微米分辨率频域光学相干层析术研究(2)
结 论 22
致 谢 23
参考文献24
1 绪论
1．1 课题研究背景
医学成像是通过某种介质与人体的相互作用，把人体内部组织、器官的信息，以图象的方式表达出来的一门科学技术【1】。医学成像从X射线成像到CAT扫描、超声成像、核磁共振扫描不断发展，在人类疾病治疗和健康诊断中发挥着重要作用。
与上文提到的医学成像技术相比，光学成像具有无损伤安全性高、无损伤、快速简单的特点，并且能够实时成像，这些优点极大的方便了医生对病人的诊断和治疗[2]。但由于生物组织的不均匀性，光的吸收和散射会出现在应用中，导致无法获得生物组织的清晰的图像。为了克服这些问题，近年来许多先进的光学成像技术被投入应用之中，比如双光子荧光成像[3]、时间分辨投射投影层析成像[4]以及光学相干层析术。
其中，光学相干层析术具有一些出色的优势：
高分辨率：光学相干层析术的最大纵向分辨率能达到1μm甚至更高的精度，高于X射线、超声检查等其他成像手段。这意着医生能更加及时、准确的对病人进行诊断治疗。
非接触、无创伤：光学相干层析术无需接触生物组织，从而相对于其它侵入性的技术手段，可以减少对被测组织的损害，避免了交叉感染等问题的出现。
具有一定的穿透深度：光学相干断层扫描具有较强的穿透能力，在生物组织的成像可以达到1mm ~ 2mm深度。
设备简单、经济：光学相干层析术设备大小便于携带，并能与其他医疗设备相互组合检测。
上述优点使光学相干层析术从众多的光学成像技术中脱颖而出，在生物医学成像技术中占据一席之地。
1.2光学相干层析术的发展
1.2.1光学相干层析术的历史
层析成像是一种通过采集物体背向散射获得横断面的扫描成像[5]。伴随着电子计算机断层扫描的发展，人们试图通过将其与光学相结合的方式获得一种无伤无接触的新型扫描手段，光学相干层析术由此出现。它得益于光学相干反射计的设计,光学相干反射计是一种一文的光学测距技术，它通过对光的相对振幅相位信息进行反演算法获得物体横断面信息。
1991年，MIT的Dr.Huang等人将OCDR的原理应用到医学成像中，研制出第一台OCT仪器[6]。之后许多研究单位通过将OCT与其它技术结合使OCT得到了不断的发展。例如，加拿大的欧文分校的chen在血流速度的测量中应用了谱域光学相干断层扫描；MIT的Fujimoto小组提出了偏振光学相干层析技术，通过反射光的偏振状态获得横断面信息[7]。
近二十年来，OCT技术主要向实时高分辨率以及功能化两个方面发展，本文研究的频域OCT（Fourier-Domain OCT,FD-OCT)正是OCT在实时高分辨率成像方向的一个重要分支[8]。因为物体背向散射光的幅值以及其势散射之间的存在傅里叶变换关系，所以可以通过收集干涉光谱信息重构物体结构，不再需要参考臂反复的纵向扫描，同时有效提高了若相干光信号的信噪比，所以提高了成像速度和分辨率。
1.2.2 FD-OCT的国内国际研究现状
1.3 OCT的应用情况
OCT最早被应用在眼科，可以用于诊断青光眼、视网膜脱离等疾病，并且在诊断中无需扩同。不足之处在于眼镜是一种透明的晶状体，所以色散和像差都不较大，这需要对光学准直系统进行调整。同时眼睛是一个敏感的组织，所以对光功率有着严格的限定。
OCT在皮肤检查中也得到了应用，相对于皮肤组织病理检测，OCT具有无伤的优点，不会产生疼痛留毒等副作用。同时，OCT在中等散射性组织如肠胃、生殖道、呼吸道、心血管中都能得到应用。