유속의 동적범위가 개선된 컬러 도플러 광단층촬영 시스템 개발 = Development of Color Doppler - Optical Coherence Tomography System with Improved Dynamic Range of Flow Velocity

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this study, we developed Color Doppler-Optical Coherence Tomography (CD-OCT) system with improved dynamic range of flow velocity. CD-OCT detects sample's motion from phase difference using the basic principles of Spectral Domain-Optical Coherence Tomography (SD-OCT). The purpose of detecting motion is for the measurement of bloodstream. Improvement of velocity dynamic range is needed to detect slow bloodstream in animal capillaries. We used method-changing line interval from many A-lines as the system performance will get worse with the use of method-changing line period. The CUDA parallel processing is used to overcome the computational complexity using General Purpose-Graphic Processing Unit (GP-GPU) with multi-threading of CPU. Hence, our employed system can detect slow bloodstream in capillaries without performance degradation.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 1
• Ⅱ. 이론적 배경 3
• 2.1 Optical Coherence Tomography 3
• 2.1.1 OCT 개론 3
• 2.1.2 Spectral Domain OCT 이론 5
• 2.2 Color Doppler Optical Coherence Tomography 9
• 2.2.1 도플러 효과 개론 9
• 2.2.2 음파 및 광파의 도플러 이론 11
• 2.2.3 Color Doppler OCT 이론 12
• Ⅲ. 하드웨어 제작 및 소프트웨어 설계 17
• 3.1 Color Doppler SD-OCT 시스템 하드웨어 17
• 3.1.1 광원 19
• 3.1.2 기준 단 및 샘플 단 23
• 3.1.3 분광기 25
• 3.2 데이터 수집 및 신호처리 하드웨어 26
• 3.2.1 Frame Grabber와 DAQ 보드 동기화 26
• 3.2.2 CPU 다중 일련 처리와 GPU의 CUDA 병렬처리 27
• 3.3 Color Doppler SD-OCT 시스템 소프트웨어 28
• 3.3.1 데이터 초기화 29
• 3.3.2 데이터 수집 31
• 3.3.3 신호 처리 32
• 3.3.4 영상 출력 및 저장 33
• Ⅳ. 평가 및 실험 결과 34
• 4.1 튜브 내의 유체 속도의 분포 측정 34
• 4.2 생체 동물의 혈류속도 분석 37
• 참고 문헌 40
• 영문 초록 42