第20卷第6期
2012年6月文章编号
1004-924X(2012)06-1188-06
光学精密工程
Optics and Precision Engineering
谱域光学相干层析成像量化技术及其在生物组织定量分析中的应用
张芹芹1，昊晓静”，朱思伟”，高志3，袁小聪1*
Vol.20No.6
Jun.2012
（1.南开大学现代光学研究所光学信息技术科学教育部重点实验室，天津300071；
2.南开大学人民医院分子医学与纳米光学实验室，天津300121； 3.克莱姆森大学生物工程系，南罗来纳州克莱姆森29634）
摘要：研究了谱域光学相干层析（SDOCT)成像系统的量化技术，通过量化OCT图像来获得生物组织内部的信息特征对组织光学散射特性进行定量分析。给出并讨论了单次散射模型，具有轴向点散射函数(PSF)的单次散射模型和多次散射模型，利用平均A-scan算法和非线性最小二乘法曲线拟合，研究不同浓度IntralipidTM落液的散射特性。实验显示， IntralipidT溶液的散射系数与浓度在1%～10%间基本呈线性关系，验证了具有PSF的单次散射模型比较适用于本文的谱域光学相干层析成像系统。利用该模型对小鼠的新鲜肝脏进行量化研究，得到小鼠新鲜肝脏在波长入。为1550nm
时的散射系数为8.9mm-1。本文的研究为该项技术今后在临床医学上对各种疾病的诊断和治疗奠定了基础。关键词：光学相干层析成像；生物组织；谱成；散射模型；量化
中图分类号：R814.42;Q-331
文献标识码：A
doi;10.3788/OPE.20122006.1188
Quantitativespectraldomainoptical coherencetomography and its application to quantitative analysis of biological tissues
ZHANG Qin-qin', WU Xiao-jing", ZHU Si-wei", GAO Zhi',YUAN Xiao-cong'(l.KeyLaboratoryof Optical InformationScience&Technologyof theMinistry ofEducation,InstituteofModernOptics,NankaiUniversity,Tianjin300071,China
2.Laboratoryof MolecularMedicineandNanoOptics,NankaiUniversity
AffiliatedHospital,Tianjin300121,China;
3.DepartmentofBioengineering,ClemsonUniversity,Clemson29634,USA)
Correspondingauthor,E-mail:cyuan@nankai.edu.cn
Abstract: The quantitative analysis of spectral domain optical coherence tomography was researched tc acquiring interior information of biological tissues. The single-scattering model, confocal single-scat tering model and multiple-scattering model were presented and discussed. An average A-scan algo rithm and a nonlinear curve-fitting method were employed to explore the scattering features of In-tralipidTM. Experiments show that the relation of scattering coefficients and concentrations is linear in
收稿日期：2011-12-27；修订日期：2012-03-01.
基金项目：国家自然科学基金资助项目（No,61036013)；天津市科学技术委员会基金资助项目(No,11JCZDJC15200）