针对光学相干层析成像（OCT）过程中，光线散射、目标微动和硬件抖动等原因引起的噪声干扰，尤其是视网膜OCT图像中存在的严重噪声干扰问题，提出了一种基于模块化降噪自编码器的渐进式OCT图像降噪方法。使用多层卷积和反卷积构建自编码器，以模块化深度神经网络的架构为基础搭建了具有多个自编码器模块的神经网络，每个自编码器模块可依次输出降噪程度逐渐升高的过程结果，以满足不同的使用需求。以均方误差、峰值信噪比和结构相似度作为降噪结果的评价指标，对编码器模块数量T的研究结果表明，所设计的编码器在T=4时具有最佳性能。利用所提方法和各种主流方法对正常眼和病眼的视网膜OCT图像进行降噪处理，结果表明所提方法在各项指标上均取得最优结果，可以有效地对视网膜OCT图像进行降噪处理和大幅提升图像的质量。

提出一种基于维纳-辛钦定理计算光学相干层析成像(OCT)系统轴向分辨率δz的通用方法:对光源的功率谱密度分布进行傅里叶逆变换,得到其自相干函数,由其半峰全宽值来获得δz。利用该方法计算了高斯和非高斯分布光谱光源OCT系统的δz,通过与厂商给出的产品标称值相比较,验证了本方法对于高斯和非高斯分布光谱光源的正确性。以超宽带白光光源为例,使用滤光片滤除边缘部分光谱后形成非高斯分布光谱,搭建实验系统,实测δz,所得结果与本方法的计算结果较为接近,实验验证了本方法的正确性。本方法对于非高斯分布光谱光源OCT系统δz的计算结果,能为系统设计时的参数考虑与器件选择等提供依据。

光学相干层析血管造影(OCTA)是一种无需注射染料和无创的新兴影像学检查方法,它能以极高的分辨率和灵敏度来显示眼底血管网络,其高达微米级的纵向分辨能力能够定位病变在视网膜和脉络膜中的原发位置。OCTA可以提供与当前金标准相当甚至更好的血管观察效果,尤其是在没有副作用的情况下重复检查。因此,自从OCTA技术问世后,就获得了快速发展,商用化产品已经在临床实践中获得了应用。为了帮助相关人员快速了解这一技术,本文对OCTA技术的原理方法、在眼科学中的应用、产品和临床使用现状、存在不足与展望等进行了介绍。

在研究自适应光学(AO)视网膜成像系统的光辐射安全时,通常未考虑成像光与信标光的光谱带宽和双光束叠加效应。根据ICNIRP标准提出了一种光辐射安全分析方法。首先确定宽光谱光束照射视网膜时的辐亮度计算方法,然后分析双光束照射视网膜时的最大允许照射量(MPE),最后根据视网膜辐亮度和MPE制定了激光安全分析流程。将满足各种人眼视网膜成像系统照明条件的AO扫频光学相干层析成像系统作为实例,分析辐亮度和辐亮度极限,并与其他方法相比较来检验所提方法的正确性。所提方法适用于结合和未结合AO技术的各种人眼视网膜成像系统,可为人眼激光安全分析计算提供参考。

分析了光学相干层析成像(Optical Coherence Temography,OCT)系统中色散失配对系统纵向分辨率的影响,详细阐述了快速扫描光学延迟线(Rapid Scanning Optical Delay Line,RSOD)的色散性质,提出并采用基于RSOD的色散补偿方法,实验验证了这种色散补偿方法能够实现OCT系统的纵向分辨率接近于理论值,并因此得到了高质量的OCT图像.

提出了一种采用光纤型迈克耳孙干涉仪进行光程补偿的菲佐型光学相干层析成像(OCT)系统。该系统的传感探头为共路干涉结构,以解决现有内窥光学相干层析成像系统中存在的探头运动导致图像失真、以及更换使用不同探头时需进行色散和偏振态调节等问题。光程补偿和振动干扰实验结果表明,光程补偿方法正确可行,系统对环境干扰不敏感。利用研制的系统对反射镜和近红外卡进行了成像实验,验证了系统的有效性。提出的方法非常适合于内窥成像,并给出了把系统扩展为内窥光学相干层析成像系统的具体实现过程。

提出了基于旋转λ/2波片无色散相移器的理论模型,和实施该相移器功能的全场光学相干层析成像(Optical coherence tomography, OCT)系统,为实现快速、高分辨光学相干层析成像提供了一种有效方法。该相移器能在宽光谱范围内无色散地获得八倍于λ/2波片旋转角的相移量,避免了利用单色光相移算法提取信号时存在的系统误差。针对修正Carré算法和三步相移算法所要求的不同相移量,在240 nm波长范围内,对相移器的性能进行了数值分析。结果表明,在给定光谱范围内,相移量越大,相移误差的绝对值也越大,幅值比变化范围也越大。用于实施无色散相移器功能的全场光学相干层析成像系统结构,与现有结构相比,具有一些有益的特点。

报道了基于光纤型光学相干层析成像(OCT)的投影折射率计算机层析成像(PICT)系统,并利用研制的系统对外径为1.3 mm,内径为0.9 mm的充水玻璃管样品进行了测量。样品以1°的步进角旋转,共采集180个方向上的投影值,然后利用卷积反投影算法进行了折射率分布图像的重建。实验结果表明,系统具有较高的空间分辨率,能够正确区分空气、玻璃和水三种不同折射率的物质,且其边界清晰可辨；由于利用了折射率信息,投影折射率计算机层析图像消除了常规光学相干层析图像中的几何畸变。

光学多普勒成像(Optical Doppler tomography,ODT)是一种结合了光学相干层析成像技术(Optical coherence tomography,OCT)和多普勒流速仪的非侵入、非接触的成像技术,能够实现对高散介质组织内部的血管分布和血液流速的探测。阐述了基于数字希尔伯特变换的相位分离多普勒光学相干层析成像技术的工作原理,并且通过对玻璃毛细管和生物芯片微通道管中聚苯乙烯溶液流速的实验测量,准确测量管内微粒缓慢移动时的多普勒频移量,获得了玻璃管内和生物芯片微通道管中流速分布曲线,证实了所提方法的可行性。获取的多普勒图像具有较高的空间分辨力和速度分辨力,在未来的临床应用中有潜在的应用价值。