导管偏振敏感光学相干层析成像(Polarization sensitive Optical coherence tomography,PS-OCT)是导管OCT的功能拓展和演化。相比普通导管OCT,导管PS-OCT能够提供血管壁和各类斑块更丰富的组织结构信息,得到对比度更强的组织双折射图像。但目前现有的导管PS-OCT系统在克服导管光纤旋转引起偏振参量变化、偏振注入与提取、偏振解算方法等方面存在着不完善,限制了其在临床上的应用。本文从限制PS-OCT在临床应用的几个难点问题入手,包括导管PS-OCT的系统装置、偏振注入与提取方法、偏振解算算法和分布式生化传感光纤导管等,提出了基于导管的PS-OCT系统设计方案、偏振解算方法以及分布式生化传感光纤导管的初步探索研究,并完成了系统搭建、理论分析和实验验证工作。本文的主要工作如下:1、研究了导管PS-OCT系统的偏振解算方法。利用穆勒矩阵分解和构造相似矩阵,提出了相似穆勒矩阵偏振解算方法,消除系统中的二向衰减效应和退偏振效应,实现组织双折射的偏振解算;基于偏振模色散中的线性双折射率的统计特性,提出了双态色散补偿方法,修正导管PS-OCT成像系统的色散;利用互相关运算,实现四个偏振态的配准。2、研究了导管PS-OCT系统。设计并搭建了基于高速旋转光纤成像导管的偏振敏感OCT成像系统,包括改进型全光纤马赫-曾德干涉仪搭建、双输入偏振态的产生与控制、旋转机构与成像导管控制;完成导管PS-OCT系统的软件开发,实现系统的光路校准、数据采集和图像重建。完成对生物组织的组织双折射成像实验,实现对样品的偏振解算,输出具有高对比度的相位延迟图像。3、研究了PS-OCT中的分布式生化传感光纤导管。初步探究了将导管OCT和光频域反射(OFDR)技术相结合的可能,提出将拉锥光纤作为光纤导管前端敏感元件的分布式生化传感光纤导管的概念。研究了基于OFDR拉锥光纤的分布式传感原理,在OFDR系统上完成拉锥光纤的分布式折射率传感实验,验证其分布式传感能力,为PS-OCT中的分布式生化传感光纤导管的研制奠定基础。