针对微流控芯片检测的谱域光学相干层析成像实验研究

论文摘要

光学相干层析成像技术（Optical Coherence Tomography,OCT）是一种非接触、无损伤的新型光学成像诊断技术,能实现对散射组织内部结构的快速、实时的高分辨率光学成像检测。谱域光学相干层析成像技术（Spectral domain OCT,SDOCT）基于迈克尔逊干涉仪与光谱仪系统的结合,是频域光学相干层析成像技术（Frequency domain OCT,FD-OCT）重要的分支,属于第二代OCT技术。相对于第一代时域光学相干层析技术（TD-OCT）,频域OCT技术具有更高的灵敏度和更快的成像速度,在生物医学方面具有重要的临床应用。本论文基于OCT技术层析成像优势以及快速的图像处理技术,研究将谱域光学相干层析成像方法用于测量微米级的微通道深度。主要研究用于微流控芯片检测的谱域OCT成像方法,对微流控芯片通道进行谱域OCT成像实验研究,对充有不同液体的毛细管进行成像实验,以及对充以流动液体的微通道成像研究。论文主要包括以下内容:首先,阐述谱域OCT系统的配置和功能,并针对微流控芯片实验优化了实验系统。其次,对微流控芯片的微通道进行谱域OCT成像实验研究,阐述了一种利用SD-OCT系统测量微流控芯片微通道深度的方法。通过SD-OCT系统中扫描振镜的连续B扫描,获得微流控芯片通道的横截面图像;然后,通过对采集的干涉光谱图去噪声和色散补偿数字处理,得到高质量的层析图;再根据CCD像元尺寸以及微通道所占像素个数,计算得到微通道的深度尺寸。提出一种多次原路径扫描叠加成像模式来提高成像质量及测量精度,实验结果表明,相对于传统的单次扫描成像模式,多次扫描叠加成像模式不仅在横向分辨率上得到提高,在测量深度信息的轴向分辨率上也有明显改善。进一步,采用SD-OCT系统对毛细玻璃管和微流通道进行成像实验,分析影响成像质量的因素。对内部充以不同折射率和不同浓度液体的毛细管进行SDOCT成像,分析了样品折射率和浓度对层析成像结果的影响。对内部充有流动液体的毛细管进行成像,利用高通滤波偏差法,验证了管内流动溶液具有多普勒频移信号。分析动态光散射对层析成像结果的影响,采用现有的去噪声算法处理并比较去噪效果,结果表明形态学去噪声图像处理方法更适合于去除动态散粒噪声。

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文章来源

类型: 硕士论文

作者: 韩凤林

导师: 江竹青

关键词: 谱域光学相干层析,层析图像,折射率,微流控芯片,微通道检测

来源: 北京工业大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 物理学,无线电电子学,计算机软件及计算机应用

单位: 北京工业大学

分类号: TN492;O43;TP391.41

DOI: 10.26935/d.cnki.gbjgu.2019.000715

总页数: 71

文件大小: 6730K

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