光学相干层析技术成像算法与应用

摘要

新的医学成像技术不断的出现,用于提高诊断和治疗疾病的能力。他们还可以有助于更好地了解疾病的发病机制,并因此推动发展新的治疗方法。OCT是一种新兴的强大的医学成像技术,它可以实现实时的组织微结构“光活检”,而不需要移动和处理样本。在一般临床中 OCT的应用有:(1)危险或不可能切除的普通组织活检。可应用组织包括眼睛,动脉,或神经组织;(2)标准切除组织的检查。利用病理组织学可以诊断许多疾病,例如癌症。(3)指导手术的能力。OCT具有看到皮下组织的能力,在例如支架置入术等微操作手术中OCT可以保证手术的准确性,这也使得新的微创手术得到发展。另外,OCT的多普勒成像,双折射和光谱特性等都可以应用在新的手术手段发展中。
　　OCT主要使用低相干干涉光获得目标的深度信息,通过连续的在X或Y方向的扫描组成两维或三维的成像。类似许多其他的成像方式一样,OCT可以通过数字信号处理技术提高其图像质量。数字信号处理可以抑制噪声,确保得到的图像符合已知对象的属性。更复杂,更详细的图像可以在一定程度内揭示更多的细节和功能。
　　自从光学相干层析技术(OCT)被应用到临床眼科之后,视网膜内部微细结构就可以被更详细的探测。不同于以往的其他方式如荧光血管造影(FA),OCT可以进行更为迅速和非侵入性的检查。而视网膜分层技术得到的厚度数据正作为一个重要参数被引入到不同的临床研究中。
　　不同于以往的分割算法往往集中在使用基于边缘的图像分割技术。本文设计了一种基于区域分割的视网膜图像分层算法,算法具体包括了图像预处理,提取目标区域,插值放大,建立导向图,优化合并,步进控制等步骤。使用开闭重建来提取视网膜的目标区域,提高分割算法的效率和准确率;使用B样条插值放大,在保留边界信息的情况下,减少过分割的存在;计算图像的导向图,用于判断图像中视网膜层次的走向,作为判断依据;计算不同区域的特征值并计算相似性,从而指导区域合并;步进控制,用于帮助合并过程发生在阈值较小的时候。经过这种算法的分割,可以从OCT扫描所得的视网膜图像中分割出需要的边界信息,层次信息,进而可能在眼科疾病的诊断和治疗中发挥积极的意义。
　　最后,本文对光学相干层析技术在肠胃内镜扫描方面的前瞻性应用做了体外切片扫描实验,并分析了其成像效果和原因。

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第一章 绪 论

1.1光学相干层析技术

1.2光学相干层析技术现状

1.3本论文的研究内容与意义

第二章 光学相干层析技术原理与图像后制技术

2.1光学相干层析技术的原理及特点

2.2 光学相干层析技术中的图像后制技术

第三章 OCT视网膜图像目标区域的提取

3.1视网膜层状结构

3.2 OCT视网膜图像处理的意义与应用

3.3视网膜图像目标区域的预处理

3.4实验结果与分析

第四章 OCT视网膜图像分层算法

4.1视网膜分层技术的意义

4.2视网膜分层技术现状

4.3 OCT视网膜图像分层算法

4.4实验结果与分析

第五章 光学相干层析技术应用与实践

5.1光学相干层析技术的主要应用

5.2肠胃内镜OCT与实验

第六章 总结与展望

6.1本论文主要工作与进展

6.2未来工作展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间已发表或录用的论文