全场光学相干层析三维成像技术研究

首先在对全场光学相干层析(FFOCT)系统的数学建模和理论分析基础上,给出FFOCT系统的轴向和平面分辨率;然后采用全场光学相干层析三维成像技术对人体食管、子宫等器官的正常和癌变样本进行内部三维成像提取,获取了微米级高分辨率的层析图像,可以清晰显示组织的细胞间质和肌纤维结构;研究实验中把FFOCT成像的结果与传统病理切片显微图像进行了比较,FFOCT系统不仅能观察到传统病理切片可以看到的细胞块形态,而且不需要切割、染色等烦琐耗时的处理,就能观察到传统方法难以获取的深度结构。该技术可以应用于癌症的早期诊断和手术中的快速诊断。

3D打印深度图像的获取及时空融合处理方法

为在提高3D打印机精度的同时降低成本,引入基于全场光学相干层析技术高精度的视觉测量系统测量3D打印的工件,通过将工件的表面图像转换为深度图像,获得工件的深度信息。在此基础上,提出基于时间/空间融和的图像处理方法,在时间序列上,以深度图像灰度值的标准差为特征变量,经高斯曲线拟合,获取工件表面的实际深度值。在空间域中使用高斯滤波器降低噪声影响。实验结果表明,基于FFOCT的3D打印机深度测量系统精度远高于10μm。

基于全场光学相干层析术的猪肝组织亚细胞成像

建立全场光学相干层析系统(OCT),可对生物细胞进行高分辨率层析成像。该系统基于Linnik干涉结构,采用低相干白光光源卤钨灯照明和大数值孔径的显微物镜,理论分辨率可达0.7μm×0.7μm(横向×轴向)。系统采用电荷耦合元件(CCD)采集数张样品和参考镜的干涉图,通过三步移相算法获取层析图,最后合成三维图像。与荧光标记细胞等其他生物组织成像的方法相比,全场OCT成本低廉、对细胞无损伤、分辨率高。该系统能够完成对洋葱表皮细胞和猪肝组织切片细胞等生物组织实现层析成像,且分辨率高、成本低、结构简单便于调节,为实现高分辨率光学相干层析成像提供了简单易行的方法。

基于全场光学相干层析术的手术间快速诊断方法研究

手术间计算机辅助快速诊断对于临床实践具有重要的意义。本文首先分析了利用全场光学相干层析系统(Full-Field Optical Coherence Tomography,FFOCT)得到的光学断层图像的组织特征,以确定诊断要识别的目标。其次,利用数字图像处理技术,提出了一种全场光学断层图像的计算机自动识别方法。最后,利用实验室搭建的FFOCT系统得到洋葱表皮细胞断层图像,做识别测试,并与其他类似的识别方法做了比较,验证了本文方法的精确性与识别速度,为实现FFOCT系统的手术间快速诊断提供了一种新途径。