基于血管弹性成像原理,利用光声成像技术测量不同压力作用下血管内径的变化情况,通过建立光声信号的时域特征模型,计算用于分析血压-管径特征关系的信息,再结合希尔伯特变换等数字信号处理方法进行分析,由此获得了组织中弹性力学性质的空间分布情况。实验结果表明:压力、血管管径与光声信号峰峰值的时间间隔呈单调递增的关系,该技术可用于快速、实时地检测血管直径的变化,为光声成像技术实现非侵入式动态血压测量提供了理论依据。

光声成像技术通过检测光声效应中的超声信号,克服了光在生物组织体传输过程中的强散射作用,突破了传统光学成像的成像深度浅以及声学成像的对比度低的局限,在早期癌症检测中具有广泛的应用前景,有望成为肿瘤的诊断、定位、分期和治疗的有效手段。主要阐述了光声成像技术原理及其在早期癌症检测和治疗中的国内外临床应用研究现状,展望了光声成像技术在生物医学的应用潜力,分析了其未来的发展趋势和局限性。

研究皮肤纹理经过UVB光照射后的变化情况并对其进行识别。具体地, 采取图像纹理分析方法, 对经过光照射后不同时期的小鼠皮肤图像提取纹理特征, 进而建立一种新的皮肤纹理识别模型。采用空间灰度共生矩阵法提取图像纹理的4个主要特征, 即: 能量, 熵, 惯性矩, 相关度, 然后利用神经网络中的NNtool对皮肤纹理图像进行训练和分类识别。实验结果很好地证明了这种纹理分析和识别方法的可行性和有效性。

本文利用多光子显微镜从亚微米尺度下研究皮肤老化过程的纹理特征。通过多光子显微镜在体获得年轻皮肤及自然老化皮肤的表皮纹理及形态特征。对表皮纹理和形态的图片分别进行纹理网格分析及分形分析, 结果显示两种分析法具有高度的相似性及相关性。本文研究显示以皮肤纹理网格数和皮肤分形维数为特征参量可有效评价皮肤老化的纹理特征。

建立小鼠皮肤的II度烫伤的模型, 分别于烫伤前、烫伤后1 min、8 h、1 d、3 d、5 d、7 d、9 d、11 d、13 d、15 d、17 d, 用光学相干层析成像技术(OCT)对烫伤的创面进行动态的监测, 同时对创面进行组织病理学的检测, 对结果进行分析。利用OCT 单次散射模型获得皮肤在烫伤前后光衰减系数的变化情况, 结果显示光衰减系数的值在烫伤后是呈先减小后增大的趋势, 待修复完全后又恢复到烫伤前相近的值。该结果与组织病理学的结果相吻合, 这表明OCT技术可以用于实时诊断烫伤的皮肤。

对纹理图像的分析及特征提取是近年来图像处理领域的研究热点, 在现实中有广泛的应用价值。灰度共生矩阵已被理论证明是图像纹理分析的一个很好的方法。为了使灰度共生矩阵所提取的特征值能够更好地描述皮肤老化的灰度分布信息, 以不同年龄层的女性的不同部位的皮肤纹理图像作为研究对象, 对采集到的图像进行预处理, 采用灰度共生矩阵法提取纹理的特征值, 通过统计分析得出了特征值的变化规律。实验结果对皮肤老化研究及其纹理分析有参考意义。

使用OCT技术观察活体小鼠皮肤组织在非消融性激光作用后光热损伤及其修复过程,得出皮肤组织在此过程中形态上的变化规律。利用OCT散射模型得出皮肤在激光作用前后光学参数中衰减系数的变化, 根据所获得的光学参数的变化量来判断热损伤程度, 并分析引起散射参数变化的原因,作为临床上无损的判断光热作用下皮肤内部损伤情况的依据。结果表明OCT是一种很有潜力的活体监测光热损伤及其修复过程的工具。

利用光学相干层析成像（OCT）技术监测了活体小鼠光老化皮肤的嫩肤效果。利用强脉冲光（IPL）照射经过紫外线诱导后的光老化皮肤，采用OCT观察该皮肤,得到不同能量密度IPL作用前后的光老化皮肤光衰减系数的变化情况，用来判断光老化皮肤的光热损伤程度及修复过程。结果表明，IPL能对光老化皮肤进行有效的嫩肤治疗；OCT是活体监测生物组织胶原修复情况的有力工具。

Two-photon excitation fluorescence (TPEF) and second-harmonic generation (SHG) are detected through multiphoton microscopy (MPM). The major signals have the potential to monitor the process of tissue changes. TPEF and SHG are used to monitor the skin photo-thermal response to irradiation with intense pulsed light sources (\lambda is in the range of 560?1200 nm) and trace the process of skin remodeling in vivo at different time intervals. TPEF intensity is nearly unchanged at different time intervals after irradiation, whereas SHG intensity changes considerably. The results reveal the photo-thermal effect of nonablative light sources and the process of collagen remodeling at the sub-micron level.

采用结扎大鼠冠状动脉左前降支的方法建立急性心肌缺血模型,通过双光子荧光显微成像技术(TPEF)获取左心室前壁不同缺血时间的图象,得到心肌在不同缺血时间情况下的双光子荧光图像及其光谱图像。从荧光图像中得到不同时刻形态学信息及心肌细胞代谢信息;从光谱图像中分析心肌缺血组织物质成分。