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光学相干层析术（ Optical Coherence Tomography ， OCT ）是目前国际上一种新的医学成像技术，它可对生物组织实现实时高分辨率光学断层成像。本文首先阐述了光学成像的基本原理， OCT 包含的技术以及 OCT 的发展历史以及其在各种领域的应用。 其次介绍了时域 OCT 的实验系统装置和各部分的基本原理、结构和作用，以及速度测量的方法和计算公式。第三部分深入分析了影响利用时域光学相干层析术所探测的信号获取血流速度信息等的测速精度 、 测速范围的限制因素 。最后详细介绍了 TDOCT 在生物医学领域已有的应用。9657
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关键词 时 域光学相干层析术 算法 信号分析 生物医学 速度成像Title Title Title Title Study Of Velocity Imaging
in Time Domain Optical Coherence Tomography
Abstract
Optical Coherence Tomography (OCT) is a novel medical imaging technique
which can generate optical sectional images of tissues at high resolution
in real time. In this thesis ， the principles, main elements of the system,
the development history and the applications in various fields of OCT are
discussed in the first place. Then the experimental arrangement of TDOCT
system ， basic principle, structure and function of each part are described ，
as well as measurement method and calculation formula of speed. Third, the
limiting factors that influence the velocity measurement precision and
velocity range of the blood flow are analyzed. Finally, the applications
of TDOCT are reviewed in detail.
Key words Time domain optical coherence tomography, Calculate Method ，
Signal analysis, Biomedicine, Velocity imaging目 次
1 绪论 .. 1
1 ． 1 光学成像原理 1
1 ． 2 光学相干层析成像技术（ OCT ）简介 . 2
1 ． 3 后向反射光相干层析成像 . 2
1 ． 4 透射光相干层析成像 4
1 ． 5 光相干层析成像技术的进展 4
2 TDOCT 测量血流速度的基本原理 5
2.1 TDOCT 基本原理及系统构成 5
2.2 OCT 的特点 . 7
2.3 测速方法及计算公式 .. 7
3 TDOCT 测速精度范围及影响因素 . 12
3.1 光的相干性 . 12
3.2 OCT 系统对光源的要求 13
3.3 人体组织对光源要求的影响 14
4 TDOCT 在生物医学方面已有的应用 15
4.1 眼科检查 .. 15
4.2 皮肤检查 .. 16
4.3 显微技术 .. 16
4.4 内窥技术 .. 16
4.5 前景展望 .. 17
结 论 .. 19
致 谢 .. 20
参 考 文 献 . 21
1 1 1 1 绪论绪论绪论绪论
光学相干层析成像技术 (Optical Coherence Tomography ,OCT) [1]
是 基于低
相干干涉仪和共焦扫描显微术的有机结合 , 实现组织内部结构的层析成像 , 是一
种极具潜力的新型光学成像手段 。 相对于传统医学成像方式 , 具有高分辨率、高
灵敏度、无损伤、非侵入性、实时成像等许多优点 , 在科学研究和临床医学上具
有广泛的应用前景 [2]
。
层析成像是指对被测物体、生物组织切片、活体进行横断面的扫描成像 ， 所
以可看出它是采集物体光学背向散射的信息 ， 利用物体在宽频谱扩散角度的电磁
波照射下所接收到的背向散射信息以及前向透射数据 ， 然后通过重建以及反演等
算法 ， 获得被扫描处的相对位置 、 形状 ( 损伤状态 ) 、 参数 ( 如折射率 、 反射率等 ) 。
在电子计算机断层扫描 (Computed Tomography) 高速发展以及得到广泛应用后，
人们一直把精力放在研究一种无接触式 、 低危害 、 高分辨率的扫描方式 ， 并试图
把光学与计算机层析扫描相结合 ， 然后光学相干层析技术由此出现 。 传统成像技
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