1 西安交通大学生命科学与技术学院生物医学工程系生物医学信息工程教育部重点实验室，陕西 西安 710049
2 南京医科大学生物医学工程与信息学院，江苏 南京 211100
3 清华大学医学院生物医学工程系，北京 100084
4 西安交通大学生命科学与技术学院生物医学信息工程教育部重点实验室生物医学光子学与传感研究所，陕西 西安 710049
微创介入治疗近年来发展迅速，具有重要临床价值。然而，微创条件下手术视野与操作范围受限，手术结果高度依赖医生经验。为解决这一问题，临床关注的焦点是如何实现手术信息的可视化、手术定量信息的获取和治疗范围的精准控制。光学辅助与激光消融技术在解决该问题上发挥了重要作用。增强现实技术提供新的可视化方式，光学追踪与传感为术中提供多维的定量信息，而激光消融则提供了精准治疗的途径。同时，光学技术与计算机视觉、人工智能、材料科学等多学科结合，推动微创介入朝着智能化、精准化、个性化的方向发展。聚焦于微创介入中的光学辅助与激光消融技术，主要从增强现实、光学追踪与感知、激光消融三方面，对相关研究进展进行综述。
医用光学 增强现实 光学追踪与感知 激光消融 微创介入 中国激光
2023, 50(15): 1507201
重庆医科大学附属口腔医院, 口腔疾病与生物医学重庆市重点实验室, 重庆市高校市级口腔生物医学工程重点实验, 重庆, 401147
目的：系统评价半导体激光(DL)联合机械清创(MD)用于治疗种植体周围疾病的疗效, 为半导体激光在种植体周围疾病治疗中的作用提供循证医学证据。方法：检索数据库：PubMed、Embase、Cochrane Library、中国知网、万方、维普、中国生物医学文献数据库等, 收集关于半导体激光应用于种植体周围黏膜炎和种植体周围炎治疗的临床随机对照研究, 试验组采用MD+DL, 对照组仅采用MD。检索时限为建库至2020年5月9日。由2位研究者独立筛选、分析、评估相关文献后使用Revman5.3进行数据分析。结果：最终纳入6个随机对照实验, 共包含371个种植体, 其中试验组为187个种植体, 对照组为184个种植体。Meta分析数据表明, 与单纯MD组相比, DL联合MD在治疗3个月后的探诊深度(PD)、菌斑指数(PI)和出血指数(BI)减少更多, 差异有统计学意义［MD=-0.44,95%CI: (-0.77,-0.11),P=0.008］、［MD=-0.17,95%CI:(-0.27,-0.08),P=0.0006］、［MD= -0.60,95%CI:(-1.15,-0.05),P=0.03］; 而治疗1个月时的PD虽较基线有明显减少, 但试验组与对照组之间的差异没有统计学意义［MD=-0.31,95%CI:(-1.11, 0.48),P=0.44］。结论：DL辅助MD治疗对于种植体周围疾病的PD、PI、BI及感染控制方面有明显的效果, 但仍需更多更大样本量的RCT进一步论证。
半导体激光 种植体周围炎 种植体周围黏膜炎 机械清创 Meta分析 diode laser peri-implantitis peri-implant mucositis mechanical debridement meta-analysis
1 中北大学电子测量技术国家重点实验室, 太原 030051
2 中北大学信息与通信工程学院, 太原030051
3 中北大学机电工程学院, 太原 030051
弹光调制器（Photoelastic Modulator, PEM）互差频调制的新型偏振测量方法, 能够同时实现三个斯托克斯光谱偏振参数测量, 克服了现有方法的无法用阵列探测器有效采集, 调制频率高的缺点, 保留了原有弹光调制器偏振测量的优点。文章以光学系统的准单色光的偏振特性以及常用的偏振分析方法为基础, 引入了Stokes矢量来表示入射光波的偏振特性。分析了弹光调制器实现偏振测量新方法的原理, 利用三个弹光调制器工作在互相差异的频率上, 对偏振光进行差频调制, 产生载有偏振信息的低频分量, 再通过锁相放大即可得到偏振信息, 并给出利用MATLAB模拟仿真实现Stokes参量复原的过程。理论分析及仿真结果证明了该方法在理论上的可行性。
