OCT医学影像中的多核DSP研究

时间:2024-06-23

OCT成像的原理类似于超声。

它使用反射的近红外线作为成像介质来形成图像,而不是使用反射的声波。

近红外光源(通常为800〜1300nm)分为两种方式,一种用于组织采样;另一种用于组织采样。

另一个用于参考镜。

当采样臂扫描组织时,可以使用干涉仪通过参考臂的光来连续地阻挡来自采样组织后端的反射。

对于连续被阻挡的光线,将执行数字信号处理算法以实现深度分辨率的轴向扫描。

将这些扫描彼此叠加,以形成2D或3D组织图像。

OCT在生物医学中的应用如今,OCT医疗系统主要用于眼科。

但是,在过去的几年中出现了一些新兴的应用程序。

例如,耳鼻喉科医生和儿科医生也使用OCT技术作为诊断工具。

一般来说,医生使用耳镜检查耳朵,外耳道和鼓膜是否有细菌感染和发红。

OCT可以使用表皮和皮下膜的成像来确定它是否感染了病原细菌,并提高了诊断的准确性。

服用几种抗生素后,OCT系统可用于分析抗生素是否有效。

如果已去除感染的生物膜,则患者可以停止服用抗生素。

OCT的其他新兴医疗应用包括牙科诊断系统和跨学科手术技术的应用。

例如,牙医可以使用OCT成像来确定早期的龋齿和某些X射线和肉眼检查无法检测到的牙龈疾病,从而可以采取更有效的预防措施。

在跨学科手术方面,OCT可以分析手术切除肿瘤期间癌细胞的存在与否。

一般来说,当外科医生切除肿瘤周围的组织时,他总是希望切除所有癌细胞。

切除的肿瘤和周围组织将被送往病理实验室进行为期一周的分析,以在手术后做出书面报告。

由于OCT图像在组织学/病理学应用中具有相同的分辨率,因此手术室中的OCT系统使外科医生可以准确地知道在手术过程中需要切除多少组织,以及同时保留多少安全裕度。

这样的方法不会错误地去除未被癌症感染的组织,从而节省了后续手术的成本和痛苦。

OCT技术使医生能够以组织学分辨率的水平实时查看图像,以便他们在首次手术切除肿瘤时可以做出更好的决策。

未来将有更多使用OCT技术的医疗应用。

例如,OCT可与穿刺切片一起使用,以在早期去除小肿瘤。

对于患有乳腺癌的患者,OCT可以与视觉和“智能”治疗相结合。

信号处理技术可将细针引导到精确的肿瘤位置,以识别可疑的感染组织,并最大程度地减少手术的侵入性。

对于患有心血管疾病的患者,OCT可以与极小的导管支架一起使用,以更准确地找到血管内支架或检查斑块沉积。

在这些类型的应用中,先进的数字信号处理技术不仅可以实现出色的图像质量,而且可以进行组织和分类。

改善信号处理性能最初引入OCT作为医学成像应用程序时,使用的系统是个人计算机(PC)平台。

第二代系统已经过修改,目前正在开发的第三代系统也将进行更改。

一些OCT系统制造商已经或将采用嵌入式处理平台,该平台配备有单核或多核数字信号处理器(DSP)而不是个人计算机中使用的通用处理器(GPP)。

与传统的计算方法相比,每毫瓦功耗的DSP的信号处理能力更强,这意味着可以使用可编程算法获得准确的结果,而无需昂贵的电源和散热器。

DSPSoC使功能强大的信号处理器与具有适当接口的系统应用处理器与用于数据处理,存储器和存储的接口共存,从而使设计人员能够减小系统尺寸和功耗。

使用DSP平台可以减小系统的物理尺寸并降低功耗。

因此,电池供电的便携式OCT系统将在不久的将来问世。

与便携式超声系统一样,便携式OCT系统将帮助该技术被许多诊所和医生广泛采用。

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