光学相干层析成像技术 ppt课件

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OCT分辨率
• OCT的分辨本领由其纵向分辨率和横向分 辨率来衡量
• 其纵向分辨率取决于OCT系统低相干光源
的相干长度 L2In2•2
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• OCT的横向分辨率取决于光束通过焦距为f
的透镜聚焦到样品上的光斑直径
X4df 2NA
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• 实验结果证明，OCT 诊断各种视网膜疾病 非常有用，从有斑点产生，到形成青光眼， 再到视网膜脱离均可探测。
• 在描绘眼睛结构方面，OCT的能力是其他 成像仪器所不能比拟的
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牙科诊断
• PS—OCT（偏振敏感OCT） • 使用样品对背散射光双折射的大小成像 • 牙齿表面的釉质具有强烈的双折射效应，
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医学成像诊断的要求
• 实时
• 在体：不影响组织的结构，
• 危害性小：无创，辐射小
• 分辨力高
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光学相干层析成像（OCT）
• 光学相干层析(OCT)是9O年代发展起来的 一种新型光学成像手段。它通过测量生物 组织的背散射光强度和相位获取内部的显 微结构信息进行层析成像。
• 分辨率1um～15um， 比传统的超声成像高 l～2个数量级，并且可以实现实时在体检测。 OCT系统的体积和制造成本都远小于磁共 振成像(MRI)这使得该技术在实验研究和临 床应用方面都大有可为
光学相干层析成像技术 及其在医学中的应用
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应用需要
• 对病变组织的精 确诊断是当今世界医学研究的重 要 课题之一，生物 医学 工作者一直在寻找无创 的生物体检测方法 。
• 在现有的疾病诊断方法中，很多都依赖于成像技 术 ，以求安全、及时，有效地发现病变，并对其 区分定位。
• 临床上 目前使 用的成像技术主要有超声波 ，X射 线透视、CT扫描 以及磁共振成像(MRI)等 ，这些 诊断方法适用于不同场合，同时各自又都有一定 的缺点和局限性 。
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• 光源发出的光经过 2×2的光纤耦合器，被均匀地 分成两束分别进入放有反射镜的参考臂，和放有 被测样品的样品臂。
• 照在样品上的光进入样品组织内部经过样品反射 回来
• 只有来自样品某一特定深度的反射光才能与参考 光相干，反射光信号包含有组织光学参数的信息 ，
• 探测器把干涉后的光转换成电信号经过数据采集 和处理系统收集 ，并在计算机上进行分析。纵向 扫描 参考臂反射镜的位 置，便可获得样品的深度 层析图像 。
釉质受损后这一效应随之减弱， 因此， PS—OCT特别适合于龋齿的检测 • 进一步可以对组织进行正常态和热损伤的 区别
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心血管疾病探查
• 将OCT成像与多普勒技术相结合，形成一 种新的检测仪器— 光学多普勒层析仪 (Optical Doppler Tomography—ODT)
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OCT工作原理
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OCT工作原理
• 光学相干层析系统可认为是由共焦扫描系 统和低相干干涉仪组成
• 其装置如图所示，装置的核心是一 个光纤 迈克尔逊干涉仪，
• 光源为低相干宽带光源，干涉仪的一臂称 为参考臂，包含参考反射镜；另一臂称为 样品臂，主要包含了共焦扫描系统和待测 样品
• 该系统可用来检测埋藏在高散射介质下流 体的流速
• 与传统的超声多普勒血流仪相比，ODT具 有更高的分辨率
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胃肠道诊断
• OCT导管式内窥镜 • 以环形方式对光束进行扫描并对内窥镜所
能探测到的区域进行截面成像 • 拓宽了OCT的戚像范围，使之能够用于对
心血管系统、胃肠道组织、泌尿系统及呼 吸道等管状生物组织的高分辨率成像。
后向散射光波的叠加 • 与参考光干涉后，就会产生干涉条纹．干
涉条纹的频率编码中有深度信息， • 通过计算机傅里叶变换后就得到了样品不
同深度处的信息
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发展和展望
• 改进的光源：带宽更宽、功率更大的光源
• 更好的探测
• 快速的图像采集：目前可以做到实时成象， 目标是可以视频成象
• 易于使用的软件：方便、友好、易于使用
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频谱光学相干层析术
• Spectral Optical Coherence Tomography • 原理是基于光谱的干涉 • 回光采集部分是一个高分辨率光谱仪 • 从样品返回的光可以看成是多个不同深度
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OCT分辨率优势
• 光学相干层析术(OCT)的最大优点是可以获 得比x射线CT、超声成像术、核磁共振成像 术等传统医学成像技术高l～2个数量级的分 辨率.
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OCT在医学和生物学研究方面的应用
• 眼科诊断
OCT可用于诊断诸如青光眼、糖尿病水肿 等需要定量测量视网膜变化的疾病
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精品资料
• 你怎么称呼老师？ • 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你
是否会认为老师的教学方法需要改进？ • 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭 • “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我
笨，没有学问无颜见爹娘 ……” • “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
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乳腺癌早诊
• 采用漫射光进行检测，
• 使用超声束聚焦于生物组织．使组织透射和反射 的光学层析信号受到调制．
• 调制使焦点附近声压起伏造成组织的密度起伏， 从而改变漫透射系数以及折射率．获得探测区域 附近生物组织的光学和力学性质，
• 改变焦点，扫描即可获得断层图像．
• 理论分析表明．其探测深度可这10cm．这项技术 综合了光学成像的对比度和超声成像的深度分辨 优势，因此特别适合于乳腺癌的早期诊断。