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光学相干层析成像(Optical Coherence Tomography, OCT)是一门新型的成像技术,具有无辐射、非接触、高探测灵敏度及高分辨率等特点,引起了众多生物医学领域科研工作者的关注。光谱OCT是第二代OCT技术,相比第一代时域OCT技术,它在成像速度、信噪比和灵敏度等方面都具有明显优势,在眼科成像、小动物成像等领域发挥了重要作用,具有广阔的临床和研究前景。首先,介绍光谱OCT成像技术理论。从光和生物组织的相互作用出发,定性解释了光的散射过程。对光谱OCT系统结构进行分析,指出其优越性。阐释OCT成像技术的基本理论,包括低相干干涉理论和共焦显微术理论。在分析光谱OCT信号成分的基础上,指出有效信号项和噪声项。讨论光谱OCT成像系统的主要参数。其次,搭建快速高分辨光谱OCT成像系统,并进行详细说明。基于2×2光纤耦合器(50/50)对整个系统的干涉光路进行设计。采用2D光学扫描振镜搭建光路扫描系统,此光学扫描振镜由数据采集卡控制。采用超快线阵CCD相机和1145线/mmm光栅对光谱采集系统进行搭建,并通过图像采集卡把采集到的光谱传输给计算机。采用光谱坐标校正法对系统进行色散补偿。指出图像计算的方法,并讨论光源的选择问题。最后,应用所搭建的光谱OCT成像系统进行相位相关流速测量实验。光谱OCT成像技术与多普勒效应相结合,通过相位差可以求出流动粒子的速度信息。通过理论分析选取匀速横向扫描方式,并对系统的相位稳定性进行评估。分析系统模式噪声和相位噪声的产生机理,并分别采用B扫描平均法和往返程扫描法,成功的消除了系统噪声。针对相位卷绕现象采用相位常数法,消除了此现象,并使流速测量范围扩大了一倍。应用本系统对早期鸡胚胎心脏的血流速度进行活体测量,定量分析了血流分布情况。综上所述,我们搭建了一套快速高分辨率的光谱OCT成像系统,并应用该系统进行了相位相关流速测量实验。通过本课题的研究实现了成像时间短、分辨率高及测量范围大的光谱OCT成像系统,对临床医学应用起到了推进作用。