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          多核DSP在OCT醫療成像系統中的研究

          作者:時間:2017-06-07來源:網絡收藏


            成像的原理與超聲波類似,是運用反射的近紅外線做為成像媒介形成影像,而非運用反射的音波。近紅外線(一般為800~1300nm)來源分為兩個途徑,其中一個途徑用于組織取樣;另一個則用于參考反射鏡。取樣手臂掃描經過組織時,可運用干涉儀,以參考臂的光線持續阻絕取樣組織后端發出的反射。對于持續阻絕的光線,會執行數字信號處理算法,以達到深度解析的軸狀掃描。將這些掃描相互堆棧即可形成2D或3D的組織影像。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/201706/350296.htm

            在生物醫學中的應用

            如今醫療系統大多用于眼科,不過,過去幾年間出現了幾項新興的應用。例如,耳鼻喉科醫師及小兒科醫師也采用OCT技術作為診斷工具。一般而言,醫師使用耳鏡檢查耳部、外耳道及鼓膜是否有細菌感染而發紅的現象。OCT則可通過表皮及皮下膜的成像,判斷是否感染致病細菌,提升診斷準確度。在服用幾次抗生素后,可使用OCT系統分析抗生素是否發揮效用,如果已去除感染的生物膜,患者則可停止服用抗生素。

            其它新興的OCT醫療應用包括牙科診斷系統以及跨科手術技術運用。例如,牙醫可采用OCT成像來確定X光以及目視檢查無法發現的早期齲齒及某些牙齦疾病,以便采取更有效的預防措施。

            在跨科手術方面,OCT可在去除腫瘤的手術過程中分析有無癌細胞。一般而言,外科醫生取出腫瘤周圍組織時,總是希望能清除所有的癌細胞。而被清除的腫瘤及周圍的組織會送至病理實驗室進行一周的分析,以做出手術后的書面報告。由于OCT影像在組織學/病理學應用均為相同的分辨率,因此手術室中的OCT系統能夠讓外科醫生在手術過程中精確地知道需要清除多少組織,同時留下多少安全邊緣部份,采用如此的做法便不會錯誤去除未感染癌癥的組織,因而省卻后續手術的費用及痛苦。OCT技術能夠讓醫生以組織學的分辨率水平,實時看見影像,以便在第一次進行去除腫瘤的外科手術時做出更好的決定。

            日后會有更多采用OCT技術的醫療應用。例如,OCT能夠搭配穿刺切片切除早期階段的小腫瘤。對于罹患乳癌的病患,OCT可搭配視覺及“智能”信號處理技術,引導細針插入精確的腫瘤位置,以查明疑似感染的組織,盡可能減少手術的侵入性。對于心血管疾病患者,OCT可搭配極小型導管支架,更準確地找出血管內支架或檢查斑塊沉積。在這些類型的應用中,先進的數字信號處理技術不僅能夠達到絕佳的影像畫質,而且能夠進行組織分類。

            信號處理性能提升

            當作為用途的OCT首度推出時,采用的系統是個人計算機(PC)平臺,第二代系統已經過修改,目前開發中的第三代系統也將有所改變。有些OCT系統制造商已經或即將采用嵌入式處理平臺,配備單一或多核數字信號處理器(DSP),而非個人計算機中使用的一般用途處理器(GPP)。

            相較于傳統運算方式,DSP的每毫瓦功耗所能達到的信號處理能力更強,這表示運用可編程算法即可得出準確的結果,而不需要使用成本高昂的電源供應及散熱器。DSPSoC能夠讓功能強大的信號處理器與具有適當接口可進行數據處理、內存及儲存的系統應用處理器并存,設計人員得以縮小系統體積尺寸并降低功耗。

            采用DSP平臺可縮小系統的實體尺寸并降低耗電量,因此不久的將來將有電池供電的便攜式OCT系統問世。與便攜式超聲波系統一樣,便攜式OCT系統將有助于此技術被許多診所及醫生診療室普遍采用。此外,對于處理自然災害或意外事件的醫療與急救人員,便攜式OCT系統將成為有效的定點照護診斷工具。

            未來趨勢

            在未來新一代OCT技術的趨勢中,將部署功能更強大的,以縮短成像時間,并提高影像分辨率。處理OCT影像的軟件算法目前正處于開發階段。一項被稱為偏振敏感OCT(PS-OCT)的技術能夠運用處理算法將光信號極化,以產生視覺對比度更高的影像。高清晰度影像可呈現在齲齒中的小洞或微小的節結及腫瘤。

            另一項未來的OCT應用是檢查眼部極為細小的血管,其中OCT可使用多普勒成像技術繪制血流量圖,并估計血流速度。其原理與超聲波類似,但是分辨率更高,可提早診斷出糖尿病以及某些眼部疾病??删幊藾SP架構能夠針對信號處理應用提供準確且可擴展的平臺,因此有助于此類新型算法的開發及快速部署。



          關鍵詞: 多核DSP OCT 醫療成像

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