基于光學(xué)相干層析成像技術(shù)的血管造影研究.pdf

1、眼底血管作為人體唯一直接可見的血管，不僅維持著眼睛的正常功能，反映眼底本身的健康狀況，而且作為腦血管的分支，也能夠反映出全身組織器官的健康與否。因此高分辨率，高靈敏度的眼底血管成像對眼科的基礎(chǔ)研究以及臨床治療具有十分重要的作用。在臨床的眼底血管成像技術(shù)中，熒光造影與吲哚菁綠造影作為臨床金標(biāo)準(zhǔn)能夠較好地顯示出眼底血管的細(xì)微變化，但是造影劑的注射不僅對病人是有創(chuàng)的，而且也可能會引起一些不良反應(yīng)，如惡心，嘔吐，皮膚染色以及過敏等，因而在一定程

2、度上限制了熒光造影和吲哚菁綠造影的應(yīng)用范圍。其他方法如多普勒超聲技術(shù)，激光散斑技術(shù)等雖然能夠成像眼底血流，但是它們的分辨率較低，而且無法提供血管的三維結(jié)構(gòu)。光學(xué)相干層析成像技術(shù)(Optical Coherence Tomography，OCT)是一種生物組織微觀成像的新技術(shù)，因其高分辨率，無損傷和非侵入的優(yōu)點，在臨床醫(yī)學(xué)中，尤其是眼科疾病的診斷和治療中發(fā)揮了巨大的作用。近年來利用OCT技術(shù)進(jìn)行無標(biāo)記血管造影的研究成為該領(lǐng)域新的研究熱點之

3、一，發(fā)展了多種光學(xué)相干血管造影技術(shù)，在掃描速度較高(大于50 kHz/s)的OCT系統(tǒng)上取得了較好的成像結(jié)果。然而對于當(dāng)前臨床中廣泛使用的譜域OCT系統(tǒng)，其掃描速度相對較低(一般低于40KHz/s)，在應(yīng)用現(xiàn)有的光學(xué)相干血管造影技術(shù)進(jìn)行成像時，無法獲得滿意的血流圖像。為了解決上述問題，本文設(shè)定的研究目的在于基于現(xiàn)有臨床上廣泛使用的低速頻域OCT技術(shù)，探索適用于臨床應(yīng)用的無標(biāo)記，高分辨率，三維的血管造影方法，為拓展OCT在眼科疾病的診斷和

4、治療中的應(yīng)用提供更多的功能信息依據(jù)。
　　首先，本文對OCT信號進(jìn)行優(yōu)化處理，以獲得更好的圖像質(zhì)量。在采集OCT圖像的過程中，不可避免地會引入噪聲，降低成像的質(zhì)量。為此，本文針對OCT中的噪聲，尤其是由于生物組織的高散射引起的散斑噪聲進(jìn)行降噪處理。本文采用了一種聯(lián)合小波系數(shù)相關(guān)性分析以及小波系數(shù)閾值化處理的降噪方法對在體成像的OCT圖像進(jìn)行處理，與其他降噪方法相比，具有較高的降噪性能，提高了圖像的質(zhì)量，為后續(xù)光學(xué)相干血管造影的研究

5、奠定了基礎(chǔ)。
　　其次，本文通過對現(xiàn)有光學(xué)相干血管造影算法的綜合分析，分別對基于多普勒效應(yīng)的光學(xué)相干血管造影和基于散斑效應(yīng)的光學(xué)相干血管造影在低速OCT系統(tǒng)上的應(yīng)用進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)并驗證了現(xiàn)有的光學(xué)相干血管造影方法并不適用于低速的OCT系統(tǒng)，無法獲得滿意的造影效果。
　　最后，歸納上述研究結(jié)果，本文結(jié)合與血流直接相關(guān)的相位信息以及具有高靈敏度和信噪比的幅值信息，利用相位直方圖分析實現(xiàn)動態(tài)濾波，發(fā)展了一種適用于低掃描速度OCT

6、系統(tǒng)的聯(lián)合相位與幅值的光學(xué)相干造影方法。利用相位信息獲得組織與血流的多普勒頻移分布，由于血流存在多普勒頻移，使得血流信息位于高頻區(qū)域，通過直方圖分析確定組織成分的頻域分布范圍，并以此為截止頻率構(gòu)建高通濾波函數(shù)，實現(xiàn)動態(tài)地分離組織和血流信息，進(jìn)行血流成像。該方法利用相位信息和幅值信息能夠較好的實現(xiàn)血流成像，而且直方圖分析能夠動態(tài)地確定組織成分，與利用經(jīng)驗閾值進(jìn)行截止頻率的方法相比具有較高的靈敏性。其實驗結(jié)果表明，在低掃描速度下，該方法能夠