基于LabVIEW的光学相干层析成像控制系统及信号处理研究

基于LabVIEW的光学相干层析成像控制系统及信号处理研究

论文摘要

光学相干层析技术(Optical Coherence Tomography, OCT)是一种新型的层析成像技术,具有无辐射、高分辨率、高灵敏度和实时等优点,近来年来被广泛地应用于生物医学等领域。生物组织的微结构成像与光学特性参数(如折射率、吸收系数、散射系数和散射各向异性因子等)的测量一直是重点研究课题。本文对OCT系统的基本原理和系统硬件构成作了细致分析,设计、搭建和调试完成了一套光纤型OCT系统,选用的光源是放大自发辐射光源(Amplifier Spontaneous Emission, ASE),中心波长为1550nm,该系统主要用于生物组织光学特性参数的测量。为了实现对光学相干层析成像系统的实时自动操控,在光学相干层析成像技术基础上以LabVIEW为开发平台,设计并调试完成了一套用以测量生物组织光学特性参数的控制系统。该系统主要包括参考臂驱动程序模块、数据采集卡的数据采集程序模块,各模块既相互独立又有机的组成一个整体。设计了简洁友好的用户操作界面,详细地介绍了该控制系统是如何实现自动控制和操作的步骤。该系统具有开发周期短、成本低、维护简单、可移植性强等特点。使用该系统对不同浓度的Intralipid生物组织模拟液进行了测量,实验结果表明对模拟液的散射系数测量可靠。由于实验过程中所选用ASE光源是非高斯型光谱,不平滑的光谱使得干涉信号含大量旁瓣信号,这些旁瓣信号模糊了生物组织的细节结构信息。为了获得理想的图像信息,设计了基于Mallet算法的小波变换算法,并对采集到的相关信号进行了去旁瓣处理,结果表明,全部旁瓣信号基本上被去掉,而主瓣干涉信号大体上未受影响。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 目录
  • 第一章 绪论
  • 1.1 引言
  • 1.2 光学相干层析成像技术的发展与现状
  • 1.3 国内外研究现状
  • 1.4 OCT的应用及临床诊断
  • 1.5 OCT控制系统概述
  • 1.6 本论文研究内容
  • 第二章 光学相干层析技术的基本原理及硬件系统
  • 2.1 引言
  • 2.2 低相干原理
  • 2.3 光外差探测
  • 2.4 OCT系统结构硬件
  • 2.5 本章小结
  • 第三章 基于LabVIEW的光学相干层析成像控制系统
  • 3.1 LABVIEW介绍
  • 3.2 相干层析成像控制系统
  • 3.3 控制系统的相干调试
  • 3.4 控制系统性能测试可行性分析及实验过程
  • 3.5 本章小结
  • 第四章 光学相干层析成像系统的信号处理研究
  • 4.1 OCT系统的噪声来源
  • 4.2 降低旁瓣的方法
  • 4.3 基于MALLET算法的小波变换去旁瓣算法设计
  • 4.4 实验结果及分析
  • 4.5 本章小结
  • 第五章 总结和展望
  • 参考文献
  • 在校期间发表的学术术论文及科研成果
  • 致谢
  • 相关论文文献

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