主要综述高分辨血管成像技术及其在生物医学领域中的应用，侧重评述适用于高分辨血管图像的定量表征方法。血管图像定量表征主要包括3个步骤：图像预处理、血管图像重建及定量特征获取、定量参数的统计学分析。同时，对每个步骤中所涉及的算法流程、准确性评估及后续算法的优化方向进行详尽的阐述。此外，探讨多种血管和血流参数所反映的生物学信息在临床上的参考意义，并结合具体的疾病场景，介绍多参数分析模型在区分不同疾病发展阶段方面的能力。本文的阐述不仅体现了高分辨血管成像技术及定量表征方法的潜在价值，也展示了它们在推进生物医学基础研究和临床诊断等方面的光明前景。

目前，口腔黏膜病的筛查和诊断主要依靠临床医生的目视观察和触诊，组织病理学仍然是口腔癌诊断的金标准。目视观察、触诊和组织病理学方法都存在不同的局限性。近年来，随着影像学技术的不断发展，X射线计算层析、核磁共振、超声、荧光、光声、光学相干层析等技术逐渐被应用于口腔黏膜病的成像研究。不同影像学技术的成像原理、成像能力及性能各不相同，在口腔癌的筛查与诊断中可以发挥不同的优势，具有极大的临床应用潜力。本文主要总结了现有影像学技术在辅助口腔癌筛查和诊断中的研究进展，分析了它们的临床适用性，并预测了口腔癌筛查与诊断影像学技术未来的发展趋势。

针对目前临床上尚缺乏有效可行的烧伤程度精准诊断的难题，本课题组研究了基于空间频域成像的烧伤程度无创定量评估方法。本课题组通过基于单次快照多频解调方法的空间频域成像技术，实时、大面积、高分辨地反演出了与烧伤组织结构、生理特性紧密相关的光学参数(吸收系数与约化散射系数)，并结合系统聚类方法与多参数降维分析，提高了烧伤程度分类的准确性，缩短了分类时间。鼠烧伤模型的实验结果表明：动态监测光学参数的变化趋势可以显著区分出三种不同的烧伤程度，系统聚类分析缩短了分类时间，基于主因子的多参数降维分析表现出了更强的抗干扰性。本文方法为临床烧伤的早期诊断提供了一种极具潜力的实现途径。

提出一种集成手术显微镜的术中光学相干血流造影系统(iOCTA)来实现术中眼底视网膜血流灌注的动态监测。通过光学相干断层扫描血管造影(OCTA)系统的光路与商用手术显微镜的助手镜的成像光路耦合，实现显微镜-OCTA的系统集成，这种简捷的耦合方式便于现有手术显微镜的功能升级。采用基于逆信噪比和去相关的光学相干血流运动造影(ID-OCTA)算法，实现高信噪比的眼底微血管成像。利用该系统实现了活体兔眼的术中眼底血流灌注成像，揭示了血流灌注随眼内压的时空动态演变过程，发现急性高眼内压(60 mmHg；1 mmHg＝133.32 Pa)将导致血流灌注密度值在短时间内降低至基线值的20%以下。所研制的iOCTA系统有望实现眼科手术中眼底血流灌注的实时监测，有助于外科医生客观评价手术过程和预测术后效果。

心血管疾病现今已成为人类健康的头号杀手,发展高分辨的腔内影像技术有助于心血管疾病的精准诊疗。光学相干层析成像(OCT)技术具有非接触、非侵入、高分辨率且成像速度快的优点,对心血管疾病的治疗可起到关键性指导作用。首先描述了近年来中国冠脉介入手术持续增长的状况,分别介绍了OCT、内窥OCT以及心血管OCT的研究发展和应用情况,详细综述了心血管OCT在学术研究和商业转化方面的发展进程,阐述了心血管OCT在冠脉斑块临床诊断中的重要作用以及对支架手术及预后的指导性作用。最后对未来心血管OCT的发展前景作出了展望,并总结了心血管OCT的重要应用价值。

Determination of the precise location and the degree of the Choroidal neovascularization (CNV) lesion is essential for diagnosation Neovascular age-related macular degeneration (AMD) and evaluation the efficacy of treatment. Noninvasive imaging techniques with specific contrast for CNV evaluation are demanded. In this paper, two noninvasive imaging techniques, namely Optical coherence tomography (OCT) and Photoacoustic microscopy (PAM), are combined to provide specific detection of CNV for their complimentary contrast mechanisms. In vivo timeserial evaluation of Laser-induced CNV in rats is present at days 1, 3, 5, 7, 14, 21 after laser photocoagulation is applied to the rat fundus. Both OCT and PAM show that the CNV increases to its maximum at day 7 and decreases at day 14. Quantification of CNV area and CNV thickness is given. The dual-modal information of CNV is consistent with the histologic evaluation by hematoxylin and eosin (H&E) staining.

Optical coherence tomography angiography (OCTA) takes the flowing red blood cells (RBCs) as intrinsic contrast agents, enabling fast and three-dimensional visualization of vasculature perfusion down to capillary level, without a requirement of exogenous fluorescent injection. Various motion-contrast OCTA algorithms have been proposed to effectively extract dynamic blood flow from static tissues utilizing the different components of OCT signals (including amplitude, phase and complex) with various operations (such as differential, variance and decorrelation). Those algorithms promote the application of OCTA in both clinical diagnosis and scientific research. The purpose of this paper is to provide a systematical review of OCTA based on the inverse SNR and decorrelation features (ID-OCTA), mainly including the OCTA contrast origins, ID-OCTA imaging, quantification and applications.

血管内光学相干层析成像(IVOCT)对于心血管疾病的早期诊断具有重要意义。成像探头是IVOCT系统的核心器件。设计了一种基于微型螺旋桨驱动的IVOCT探头,该探头未使用传统内窥探头中为光束扫描提供动力的微型电机等电动装置,而是利用IVOCT系统成像时冲刷血液的流体驱动安装在探头末端的螺旋桨,从而带动安装在螺旋桨转轴上的直角棱镜旋转,实现光束对血管壁的扫描成像。对螺旋桨进行优化设计,提高了流体的驱动效率。探头外径为1.5 mm,探头扫描速度最高可达491 r/s。利用集成该探头的IVOCT系统对白胶带样品、小葱葱管以及离体鸡心脏动脉血管样品进行成像,获得了清晰的样品层析图像,验证了该探头的成像能力。

光学相干层析成像系统在扫描成像时,会不可避免地引入附加像差。此时,图像细节信息丢失,无法满足医学成像的高清晰度要求。为此,提出一种基于粒子群优化算法的像差校正方法。将像差校正过程以滤波形式建模,由泽尼克多项式的线性组合构成滤波器,通过选定图像信息熵或图像清晰度作为优化指标,利用粒子群优化算法进行迭代估计多项式的最佳系数值,最终得到清晰图像。以分辨率板为仿真目标图像分别加载离焦及低阶混合波前像差,以图像信息熵和清晰度分别作为评价函数,复原结果误差均方根误差(RMS)值均小于0.1λ,得以清晰成像;实验采集洋葱细胞图像,以信息熵作为评价指标,校正像差后其下降18%;采集葡萄组织图像,以清晰度作为评价指标,校正像差后其上升36%;细胞和组织轮廓信息均得以分辨。