光谱OCT与ISAM技术结合的三维重构研究

"基于干涉合成孔径显微技术的光谱OCT重构方法的研究，主要探讨了解决光谱光学相干层析(OCT)系统中横向分辨率与焦深矛盾的方法，通过干涉合成孔径显微技术(ISAM)实现了图像的三维重建，并提出了近似波数域方法以缩短重构时间。" 光谱光学相干层析（Spectral Optical Coherence Tomography, SOCT）是一种先进的生物医学成像技术，具有高分辨率和非侵入性的特点。在传统的时域OCT中，通过改变参考臂的光程来获取深度信息，这限制了成像速率。然而，SOCT通过直接测量干涉信号的光谱来获取深度信息，显著提高了成像速度，但同时也带来了横向分辨率与焦深之间的问题。 在OCT系统中，如果选择高数值孔径的物镜以提升横向分辨率，会牺牲焦深，导致只能在较浅的深度范围内保持清晰成像。相反，采用低数值孔径物镜虽然能增大焦深，但会降低横向分辨率。这种矛盾限制了OCT在复杂组织或深层结构成像的应用。 为了解决这一问题，文章提出了干涉合成孔径显微技术(ISAM)。ISAM是一种基于计算的三维重构算法，它通过对原始光谱数据的重新采样和处理，可以在不同的深度位置保持恒定的横向分辨率。ISAM的核心在于对光谱数据的精细处理，通过复杂的计算方法，能够在不牺牲分辨率的情况下，扩展成像的深度范围。 文章深入分析了ISAM的重构过程和误差原理，建立了多散射点的重构模型，并比较了ISAM重构与传统光谱OCT成像的结果。为了优化ISAM的重构效率，研究者提出了近似波数域方法，该方法显著减少了计算时间，使得320pixel×265pixel图像的重构时间缩短到50秒，这对于实现光谱OCT的实时三维成像具有重要意义。 这项研究不仅提供了一种解决OCT成像中分辨率与深度矛盾的新策略，还为加快OCT图像重构速度提供了理论和技术支持，对于推进OCT在生物医学领域中的广泛应用具有重要的价值。关键词包括光谱技术、光学相干层析、干涉合成孔径显微技术以及图像重构，表明了该研究的科学性和实用性。