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Desarrollo de un método de calibración para OCT dinámico cuantitativo

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Basalo Lourido, Noel (2019) Desarrollo de un método de calibración para OCT dinámico cuantitativo. [Trabajo Fin de Máster]

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Abstract

La tomografía de coherencia óptica (OCT) es una técnica de adquisición de imágenes biomédicas de alta resolución (aproximadamente 5 μm) y alta velocidad, utilizada principalmente para el diagnóstico ocular. Las imágenes tridimensionales de la muestra se generan mediante una combinación de interferometría y el barrido de un haz de luz infrarroja sobre la muestra. Es de gran relevancia que estas imágenes representen la verdadera geometría tridimensional (3D) de la muestra para diversas aplicaciones en optometría y oftalmología. Desafortunadamente, los sistemas basados en OCT producen cierta distorsión en la imagen denominada “fan distortion”. Para garantizar una imagen sin distorsiones en cualquier sistema OCT, es necesario un método de calibración dinámica cuantitativa que corrija dicha fan distortion. El método requiere la adquisición de imágenes OCT de un objeto conocido en el espacio 3D para cuantificar su fan distortion y luego aplicar la compensación de la distorsión en el procesado posterior de la imagen. En esta tesis, desarrollé un método de reducción, cuantificación automática y corrección de la distorsión producida por un sistema OCT de fuente de barrido (swept-source OCT).
Este trabajo fin de máster consta de dos partes interrelacionadas:
La primera parte consiste en minimizar la distorsión antes de obtener las imágenes, ya sea mediante una selección adecuada de los elementos del sistema, el diseño del patrón de escaneo, o la alineación de los componentes de los diferentes sistemas. Se hará una breve descripción de los elementos que forman el instrumento, ya que algunas de las limitaciones del mismo proceden de las características de los componentes que lo forman.
La segunda parte se basa en el diseño de un método de calibración automatizado para la cuantificación de la fan distortion y, posteriormente, la aplicación de algoritmos de procesado para su corrección, una vez que se obtiene la imagen de un ojo (u otro objeto). Esto asegurará que la geometría medida y cuantificada represente de forma precisa la geometría real de la muestra. Para ello, programé un algoritmo en LabView que facilita, durante la calibración del escaneo, la adquisición automática de la fan distortion, con la utilización de una cuadrícula de puntos con características conocidas. A continuación, usé y perfeccioné códigos de Matlab para procesar las imágenes obtenidas y corregir la distorsión presente en ellas. Finalmente, validé el método mediante imágenes corregidas de fan distortion de esferas de vidrio de diámetro conocido.

Resumen (otros idiomas)

Optical Coherence Tomography (OCT), is a high resolution (about 5 μm), high speed biomedical imaging technique, used primarily for eye diagnostics. Three dimensional images of the sample reflectance are generated by a combination of interferometry and raster-scanning an infrared light beam over the sample. It is very important for these images to represent a true three dimensional geometry (3D) for optometry and ophthalmic purposes. Unfortunately, every OCT system produce some image distortion, which is termed fan distortion. To guarantee an undistorted image on any given OCT system, a quantitative dynamic calibration method for fan distortion is necessary. The method requires acquisitions of OCT images of a known target in 3D space to quantify its fan distortion and then applies fan distortion compensation in image post-processing. In this thesis, I developed a method of reduction, automated quantification and correction of the distortion produced by a swept-source OCT system. This master’s thesis consists of two interrelated parts: The first part consists of minimizing the distortion before obtaining the images, whether through an appropriate selection of the system’s elements, the design of the scanning pattern or the alignment of the different systems’ components. A brief description will be made of the elements that form the instrument, since some of the instrument’s limitations can be obtained from the characteristics of the components that form it. The second part is based on designing and acquiring an automated calibration scan for fan distortion quantification and then applying post-processing algorithms for correcting it, once an image of an eye (or other target) is obtained. For this, I wrote a LabView program to facilitate the automated acquisition of the fan distortion calibration scan with a target made of a grid of points with known characteristics, and then I used and perfected Matlab codes to process the images, and correcting the distortion present in them. Ultimately, I validated the method with fan-distortion-corrected images of glass spheres of known diameter.

Item Type:Trabajo Fin de Máster
Directors:
DirectorsDirector email
Curatolo, Andrea
Martínez Enríquez, Eduardo
López Alonso, José Manueljmlopez@ucm.es
Uncontrolled Keywords:OCT; Fan distortion; Calibración y cuantificación.
Palabras clave (otros idiomas):OCT, fan distortion, calibration and quantification.
Subjects:Medical sciences > Optics > Geometrical and instumental optics
Medical sciences > Optics > Imaging systems
Título del Máster:Tecnologías Ópticas y de la Imagen
ID Code:58830
Deposited On:10 Feb 2020 15:03
Last Modified:14 Apr 2020 23:01

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