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用于光学相干层析成像设备点扩散函数测量的模体制作与使用方法研究

第35卷第4期

2015年4月Vol.35,No.4April,2015光学学报ACTA OPTICA SINICA 0417001-用于光学相干层析成像设备点扩散函数测量的模体

制作与使用方法研究

胡志雄郝冰涛刘文丽洪宝玉

中国计量科学研究院医学与生物计量研究所,北京100029

摘要点扩散函数一般用于成像光学系统的分辨率评价,而掺杂微球的模体经常被用于获取光学相干层析成像

(OCT)系统的点扩散函数。采用一种简单快速的基于表面硅烷化处理的加工工艺,制作出掺杂直径为1μm 聚苯

乙烯微球的聚二甲基硅氧烷(PDMS)点扩散函数模体,该工艺无需任何打磨与抛光即可得到光洁度优良的模体表

面。使用一台谱域OCT 系统对该模体进行检测,通过处理OCT 图像得到点扩散函数并计算得到OCT 系统的轴向与

横向分辨率,分别为6.8m m 和14.3m m ,与理论预测值十分接近,证明了点扩散函数模体评价方法的?#34892;?#24615;。

关键词医用光学;模体;点扩散函数;光学相干层析;分辨率

中图分类号TN247;O439

文献标识码A

doi :10.3788/AOS201535.0417001Research on Point Spread Function Phantom Fabrication and

Application for Evaluating Resolution Performance of OCT Systems

Hu Zhixiong Hao Bingtao Liu Wenli Hong Baoyu

Division of Medical and Biological Measurement,National Institute of Metrology,Beijing 100029,China

Abstract Microsphere embedded phantoms are widely used to characterize point spread functions (PSF),which

are generally employed to evaluate resolution performance of optical imaging systems such as optical coherence

tomography (OCT).A convenient method based on surface silanization of silicon wafer is employed to prepare point

spread function phantoms by mixing 1μm in diamter polystyrene microspheres with transparent polymer -

polydimethylsiloxane (PDMS).Compared to conventional methods employing moulding and polishing,the rapid

prototyping process based on PDMS provides a faster,less expensive alternative.Detailed fabrication procedures

as well as specific designs are described,and the produced PSF phantoms are utilized for performance assessment

of a spectral domain OCT system.By analyzing the point spread functions,6.8m m axial resolution and 14.3m m

lateral resolution are obtained and in good agreement with the theoretically predicted values.For comparison,

images of the standard-size microspheres are provided by measuring the PSF phantoms with optical microscope.

Key words medical optics;phantoms;point spread function;optical coherence tomography;resolution

OCIS codes 170.3890;110.4500;120.3940;170.4500

收稿日期:2014-08-12;收到修改稿日期:2014-11
-20

收稿日期:2014-08-12;收到修改稿日期:2014-11-20

基金项目:国家科技支撑计划(2011BAI02B02)

作者简介:胡志雄(1983—),男,博士,助理研究员,主要从事医用光学设备计量方面的研究。

E-mail:[email protected]://www.ffiun.com/doc/26408d4eda38376baf1faea7.html

1引言光学相干层析(OCT )成像是20世纪90年代初期研究提出的一?#20013;?#22411;无创三维成像诊断技术[1]。与传统的核磁共振、X 射线?#32479;?#22768;等医学成像技术相比,OCT 具有更高的分辨率,可达微米量级,而且由于近红外光学成像光源功率小,辐射风险很低;与一般光学共聚焦显微镜相比,OCT 具有更大的穿?#24178;?#24230;,借助光纤技术很容易就能实?#20013;?#22411;化与便携式,可以对活体组织进行实时检测。OCT 技术已经在眼科领域获得了广泛的临床诊断应用[2-3],不仅如此,结合光纤与内窥镜技术,OCT 应用已经扩展到皮肤、牙齿、心血管、食道、脑成

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