光学投影断层成像系统构建及应用研究

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1、万方数据工学硕士学位论文光学投影断层成像系统构建及应用研究郭进哈尔滨理工大学万方数据国内图书分类号：TP391工学硕士学位论文光学投影断层成像系统构建及应用研究硕士研究生：郭进导师：刘侠申请学位级别：工学硕士学科、专业：系统工程所在单位：自动化学院答辩日期：2014年6月授予学位单位：哈尔滨理工大学万方数据ClassifiedIndex：TP391DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringConstructiononOpticalProjectionTomographySystemandResearchon

2、candidate：Supervisor：SystemApplicationGuoJinLiuXiaAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：SystemsEngineeringDateofOralExamination：June，2014University：HarbinUniversityofScienceandTechnology万方数据哈尔滨理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《光学投影断层成像系统构建及应用研究》，是本人在导师指导下，在哈尔滨理

3、工大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文研究工作做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名：郭进日期：2014年6月7日哈尔滨理工大学硕士学位论文使用授权书《光学投影断层成像系统构建及应用研究》系本人在哈尔滨理工人学攻读硕士学位期问在导师指导’卜．完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归哈尔滨理工大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解哈尔滨理工大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有

4、关部门提交论文和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权哈尔滨理工大学可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于保密口，在年解密后适用授权书。不保密囤。(请在以上相应方框内打4)作者虢哳豇日期：勿哆年∥月7日导师虢刘伙吼批年6月夕日万方数据哈尔滨理工大学工学硕士学位论文光学投影断层成像系统构建及应用研究摘要光学投影断层成像(OpticalProjectionTomography，OPT)是一种新兴的小尺度样本成像技术，其利用均匀平行光束照射样木，采集样本多个角度的投影图或荧光图，然后通过重建算法获得样本的三

5、维信息。OPT技术可以实现1～10mm尺度生物样本的解剖结构和荧光成像，对样本进行组织水平的定性和定量研究，具有分辨率高、动态成像、无辐射、成本低、使用方便等诸多优点，OPT的这些特点恰好满足了生物医学领域对小尺度生物样本的研究需求。但是，国内在OPT成像技术方面的研究仍处于起步阶段，亟需深入研究相关成像系统和成像算法，跟上国际研究进展，推动OPT在国内生物医学领域中的应用。本文针对OPT成像技术开展了研究工作，包括成像系统构建、系统应用研究等。本文相关工作概括如下：在成像系统构建方面，设计并构建了一套OPT成像系统，该系统包括硬件平台和控制采集软件

6、两部分。本文通过设计光源模块、样本定位模块、信息采集模块和设备外围模块，搭建了一套光路稳定的OPT硬件平台，同时在硬件平台基础上，编写控制软件实现各部件的协同工作，以及采集软件实现图像数据的顺利获取。该系统可以完成离体生物样本和活体小动物的高分辨率成像。在系统应用研究方面，通过生物样本制备，摸索出了一套离体和活体实验样本制备流程，开展了一系列生物实验。对离体生物器官如小鼠心脏、肾脏等，通过清洗、固定、干燥、透明化等步骤进行处理，获得散射低、透明程度高的离体样本，对活体生物如果蝇蛹，则通过清洗、固定两个步骤进行处理。利用这套样品制备流程，可以便捷地制作

7、出活体和离体OPT成像样本。在实验开展过程中，发现OPT成像系统由于采用高放大倍数的显微镜头，导致系统的景深有限，当样本尺寸大于系统景深时成像质量就会变差，本文通过移动样本获取景深在样本不同区域时的多幅图像，然后通过评估图像质量自动选出最清晰的图像，最后利用每个角度最清晰的图像进行三维重建。本文提出的景深处理算法可以有效提高OPT系统在景深小于样本尺寸时的成像质量。关键词光学投影断层成像；系统构建；样本制备；景深万方数据哈尔滨理工大学工学硕士学位论文ConstructiononOpticalProjectionTomographySystem一⋯ip

8、"andResearchonSystemApplicationAbstractOpticalProjecti