作者单位
摘要
1 南开大学现代光学研究所,天津市微尺度光学信息技术科学重点实验室,天津 300350
2 中国科学院自动化研究所,中国科学院分子影像重点实验室,北京 100190
3 河北医科大学第二医院神经外科,河北 石家庄 050000
脑胶质瘤是一种侵袭性的恶性原发性脑肿瘤,术中准确区分胶质瘤和正常脑组织极具挑战性。基于高分辨偏振敏感光学相干层析术(PS-OCT)对正常小鼠脑和胶质瘤模型小鼠脑进行成像,计算了强度、累积相位延迟和累积光轴信息。结果表明,从PS-OCT图像中可以清楚地显示出鼠脑中的纤维结构及其取向;借助PS-OCT图像中丰富的偏振信息,可以准确区分鼠脑胶质瘤区和正常区;基于计算的光轴标准差可以有效区分胶质瘤和正常脑组织。研究结果表明,高分辨PS-OCT在脑组织成像及脑胶质瘤识别方面具有很大的临床应用潜力。
医用光学 偏振敏感光学相干层析术 脑成像 胶质瘤 
中国激光
2024, 51(9): 0907020
作者单位
摘要
南京理工大学 电子工程与光电技术学院,南京 210094
提出一种基于残差网络改进的卷积神经网络模型,应用于乳腺组织光学相干层析图像的辅助诊断。该方法采用残差网络作为基础框架,利用级联的小卷积层替换大卷积层,使用八度卷积替换部分卷积层,并且加入注意力机制,构造出一个具有双重过滤结构的残差网络模型。双重过滤结构不仅能够减少模型整体的参数计算量,还能使模型在特征提取时侧重于含有丰富结构信息的高频分量,降低低频分量占比,减少信息冗余,从而提高模型对于近似结构图像的分类识别能力。对比实验结果表明,提出的双重过滤残差网络模型对纤维脂肪、基质和肿瘤3类乳腺组织光学相干层析图像实现96.88%的分类精确度,且分类性能比目前经典的卷积神经网络模型更加优异,在乳腺癌切缘术实时诊断领域具有潜力。
光学相干层析术 图像分类 高频信息 八度卷积 注意力机制 深度学习 Optical coherence tomography Image classification High-frequency information Octave convolution Attention mechanism Deep learning 
光子学报
2023, 52(12): 1210001
作者单位
摘要
南京理工大学电子工程与光电技术学院,江苏 南京 210094
报道一个改进的基于双干涉仪串联的手持式全场光学相干层析成像(FFOCT)系统。该系统中迈克耳孙干涉仪作补偿干涉仪,菲佐干涉仪作探测干涉仪,并在原有的系统基础上增设了一个平面反射镜以改变系统光路,便于样品的水平放置。分析了反射镜与其他系统主要元件的角度偏移对系统成像质量和系统补偿距离的影响。所获得的结果对手持式FFOCT系统的设计具有重要的指导意义。
全场光学相干层析术 成像系统 角度偏差 误差分析 
激光与光电子学进展
2023, 60(12): 1217002
作者单位
摘要
1 上海健康医学院医疗器械学院,上海 201318
2 南京理工大学电子工程与光电技术学院,江苏 南京 210014
眼底疾病是致盲的主要原因之一。借助光学相干层析成像技术(OCT),可实现早期眼底疾病的发现和及时治疗,是预防失明的有效手段。为缓解医生的阅片压力,计算机辅助诊断技术逐渐受到关注。然而,受限于眼底OCT数据的隐私性,计算机辅助技术的研究者无法获取数据来开展工作。针对该现状,检索梳理了8个免费的公开的眼底OCT数据库,对涉及的典型眼底疾病的OCT图像特征进行解释,并筛选出64篇基于这些数据做计算机辅助算法的文献,分类阐述了这些工作的贡献。为真正实现计算机辅助技术在眼底疾病早期诊断的临床应用,未来还可以从提高眼底OCT图像的高精度分类的稳定性可重复性和泛化能力、提高对眼底OCT图像的分割能力、提高计算机辅助算法的可解释性三方面进行努力。
光学相干层析术 眼底病变 公共数据 算法分类 
激光与光电子学进展
2023, 60(10): 1000002
作者单位
摘要
1 南开大学现代光学研究所, 天津市微尺度光学信息技术科学重点实验室, 天津 300350
2 天津市口腔医院病理科, 南开大学附属口腔医院病理科, 天津 300041
3 天津市口腔医院口腔颌面外科, 南开大学附属口腔医院口腔颌面外科, 天津 300041
口腔鳞状细胞癌(OSCC)发病率较高且预后效果有限,早期诊断和术中准确识别病变边界对于改善预后效果具有重要意义。偏振敏感光学相干层析术(PS-OCT)在获得组织微观结构信息的同时,可以获得组织的偏振信息,提高组织诊断的特异性。为验证PS-OCT技术在OSCC诊断应用中的可行性,利用自行开发的高分辨率PS-OCT系统对离体的OSCC组织进行了成像。初步的成像结果表明,与正常组织相比,OSCC具有明显的双折射特性,利用累积相位延迟可以明显地区分正常组织和癌组织。最终证明,高分辨率的PS-OCT技术在OSCC组织的识别诊断和边界检测方面具有很大的潜力,可以辅助医生进行疾病的筛查和术中边界检测。
医用光学 光学相干层析术 偏振 口腔 鳞状细胞癌 
光学学报
2022, 42(10): 1017002
作者单位
摘要
1 广州医科大学基础医学院生物医学工程系, 广州 511436
2 广东莱恩医药研究院有限公司, 广东省药物非临床评价研究企业重点实验室, 国家中药现代化工程技术研究中心中药非临床评价分中心, 广州 510990
