【光学前沿资讯】超大范围光学相干微血管造影拼接技术

     在医学领域，光学相干断层扫描血管造影技术（OCTA）是一种非常有用的成像技术，它可以帮助医生观察人体微血管的结构和功能。然而，目前的OCT系统存在一个局限性，就是单次扫描的视场有限，无法获得大范围的图像。

    为了解决这个问题，科学家们采用了图像配准算法，将多个局部图像拼接成大范围图像。其中，傅里叶-梅林变换方法是一种常用的算法，但它需要待配准图像之间有较大的重叠区域，这会导致扫描效率低，还容易引入抖动噪声，影响患者和操作人员的体验。

    在这项研究中，科学家们详细比较了傅里叶-梅林变换方法中使用幅度相关和相位相关来计算平移和旋转偏移量的性能表现。他们发现，基于幅度相关的平移旋转配准方法（DCCTRR）在保证配准精度的同时，能够显著降低图像配准所需的重叠率。

    通过模拟实验，科学家们用直径相当的丝织物模拟生物组织的微血管，比较了DCCTRR和传统FMT方法的配准结果。结果显示，DCCTRR方法在重叠率降低时，归一化配准精度下降更缓慢，而且成功配准所需的重叠率更低，仅需12.58%，而FMT方法至少需要61.86%的重叠率。

    此外，科学家们还评估了DCCTRR和FMT方法应对背景噪声的鲁棒性。在图像中添加高斯噪声后，DCCTRR方法的归一化信噪比和归一化配准精度下降趋势更平缓，说明它在处理背景噪声方面具有更强的鲁棒性和抗干扰能力。

    为了进一步验证DCCTRR方法在实际应用中的性能，科学家们进行了活体实验。实验中，将待配准的人手指毛细血管OCTA图像的重叠率逐渐减少，结果表明DCCTRR方法可成功配准的最小重叠率为12.09%，而FMT方法无法成功配准重叠率为30%的图像，实验与模拟结果一致。

    科学家们以20%的相邻重叠率多次扫描志愿者的手指，并使用DCCTRR方法配准所有局部图像，成功获得了一幅大范围OCTA图像。

    未来，科学家们将继续改进图像配准算法，与并行计算技术结合，缩短计算时间，实现实时或近乎实时的处理速度。同时，他们还将考虑结合OCT与机械手臂，加上DCCTRR配准方法，实现对患者的大范围自动化扫描，提高扫描效率和准确性。

    总之，这项研究为超大范围OCTA成像提供了一种更有效的图像配准方法，有望为医生提供更全面、准确的诊断信息。