3.4 影响系统性能的因素 20

4 结论 21

致谢 22

参考文献 23 

1 绪论

疾病是影响人类身体健康和寿命长短的一个重要因素，原有的通过医学成像来诊断疾病的方法有X射线透视、超声波、CT扫描、核磁共振等。均属于侵入式的医学诊断技术，给被检测患者带来痛苦，并有精度低、辐射大、速度慢等弊病。针对以上问题，产生了OCT技术。

1.1 OCT的研究背景和意义

对生物体内部器官组织进行清晰成像即生物医学成像，极大促进了生物组织研究和临床科学诊断的发展。常规的医学成像技术有X射线透视、超声波扫描术、共聚焦显微技术等，为大范围内无损研究人体提供了重要手段。

自1985年德国物理学家伦琴发现X射线后，医学诊断学便有了里程碑式的发展。通过X射线透视、X射线照片以及X射线CT等非侵入性的检查，医生能够深入了解人体解剖与生理功能状况及病理变化，为人类的健康做出了杰出贡献。X射线在给人类健康带来巨大裨益的同时，对人本身也产生损害。据悉，医疗照射今天已经成为人群接受射线照射的最大人为来源（约占人工辐射总剂量的83％）。对X线辐射敏感的组织器官有骨髓、性腺、眼晶体等，超过阈剂量的照射可引起造血机能低下、暂时不育或永久不育、眼晶体混浊以及白内障等，对人体伤害极大。

医学超声成像是当前医学界普及率相当高的诊断影像技术之一，在数十年的超声诊断技术的发展中，超声成像技术已日趋成熟。由于超声的频率为3-4MHZ，不易被组织吸收，所以其探测深度很理想，但是穿透性不好[1]。

共聚焦显微技术是在荧光显微分析技术的基础上发展起来的，按照显微镜构造原理的不同分成激光扫描共聚焦和数字共聚焦显微技术两种。共聚焦技术具有成像清晰、获得三维图像、进行多标记观察、活细胞内动态生理反应的实时观察记录、定性定量分析等优势[2]，但是光在生物组织中的散射特性使其探测深度不理想[1]。

当前医学影像学的发展趋势是提高人体软组织成像的衬度分辨率（contrast resolution）及空间分辨率,由宏观影像学向微观影像学的方向发展。微观影像学能看见微米级的组织和细胞结构,此外，它还能反映出活体状态下病变的形态、功能及代谢的动态变化，这为疾病的诊断和治疗提供了极大的帮助。

光学相干断层成像技术(Optical coherence tomography，简称OCT）顺应发展趋势，成为研究的热点。OCT是一种实时、在体、无创的生物组织成像技术，它相仿与超声波，只是将声波换成光波成像。光聚焦进入样品内部，被内在组织散射，原路返回，与参考光波干涉，形成带有内部微观结构的干涉信息，通过计算机数据处理，便形成了高分辨率、理想深度的内部微观结构图。

为了弥补超声波由穿透性不好而造成的轴向分辨率不高的缺点，OCT使用宽带光源，使其轴向分辨率达到1-15um,几乎是超声波成像的10-100倍。对于共焦显微技术中探测深度不理想这一弊端，OCT则通过计算确定光谱仪的分辨率来达到一定的探测深度。高深度方向的成像分辨率使OCT可用于微观组织结构成像，尤其是在眼科的观察中，前所未有的创造了无创在体的眼底成像，极大的推动了眼部疾病诊断和深入研究的科学工作[1]。

OCT具有以下优点：1）简单操作，易于掌握；2）患者一般无需做检查前准备；3）无辐射、无需介入患者体内；4）高探测灵敏度，检查快速方便；5）高分辨率、可量化分析。因此，OCT在生物组织中可有多种应用，如下：1)对生物组织成像。与相应装置结合可实现对眼睛的透明结构、心血管等有强散射介质的组织深部进行清晰成像。通过OCT技术还可获得动物在子宫内发育过程的一系列图像。（2）测量流速。光学多普勒层析仪(Optical Doppler Tomography-ODT)由OCT成像与多普勒技术相结合形成，其作用是：检测高散射介质中的流体速度。值得一提的是，它还能分别测出空间各点的流速,因此对疾病的诊断有重要价值。（3）测量生物组织的双折射。物组织的双折射通常是医生诊断组织是否正常的一个指标，在定量测量组织的热致损伤时双折射的测量是一个更可取的方法。（4）内窥镜OCT用于检测管状生物组织。光纤OCT有结构紧凑、便携的优点，将其与内窥镜相结合可用于对胃肠道等管状生物组织的内壁进行清晰成像。更有意义的是它活体成像的优势可提供与心脏结构和功能相关的有效信息，对动脉粥样硬化的临床鉴别起到突破性的作用。（5）测量生物组织的折射率。折射率是对生物组织进行光成像的重要参数，获取生物组织的折射率具有重要意义。焦点追迹法适用于对活体组织折射率的在体测量,极具生命力。（6）测量生物组织特性参数。通过OCT易知所测生物组织的背向散射光强和透射光强，再根据这两个参数与其他特性参数的关系便可计算得出这些参数的值[3]。