斑马鱼广泛地应用于骨退化相关的机制研究和新药开发过程中。目前临床应用检测骨密度(BMD)的方法主要有单光子吸收、双光子吸收、双能X线吸收、定量CT和超声技术等, 上述方法均难用于斑马鱼的研究中。本文旨在寻求一种新式的、适用性强和操作简易的定量分析斑马鱼BMD的方法。对采集到的使用125 μmol/L泼尼松龙溶液诱导骨质疏松的斑马鱼在0、7、14、21 d的光学相干层析成像的图像依次进行灰度化、二值化、图像分割、阈值分割和密度投影, 最后进行了颅骨BMD统计。试验结果表明, 此方法可以有效地定量分析出不同天数斑马鱼骨质疏松程度, 适用于研究泼尼松龙诱导的不同天数对斑马鱼BMD的影响、大通量斑马鱼骨质疏松药物筛选、药物评价等, 是一种将斑马鱼颅骨BMD定量化分析的新方法。
斑马鱼 颅骨 光学相干层析术 骨密度 骨退化 zebrafish skull optical coherence tomography bone mineral density bone degeneration 
激光生物学报
2022, 31(1): 36
作者单位
摘要
南京理工大学 电子工程与光电技术学院,南京 210094
报道了一种基于偏振敏感光学相干层析术的人体组织退偏特性在体测量方法。以人体手指指甲为样品,采用基于斯托克斯矢量的测量方法和基于宏观穆勒矩阵的测量方法,获得了指甲的不同退偏参数图像,并通过比较图像来衡量这两种方法的优劣。基于穆勒矩阵的方法获得的图像中,能明显区分出甲床结构,对比度高,但能显示出的结构较少。基于斯托克斯矢量的方法获得的图像中,不同偏振光在样品同一位置处获得的退偏均匀度值不同。选取45°偏振光计算其后向反射光的圆偏振度可以获得样品结构信息,包括指甲的甲板、甲床和甲基质下的真皮层。基于斯托克斯矢量法入射45°偏振光测量圆偏振度的方法计算量小,且提取出的结构信息最多,成像效果最好。
生物医学成像 偏振敏感光学相干层析术 斯托克斯矢量 穆勒矩阵 退偏 Biomedical imaging Polarization-sensitive optical coherence tomography Stokes vector Mueller matrix Depolarization 
光子学报
2021, 50(12): 1217002
作者单位
摘要
1 南京理工大学电子工程与光电技术学院, 南京 210094
2 江苏省肿瘤医院病理科, 南京 210009
利用实验室搭建的全场光学相干层析(FFOCT)系统对人体正常与癌变肝组织分别进行成像, 获得了高分辨率的层析图像。针对人眼识别FFOCT图像时难以区分正常与早期癌变肝组织的问题, 提取两者FFOCT图像的灰度特征并进行统计学分析, 以实现在参数特征上区分两者的目的。结果表明, 在正常与癌变肝组织初步提取的均值、方差和峰度等五个特征参数中, 有四个显示出了明显的数值差异, 可用于鉴别肝组织是否癌变。该研究结果为进一步研究如何利用FFOCT图像中所提取的特征参数作为判断实际临床诊断中生物组织癌变与否的诊断标准打下了基础。
全场光学相干层析术 人体肝组织癌变 定量分析 特征提取 full field optical coherence tomography human liver tissue cancer quantitative analysis feature extraction 
激光生物学报
2021, 30(1): 36
作者单位
摘要
南京理工大学电子工程与光电技术学院, 江苏 南京210094
利用随机相矢量和模型,描述了光学相干层析术(OCT)结构信号的强度概率密度分布,推导出振幅差分信号的概率密度分布,从理论上确定了差分图像的动态与静态区域的阈值模型。利用一套可对人体皮肤的微血管进行扫描成像的扫频光学相干层析系统,通过阈值模型生成二值化图像,将实验室已有的基于体数据的互相关图像与二值化图像相结合。结果表明该模型有助于减小图像的散斑噪声,从而获得更清晰的结构信息。
医用光学 生物医学成像 扫频光学相干层析术 统计光学 互相关图像 信噪比 
中国激光
2020, 47(12): 1207004
作者单位
摘要
1 广州医科大学基础医学院生物医学工程系, 广东 广州 511436
2 广州医科大学国家呼吸系统疾病临床医学研究中心呼吸疾病国家重点实验室, 广东 广州 510120
作为一种新型的模型动物,斑马鱼被广泛应用到大脑相关的研究中,但目前缺乏高分辨率活体评估幼年(>7日龄)到成年阶段斑马鱼大脑的成像技术。利用光学相干层析术(OCT)对孵化21 ,45 ,100d的斑马鱼大脑进行活体成像,并与切片染色的结果进行对比。结果说明:OCT的成像深度和分辨率足以显示三个年龄段的斑马鱼大脑,OCT图像显示的大脑结构特征与切片染色结果匹配较好。二维和三维OCT结果都定量显示斑马鱼大脑在80d内显著增大,但切片染色结果由于组织萎缩,不能准确地评估大脑发育情况。研究结果表明,OCT作为一种高效的活体成像工具,可用于基于斑马鱼的脑发育研究。
生物技术 光学相干层析术 斑马鱼  发育 
中国激光
2020, 47(12): 1207002

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