氣壓式掃頻OCT研製及其在結直腸癌組織檢測中套用研究

《氣壓式掃頻OCT研製及其在結直腸癌組織檢測中套用研究》是依託華南師範大學，由吉雁鴻擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：氣壓式掃頻OCT研製及其在結直腸癌組織檢測中套用研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：吉雁鴻
• 依託單位：華南師範大學

項目摘要

光學相干層析技術（OCT）作為一種新興的醫用成像技術二十幾年來經歷了從時域OCT到光譜解調頻域OCT再到掃頻光源解調頻域OCT的技術突破後，具有高解析度，高靈敏度，非侵入，無損傷等特點，受到了國內外越來越多的關注。結直腸癌是全世界發病率最高的癌症之一，組織特性的變化是區別結直腸癌變和正常組織的重要特徵，也是檢測組織是否癌變最主要的切入點。本項目在前期工作基礎上提出一種基於氣壓式內窺掃頻OCT測量結直腸組織特性的方法；發展一套高速高分辨的掃頻OCT系統和研製氣壓式小探頭；並用於測量結直腸正常組織與癌變組織在硬度上的差異，以期實現結直腸癌的檢測。該方法結合掃頻 OCT、內窺 OCT 以及氣壓式測量組織硬度的優勢，具有無損傷，非接觸，高靈敏度和高解析度等特點。針對目前在測量活體結直腸組織硬度技術上的空缺，對將來結直腸癌診斷提供臨床指導意義。

結題摘要

結直腸癌是全世界發病率最高的癌症之一，組織特性的變化是區別結直腸癌變和正常組織的重要特徵，也是檢測組織是否癌變最主要的切入點。本項目預定的目標為：發展一套高速高分辨的掃頻OCT系統和研製氣壓式小探頭；並用於測量結直腸正常組織與癌變組織在硬度上的差異。通過結腸組組的OCT成像並定量測量對將來結直腸癌診斷提供臨床指導意義。項目執行期間，我們設計研製了基於氣壓式內窺掃頻OCT測量結直腸組織特性的方法及裝置，達到預期指標。其中OCT系統的各種參數指標為：光源中心波長為835nm，光譜半高全寬為40nm，出射光功率為5mW，發出的寬頻光經過分光比為50：50的光纖耦合器，分為兩束出射到參考臂和樣品臂，經兩臂返回的干涉光信號從光纖頭髮出，經f1=75mm的消色差透鏡擴束，入射一個透射光柵(1200 lpmm)，色散後經f2=200mm的聚焦鏡匯聚線上陣CCD探測元上。所用CCD使用e2v公司的AViiVA@SM2型高速線陣CCD相機，有2048個像元，像元大小為14×14μm，最小曝光時間為35us，目前對應最高光譜採集速度27k line/s，在樣品臂掃描振鏡給出的觸發下採集得到的數據經解調後形成OCT圖像。目前這一系統軸向解析度8um，橫向解析度約6um，信噪比80dB。樣品臂OCT內窺探頭有給氣壓孔，掃描裝置在儀器端，可進行推拉光纖掃描，探頭直徑5mm。我們還開發了一種定量方法來計算結直腸組織的光學特性。光在樣品中的吸收和散射屬性導致OCT信號衰減，衰減係數表征在組織中衰減的機率指數，為吸收係數和散射系之和。通過對模型組和對照組二維OCT圖像的某一區域A-掃描平均而獲得的一維OCT衰減曲線，擬合該曲線，可得到衰減係數。這條曲線是遵從OCT信號與樣品深度在單散射與多層散射模型的函式，因此可以定量檢測。項目執行期間發表了標註的學術論文14篇，其中SCI論文12篇，申請發明專利1項。總之，課題組通過幾年的努力工作，完成了項目既定的全部工作計畫和目標。