基于圓周掃描的內(nèi)窺式頻域檢測系統(tǒng)及成像實驗研究.pdf

1、內(nèi)窺式近紅外漫射光成像技術(shù)是一種可用于內(nèi)部器官癌癥檢測的新型光學(xué)測量技術(shù),因其具有實時、無創(chuàng)的特點在癌癥的早期診斷方面發(fā)揮著重要作用。為了有效的實現(xiàn)對早期宮頸癌的檢測,本文在原有頻域系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,建立了基于有效探測區(qū)理論(Effective Detection Range,EDR)的內(nèi)窺式圓周掃描成像系統(tǒng)。
　　首先,為了實現(xiàn)基于EDR的內(nèi)窺檢測,設(shè)計了一種新型的內(nèi)窺式旋轉(zhuǎn)探頭,僅用一根源光纖和一根探測光纖即可實現(xiàn)圓周掃描成像,簡

2、化了系統(tǒng)并降低成本。并利用蒙特卡洛模擬對光纖參數(shù)的選擇提供理論指導(dǎo)。為了實現(xiàn)光垂直照射到宮頸內(nèi)壁并垂直接收,探頭的源光纖頂端加上一端切成45°斜面的自聚焦透鏡,對光實現(xiàn)準(zhǔn)直和偏折90°的作用,探測光纖直接將光纖頂端切成45°斜面,用于接收垂直于組織體壁的光。內(nèi)窺探頭的旋轉(zhuǎn)精度的實驗結(jié)果表明:源光纖對于幅值和相位的測量的最大相對誤差分別是1.7％和0.13%,探測光纖的最大相對誤差分別是3.01%和0.58%。
　　其次,為了實現(xiàn)頻

3、域系統(tǒng)的自動化控制,本文在LabVIEW平臺下,將內(nèi)窺旋轉(zhuǎn)探頭和頻域系統(tǒng)結(jié)合進行軟件集成,從而節(jié)省人力和時間。并在不同的源探距離下驗證了基于內(nèi)窺探頭頻域系統(tǒng)的精度,實驗結(jié)果表明,該系統(tǒng)測量幅值和相位相對誤差分別為12.3%和20.9%,另外,針對上述結(jié)果,本文對系統(tǒng)可能存在的誤差原因及改進措施進行了分析和闡述。
　　最后,在上述內(nèi)窺式頻域系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,本文分別利用固體仿體和仿宮頸組織對系統(tǒng)的成像能力進行了驗證。在固體仿體實驗中,分

4、別對單目標(biāo)仿體和雙目標(biāo)仿體的異質(zhì)體進行了重構(gòu)實驗,結(jié)果表明:重構(gòu)的目標(biāo)體的位置和大小和實際的目標(biāo)體基本一致,雙異質(zhì)體可被清晰分開,吸收和約化散射系數(shù)的量化度(Quantitative Ratio,QR)分別可達(dá)到25%和20%以上。仿宮頸組織的實驗結(jié)果表明:重構(gòu)異質(zhì)體的位置正確,且重構(gòu)出的吸收系數(shù)和約化散射系數(shù)的QR值分別可達(dá)到25.3%和18.7%。綜上所述,基于 EDR的內(nèi)窺式圓周掃描成像系統(tǒng)可獲得合理的成像質(zhì)量,為臨床實驗的實施打