基于空間光測量的光學(xué)層析成像系統(tǒng)研究.pdf

1、基于空間光測量的光學(xué)層析成像系統(tǒng)研究基于空間光測量的光學(xué)層析成像系統(tǒng)研究ResearchonContinuesWaveNonContactOpticalTomographySystem學(xué)科專業(yè)：生物醫(yī)學(xué)工程研究生：范穎指導(dǎo)教師：趙會(huì)娟教授天津大學(xué)精密儀器與光電子工程學(xué)院二零一二年十二月摘要擴(kuò)散光層析成像（DiffuseOpticalTomography，DOT）和熒光層析成像（FluescenceDiffuseOpticalTomogr

2、aphy，F(xiàn)DOT）技術(shù)由于具有良好的特異性、實(shí)時(shí)性和安全性成為了成像研究的熱點(diǎn)。非接觸式測量可以獲得大量的測量數(shù)據(jù)，并且避免了接觸產(chǎn)生的耦合誤差，具有廣闊的應(yīng)用前景。本文設(shè)計(jì)并搭建穩(wěn)態(tài)域非接觸式DOTFDOT系統(tǒng)，采用EMCCD（ElectronMultiplyingCCD）作為探測器并輔以待測體旋轉(zhuǎn)平臺(tái)，以增加源探測點(diǎn)數(shù)量，快速獲得大數(shù)據(jù)集，提高系統(tǒng)的空間分辨率。最終形成的系統(tǒng)包括激光器、EMCCD、電控平移臺(tái)精密電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)、濾光輪

3、和計(jì)算機(jī)。為了充分發(fā)揮該系統(tǒng)獲取大數(shù)據(jù)集的優(yōu)勢，將系統(tǒng)中的各個(gè)部分進(jìn)行集成，實(shí)現(xiàn)快速測量、數(shù)據(jù)采集與分析、成像結(jié)果實(shí)時(shí)顯示的自動(dòng)化控制。采用VisualStudio6.0編寫系統(tǒng)的控制程序，實(shí)現(xiàn)在連續(xù)測量模式下，DOTFDOT系統(tǒng)的自動(dòng)化集成?；诖擞盅芯苛讼到y(tǒng)的校準(zhǔn)方法，以減小像差和噪聲對成像的影響。并研制了適用于上述非接觸測量DOTFDOT用仿體，對搭建的系統(tǒng)進(jìn)行了DOT及FDOT仿體實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。在DOT測量中，分別采用不同的源掃描密

4、度、不同吸收系數(shù)的異質(zhì)體及不同中心距（thecentercenterseparation，CCS）的目標(biāo)體進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，并結(jié)合本組已經(jīng)發(fā)展的適合大測量數(shù)據(jù)集的DOTFDOT重建算法進(jìn)行了圖像重建。結(jié)果表明：在最佳光源密度為1616時(shí)，由該系統(tǒng)所獲得的吸收系數(shù)的重建圖像，能基本反映出異質(zhì)體的形狀、大小和位置；系統(tǒng)可以區(qū)分異質(zhì)體在吸收系數(shù)上的差異，在異質(zhì)體吸收對比度為2的情況下，重建圖像的量化度高達(dá)70%；系統(tǒng)完全可以分辨最小距離為CCS=1