剪切波变换驱动的高效三维OCT图像压缩采集技术

本文探讨了一种创新的三维光学相干断层成像（OCT）采集方法，基于压缩感知理论与剪切波变换。OCT作为一种在眼科和皮肤科等领域广泛应用的非侵入式成像技术，由于其微米级的分辨率和毫米级的穿透深度，对快速获取高分辨率图像或体积数据的需求日益突出。然而，传统的OCT采集方法往往耗时较长。 文章的核心在于提出了一种新的框架，旨在利用压缩感知（CS）的稀疏性原理来加速图像采集过程。首先，通过定义一种随机且参数化的连续扫描轨迹，确保其与机械扫描系统的兼容性，这有助于减少不必要的重复和提高效率。接着，将这种扫描轨迹转化为物理可行的光栅化形式，以便在实际的检流计镜等设备中实现。 关键的创新点在于引入了三维剪切波变换。剪切波变换作为数学上的一种高效多维分解手段，相较于传统的小波或曲波变换，能够更好地捕捉图像中的边缘和各向异性特征，从而提高数据的稀疏表示。这种方法将OCT数据的稀疏特性与剪切波变换相结合，实现了对OCT图像的高效压缩和重构。 通过数值模拟和离体实验验证了这种方法的有效性。实验结果显示，无论是在不同的子采样率还是扫描策略下，所提出的压缩感知与剪切波结合的OCT采集方法都能准确地恢复出高保真的图像和体积信息，显著提高了成像速度，同时保持了图像质量。这对于提升临床诊断的实时性和效率具有重大意义，为医学信息学解锁了新的可能性。 这篇研究对于优化光学相干断层成像技术，尤其是在眼科和皮肤科等领域，具有重要的理论价值和实践意义，展示了压缩感知与剪切波变换在现代医学成像领域的潜力和前景。