1、光學(xué)相干層析術(shù)(Optical Coherence Tomography，OCT)技術(shù)是一種全新的成像模式，它可以對(duì)生物組織等實(shí)現(xiàn)非侵入式、高分辨率、高靈敏度和實(shí)時(shí)的截面層析成像，因而有希望在生物醫(yī)學(xué)研究及臨床診斷方面實(shí)現(xiàn)“光學(xué)活檢”的功能。本論文就OCT系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、成像性能的拓展及其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用等方面開(kāi)展了研究。
　　 首先，設(shè)計(jì)搭建了一套光纖型OCT成像實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，并結(jié)合該系統(tǒng)詳細(xì)分析了OCT技術(shù)的成像分辨率、成像時(shí)間

2、、探測(cè)靈敏度、成像深度等性能參數(shù)，同時(shí)給出了系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)需要注意的相關(guān)事項(xiàng)。實(shí)際測(cè)得該系統(tǒng)的縱向分辨率為16μm，系統(tǒng)靈敏度為-90dB。然后利用該系統(tǒng)對(duì)人體多個(gè)部位的皮膚進(jìn)行了活體成像研究。從獲得的圖像可以清晰的分辨出角質(zhì)層(掌趾部位)、表皮層、真皮上層等皮膚結(jié)構(gòu)，從而驗(yàn)證了OCT用于表層皮膚形態(tài)結(jié)構(gòu)研究的可行性。
　　 其次，提出了一種利用OCT縱向掃描信號(hào)的衰減特性提取生物組織的散射特性參數(shù)的方案，該方法是利用OCT模型對(duì)不

3、同區(qū)域內(nèi)的縱向掃描信號(hào)進(jìn)行曲線擬合來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在定態(tài)聚焦情況下，在對(duì)已知散射特性的組織模擬液進(jìn)行OCT成像之后，對(duì)比分析了OCT單次散射模型和多次散射模型在描述不同散射強(qiáng)度樣品的OCT信號(hào)方面的適用性。根據(jù)分析結(jié)果對(duì)OCT模型進(jìn)行了修正。最后，利用上述方法獲得了老鼠肝臟和人體皮膚各組織層的散射系數(shù)，實(shí)現(xiàn)了OCT技術(shù)的功能性擴(kuò)展。
　　 再次，提出了利用隨機(jī)相幅矢量和模型分析對(duì)數(shù)表示下OCT信號(hào)的散斑統(tǒng)計(jì)特性，并在不同的聚焦?fàn)顟B(tài)下對(duì)

4、具有不同散射特性的組織模擬液進(jìn)行了OCT成像的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論分析相吻合，采用對(duì)數(shù)的形式表示OCT信號(hào)以及采用較高數(shù)值孔徑的顯微物鏡具有抑制散斑噪聲的作用。另外，對(duì)數(shù)形式下的散斑特性與介質(zhì)的散射特性之間存在一定的相關(guān)性，該相關(guān)性為提取生物組織的散射特性提供了一種新的途徑。
　　 最后，提出了一種基于Fourier變換以及多項(xiàng)式擬合的方法從OCT信號(hào)中的色散項(xiàng)獲得生物組織結(jié)構(gòu)與功能的信息。該方法通過(guò)對(duì)OCT的干涉包絡(luò)進(jìn)行Fou