变得清晰.因此,系统具有分辨率高、成像速度快、测量精度高和对样品无损伤的特点,在薄膜厚度的无损测量方面有着广泛的应用前景.

光学相干层析成像技术对光滑面早期牙釉质人工龋的定量检测

背景:光学相干层析成像技术是一种高分辨率、非创伤性成像技术,它能够利用近红外光产生牙体组织的深度解析图像,并通过检测背向散射信号来对龋损进行定量检测。目的:通过与偏振光显微镜的对比,验证光学相干层析成像技术对光滑面早期釉质龋的成像能力及对龋损深度定量检测的准确性。方法:以6岁龄牛下切牙为样本,采用pH循环法建立光滑面早期龋人工模型,分别应用全光纤光学相干层析成像技术和偏振光显微镜进行检测,比较两种方法获得龋损图像和深度值,进行方差分析和相关性分析。结果与结论:光学相干层析成像系统能够清晰成像光滑面早期龋,表层下脱矿区域信号显著增强,并且测得的脱矿深度值与偏振光显微镜结果一致,即该系统对深度的测量具有较高的准确性,可用于对早期龋纵深进展的评估。光学相干层析成像技术测得的人工龋模型开窗区的深度值与脱矿时间无相关性(P>0.05)。计算开窗区平均深度值与开窗区外平均深度值的差值即深度变化值(△D),则△D与脱矿时间呈正相关(r=0.954,P<0.05)。结果提示了这种无创、高分辨率的光学成像技术在早期龋的定量研究和临床诊断方面具有广阔的应用前景。

光学相干层析成像技术及在医学中的应用

叙述了光学相干层析成像技术的基本原理,特别介绍了实现光学相干层析成像的两种方法。对光学相干层析成像挂术的现状、存在的问题、新进展和临床医学上应用也进行了讨论。

光学相干层析成像(OCT)系统调制技术的研究

介绍了光学相干层析成像 (OCT)技术的基本原理 ,重点研究了OCT系统的相位调制技术 ,利用自行设计和构建的OCT实验系统进行了有关的实验研究。

大鼠乙酸性胃溃疡模型的光学相干层析成像研究

应用光学相干层析成像技术对大鼠乙酸胃溃疡模型的愈合过程进行初步检测,探讨光学层析成像技术在消化性溃疡疾病中的诊断价值及其意义。实验中应用乙酸局部刺激法建立大鼠胃溃疡模型,应用光学相干层析成像系统于模型复制后不同时期进行扫描,观察在其自然愈合过程中溃疡组织的变化情况,并且对其图像进行比较分析。结果显示:利用光学相干层析成像技术能够很准确的区别正常和非正常的胃组织,并且能够区分不同的愈合时期胃溃疡组织的图像,以及对病变组织进行一定深度的扫描。研究表明:光学相干层析成像系统对乙酸胃溃疡的愈合和复发情况的观察是一种很有发展潜力的检测手段,对其愈合质量判定亦具有一定的价值。

基于光学相干层析成像技术的强散射介质光学特性测量

利用光学相干层析成像技术对强散射介质的光学特性进行了测量研究.通过理论模拟分析了镜面反射条件下散射系数及各向异性因子对外差效应因子的影响.提出镜面反射情况下利用广义惠更斯菲涅尔模型提取材料光学特性的算法.通过对不同浓度的IntralipidTM溶液的测量,获得了可靠的光学散射特性实验结果,并研究了散射系数与其浓度之间的关系,拟合结果显示散射系数与IntralipidTM溶液浓度近似呈线性关系.

头颈部血管内支架植入术后光学相干层析成像初步观察

目的采用频域光学相干层析成像(FD-OCT)技术观察头颈部血管内支架植入术后周围组织结构变化。方法对9例接受头颈部血管内支架植入术治疗3个月后头颈部血管病变患者作全脑DSA造影及病变血管内FD-OCT检查。9例患者12个血管病变处共植入支架13枚,其中颈总动脉4枚,颈内动脉5枚,椎动脉3枚,左锁骨下动脉1枚。FD-OCT观察支架有无断裂及贴壁不良,支架内斑块或血栓形成、组织脱垂,血管内膜撕裂形成夹层或内膜增生至再狭窄等。结果 8例患者成功实施FD-OCT检查,1例失败。11支病变血管12枚支架成功获取清晰FD-OCT图像,观察结果显示,12枚支架中有1枚支架部分支撑杆未能完全封闭动脉壁上瘤口;21个支撑杆贴壁不良;2枚支架内有斑块及血栓形成;6枚支架内有不同程度血管内膜增生,其中1枚支架内严重内膜增生至支架内狭窄作再次支架植入术;3枚支架内有4个不同程度组织脱垂;未发现血管内膜撕裂形成夹层。结论 FD-OCT可清晰显示头颈部血管病变支架植入术后支架内斑块或血栓形成、组织脱垂、血管内膜撕裂或增生及支架贴壁情况,其临床意义有待进一步研究。

基于LabVIEW的光学相干层析成像控制系统

为了实现对光学相干层析成像系统的实时自动监控,在光学相干层析成像技术的基础上以LabVIEW为开发平台,设计调试了一套生物组织光学特性测量的控制系统。该系统主要包括参考臂驱动程序模块和数据采集卡的数据采集程序模块,各模块既相互独立又有机地组成一个整体。使用该系统对不同浓度的Intralipid组织模拟液进行了测量,实验结果表明模拟液的散射系数可靠,而且系统具有开发周期短、成本低、维护简单、可移植性强等特点。