High Speed Data Acquisitioni n Swept Source Optical Coherence Tomography

Abstract

Optical CoherenceTomography(OCT)isanimagingtechniqueespeciallypopular in themedical eld,developedtoobtaininformationaboutthemorphologyofliving biological tissuethroughcross-sectionalimageswithmicrometerresolution.Oneof the mostcommonapplicationsisthevisualizationoftheeye. In thelastdecadeconsiderablebreakthroughsinthistechniquehavehappened, mostly duetotheimprovementofresolution,sensitivity,dynamicrangeandacquisition speed.AnOCTsystemisbeingdevelopedfromscratchatIBILItobeusedfor small animalimaging,namelyoftheeye.Animalswithanatomicalresemblanceto humansareoftenusedinbiomedicalresearchtotestnewtechniquesandtherapies. Therefore, applyingthisparticularimagingtechniqueinsuchanimalscanprovide a majorcontributiontoretinalphysiologyresearchandconsequentlyanimportant contributiontomedicine,fromwhichallhumanscanbene t. The developmentofthisprojectinvolvesdidacticaspectsinseveralinstrumentation areas, forinstancedataacquisitionandsignalprocessing.Italsobearsastrong componentofphysicsandengineering eldssuchaswaveopticsandoptoelectronics. This workwillfocusontheimprovementofthedataacquisitionsystemof this OCT,mostlybymeansofsoftwaredeveloping.Emphaseswillbegivento the acquisitionspeed,oneofthecrucialparametersofanOCT,butmanyother aspectswereimprovedsuchastheimagequalityandthesimpli cationoftheuser's interactionwiththesoftwareinterface.

A Tomografi a de Coerência Óptica (OCT)é uma técnica de imagiologia especialmente popular na área da medicina, desenvolvida para obter informação sobre a morfologia de tecidos biológicos vivos através de imagens transversais com resolução micrométrica. Uma das aplicações mais populares é a visualização do olho. Na última década ocorreram consideráveis avanços nesta técnica, principalmente devido à melhoria da resolução, sensibilidade, gama dinâmica e velocidade de aquisição. Um sistema OCT está a ser desenvolvido de raíz no IBILI para ser utilizado em imagiologia de animais de pequeno porte, nomeadamente do olho. O uso de animais com semelhanças anatómicas ao ser humano é frequente em investigação biomédica para testar novas técnicas e terapias. Assim, aplicar esta técnica de imagiologia nestes animais pode constituir uma importante contribuição para a medicina, da qual todos os humanos podem tirar benefício. O desenvolvimento deste projecto envolve aspectos didáticos em várias áreas de instrumentação, tais como aquisição de dados e processamento de sinais.Também acarreta uma componente forte das áreas de física e engenharia como óptica de ondas e optoelectrónica. Este trabalho vai visar a melhoria do sistema de aquisição de dados deste OCT, principalmente através do desenvolvimento de software. Será dado ênfase à velocidade de aquisição,um dos parâmetros cruciais de um OCT, mas muitos outros aspectos foram alvo de melhoria, tais como a qualidade de imagem e a simpli ficação da interação entre utilizador e software.