基于dsp的并行频域oct图像预处理系统

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1、独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得丞盗基堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。⋯一虢焉咩一期：蒯年眦自学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解苤鲞盘堂有关保留、使用学位论文的规定。特授权墨盗态堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘

2、。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)⋯⋯虢焉峰签字口期：知g年石月}日导师签名签字口期：Z曲0年f月夕口第一章绪论1．1光学相干层析成像技术的特点及应用1．1．1光学相干层析成像技术的原理及特点光学相干层析成像(OpticalCoherenceTomography，简称OCT)，起源于上世纪90年代，是一种基于一维光学相干域反射测量技术(OpticalLowCoherenceReflectometry，简称OLCR)对样品深度信息进行无损伤、高分辨率成像的新型光学成像技术，在科学研究和医学临床具有广泛的应用前景【I训。图1．1是OCT的典型原理图，它的核心是迈克尔逊(Miche

3、lson)干涉仪，被测样品放在干涉仪的样品臂，宽带光源发出的光经分束后分别照射到样品和参考镜上，由于光源的弱相干性，对应参考臂某一位置，只有当反射镜反射回来的参考光和生物样品反射的信号光的光程差匹配时才能发生干涉，然后使用高灵敏度锁相放大器探测干涉结果。通过调整参考光的光程，可以实现参考臂的轴向扫描(又称A．Scan)，获取样品的深度层析图像。横向扫描(又称B．Scan)由一系列相邻的轴向深度扫描构成。横向扫描与轴向扫描相结合就可以得到组织样品的深度层析图像。图1一lOCT系统的典型原理框图光学相干层析成像技术将先进的光学技术和超灵敏探测合为一体，加上现代计算机图像处理，发展成为一门

4、新兴的层析成像诊断技术。它与其他医学成像技术相比，例如x射线层析成像、核磁共振成像、超声成像等，具有以下优越性【5-81：第一章绪论(1)非接触、无创测量目前广泛应用的医学层析成像技术，如X射线层析成像，虽然成像需要的辐射剂量随着科学的进步不断减小，但长期使用仍会增加致癌的风险；核磁共振成像(M对)的强磁场和梯度场，同样会对人体造成潜在危害；超声成像虽然对人体无害，但是其接触测量的方式可能会对测量结果产生影响。而OCT通过光源直接照射组织表面进行检测，探测部分不需要与组织表面严密接触。其光源波长通常位于生物组织的“治疗窗口’’内，生物组织对光的吸收较小，并且光源发射功率在20row内

5、，不会对生物组织造成损害。(2)高分辨率CT和M对在临床应用中分辨率很难小于1mm，超声成像的分辨率最高虽然能达到10011m，但是探测深度也会随之降低。OCT图像的轴向分辨率和横向分辨率互不相关。轴向分辨率由光源的带宽决定，可达到1～15／．on，而横向分辨率取决于入射光束的数值孔径州A)，一般可达到十几微米。(3)结构简单，造价低廉CT、MⅪ等都属于大型医疗设备，结构复杂，售价都在数十万美元以上，不利于在医院中普及。而OCT成像装置的核心是迈克尔逊干涉仪，成像原理简单，易于向小型化、便携化发展。并且造价低廉，一台高采集速度的光谱OCT成本在三万美元左右。有望成为普及型，便捷化的临

6、床诊断工具。OCT成像技术虽然有以上优点，但是它具有的成像深度较浅(约为2～4mm)、难辨认组织高散射结构之间的界限等缺点，使得其并不能代替CT、MⅪ、超声等主流的医疗成像手段，而是对它们在某些领域的补充。1．1．2光学相干层析成像技术的应用OCT作为一种无损伤、高分辨率的新型光学成像技术在临床医学领域具有巨大的发展潜力。研究表明，OCT技术在眼科、牙科、皮肤病诊断、癌症的早期诊断、心血管疾病、胃肠道检查等研究中，都具有重要的应用价值：(1)眼科检查OCT技术可用于对眼前部角膜、虹膜、晶状体等组织进行检测或参数测量，GregorF．Schmid和A．F．Fercher等人曾利用OCT

7、技术测量眼球结构的长度19,101。OCT也可检测眼底视网膜在微观解剖结构上的病变，可对糖尿病水肿、青光眼等视网膜疾病进行早期诊断，J．S．Schuman和M．R．Hee等人利用OCT技术在青光眼的诊断上做了大量的工作Ill,t2]。(2)牙科检查牙齿表面的釉质的主要成分—钙盐具有较强的双折射效应，釉质受损后这一效应随之减弱。偏振敏感型OCT(PS．OCT)对于具有较明显的双折射效应的生2第一章绪论物组织来说，能够获得一些重要的结构信息113,14]。(3