含光学畸变的光学相干断层扫描成像理论及其用于计算畸变校正的应用
光学
2025-10-28 v3
摘要
光学相干断层扫描（OCT）中的畸变计算校正提供了一种实现高分辨率成像且无需额外高成本硬件的 promising 方法，但由于缺乏准确的理论模型与调查工具，这些技术尚未得到良好理解。因此，本文构建了 OCT 含光学畸变的图像形成理论。基于该理论，开发了数值仿真方法，设计了计算性复焦与计算畸变校正（CAC）方法。将基于图像形成理论的 CAC 方法应用于仿真 OCT 信号与体内人类视网膜的 OCT 图像，对系统性畸变进行同步多深度校正。在有效数值孔径为 0.2 且中心波长为 1.05 μm 的数值仿真下，所提方法可在 ±100 μm 复焦范围内获得超过 0.8 的 Strehl 比率，而常规方法在相同仿真条件下难以实现。成像结果表明，基于图像形成理论设计的 CAC 方法能够校正光学畸变并显著优于常规 CAC 方法提升图像质量。该方法在多深度校正下，对 OCT 视网膜光致色素图像中对应于浆细胞密度的频率分量提升了 1.2-1.4 倍。该基于理论模型的方法为理解 OCT 成像特性与处理方法设计提供了强大的辅助工具。
引用
@article{arxiv.2501.15011,
title = {Image formation theory of optical coherence tomography with optical aberrations and its application for computational aberration correction},
author = {Shuichi Makita and Naoki Fukutake and Lida Zhu and Yoshiaki Yasuno},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.15011},
year = {2025}
}
备注
Revised