弹光调制器 Stokes矢量 偏振测量 差频调制 Polarization measurement Stokes vector Photoelastic Modulator Difference frequency modulation
1 中北大学 电子测量技术国家重点实验室, 山西 太原 030051
2 中北大学 山西省光电信息与仪器工程技术研究中心, 山西 太原 030051
3 中北大学 机电工程学院, 山西 太原 030051
为了解决非线性效应与偏振模色散问题所引起的巨大功率代价, 对基于偏振的编码技术进行了研究。提出了一种基于三弹光互差频偏振调制的偏振信息获取方法, 该方法克服了现有方法无法用阵列探测器实行有效采集及调制频率高等缺点；给出了MATLAB仿真及实验验证结果, 证明了该方法在理论及实际中的可行性。
Stokes参量 差频调制 偏振测量 偏振编码 Stokes parameter difference frequency modulation polarization measurement polarization encoding
1 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室
2 中北大学山西省光电信息与仪器工程技术研究中心, 太原 030051
提出了一种基于双光弹调制差频调制和傅里叶 -贝塞尔 (Fourier-Bessel)变换的光谱偏振测量方法, 该方法将双光弹调制器 (Dual-photoelastic-modulator, Dual-PEM)分别工作在数值略有差异的频率上, 以对光进行差频调制, 并产生载有被测偏振信息的低频 (几十~几千赫兹)调制分量, 普通阵列探测器就可以实现低频分量的探测。通过对调制信号中的低频成分进行傅里叶 -贝塞尔变换, 可得到被测光对应的 Stokes矢量中 Q(σ)和 U(σ)的光谱。该方法降低了偏振光谱测量系统的复杂度。本文介绍了其原理并推导出了偏振光谱反演公式, 并通过仿真和实验验证其可行性。
双光弹调制器 Stokes矢量 偏振光谱 傅里叶 -贝塞尔变换 dual-photoelastic-modulator Stokes parameters spectropolarimeter Fourier-Bessel transform
1 中北大学电子测量技术国家重点实验室
2 中北大学山西省光电信息与仪器工程技术研究中心
为了获取目标的偏振信息, 设计弹光调制 (Photoelastic Modulator, PEM)互差频调制的新型偏振测量方法。该方法将三个 PEM分别工作于数值略有差异的三个不同的频率上, 对偏振光进行差频调制, 产生载有偏振信息的低频分量, 最后通过锁相放大即可同时实现四个斯托克斯偏振参数测量, 斯托克斯参量可全面描述光束的偏振态。该方法不仅保留了原有弹光调制器偏振测量的优点, 并且克服了现有方法无法用阵列探测器有效采集及调制频率高等缺点, 同时给出利用 MATLAB模拟仿真实现 Stokes参量测量的过程。通过理论分析及仿真结果证明了该方法的可行性。
Stokes参量 弹光调制器 偏振测量 差频调制 Stokes parameters photoelastic modulator polarization measurement difference frequency modulation
北京航空航天大学 控制一体化技术国家级重点实验室,北京 100191
为提高GPS/DR组合导航系统航向估计精度,在卡尔曼滤波基础上提出了一种实时调节状态误差方差阵Q、观测误差方差阵R的自适应滤波方法;利用多重判决条件和规则约束,对惯性器件信息和滤波后输出的航向信息进行数据筛选。将此方法与在卡尔曼滤波中常用的Q,R取经验值法和Sage-Husa法进行比较,经实验仿真结果表明该方法能明显提高系统输出的航向精度,可获得更为准确的航向估计结果。
组合导航 Kalman滤波 自适应滤波 航向更新 integrated navigation GPS/DR GPS/DR Kalman filter adaptive filter heading update
