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光学相干层析成像(Optical Coherence Tomography,OCT)技术是一种具有微米量级高分辨率的非侵入性生物医学成像手段,无需进行生理切片就能够获得活体样品内部的三维结构等信息。对OCT所得到的三维信息作可视化处理,可以有效地帮助研究人员更好的理解所拥有的数据。目前OCT三维重建的有着多种方法,可以通过不同的表现方式来展现样品内部信息,包括:多平面重组法、投影法、面绘制、体绘制等。
OCT三维重建的数据来源于从数字信号重组得到的图像。OCT不仅可以获得样品结构图像,还可以通过多普勒图像重建来得到样品内部的血液流速等重要信息。为了获取高质量的图像数据,需要对信号进行预处理,并选择合适的图像重建算法。比如,多普勒图像重建的算法就需要根据不同实验环境的要求来选择使用短时傅里叶变换法或者希尔伯特变换法。
本课题主要研究了三维重建的各种方法,利用已有的光纤型OCT系统,使用Visual C++编写三维扫描软件获取三维重建所需要的数据,并使用MATLAB实现结构图像的三维重建,同时研究了不同算法对多普勒图像重建的影响,并在小白鼠活体实验中予以验证。
本文正文部分共分为五章。第一章简述了OCT的相关原理,阐述了三维重建的研究现状与意义,概述了课题中软件开发工具的选择。第二章介绍了OCI、的三维信号的获取,以及模拟信号处理和数字信号处理的相关内容。第三章阐述了三维重建的各种方法,以及三维重建前对OCT图像预处理的方法,并对三维扫描实验中所得到的数据进行三维重建和动画渲染。第四章介绍了多普勒图像重建的两种算法,通过实验比较了两种算法的适用环境。第五章对课题作出总结,并提出了今后需要努力的方向。