中北大学 动态测试省部共建实验室,山西 太原 030051
为了更好地实现乳腺癌的早期精确诊断, 设计了一种基于聚焦环阵的新型超声CT成像系统。256个电容式微加工超声换能器（CMUT）环形分布于乳腺四周, 采用64个换能器发射, 对面64个换能器接收的方式进行, 在COMSOL中依次进行256次仿真来实现环形扫描。根据超声相控阵原理进行发射聚焦后, 采用滤波反投影算法进行图像重建。聚焦到乳腺外部时, 重建偏差值小于0.05%, 聚焦到4号肿瘤时, 该区域重建偏差值仅为0.002%。实验结果表明, 该系统可以用于乳腺癌的早期精确诊断, 且能提高内部肿瘤的检测质量。
超声 相控阵 断层成像 滤波反投影算法 ultrasound phased array tomography COMSOL COMSOL filtered back projection algorithm
李颖超 1,2,3,*刘昂 1,2,3李贵叶 1,2,3刘丽娜 1,2,3[ ... ]陈玲玲 1,2,3
1 深圳市激光工程重点实验室, 广东 深圳 518060
2 深圳大学先进光学精密制造技术省高校重点实验室, 广东 深圳 518060
3 深圳大学光电工程学院, 广东 深圳 518060
光学投影断层成像技术是一种新颖的针对毫米至厘米量级的介观尺寸的三维荧光成像技术，具有经济、快速、分辨率高和成像范围广等优异性能，是当今生物医学光子学领域的研究热点之一。综述了光学投影断层成像的技术原理、发展研究现状以及其广泛的应用领域，阐述了不同光学投影断层成像技术的特点。目前光学投影断层成像技术的发展主要集中在系统自身(包括焦平面扫描、角度复用、角度滤波等方法)的改进、后期图像重组算法的改进以及该技术结合多维度荧光成像技术三个方面。通过技术细节的改进和发展，光学投影断层成像在生物医学、组织形态学和组织病理学、活体成像和荧光标记追踪等研究领域获得广泛应用。
生物光学 荧光成像 光学投影断层成像 滤波反投影算法 介观成像 三维成像
1 湖南工业大学理学院,湖南 株洲 412000
2 江西科技师范大学光电子与通信重点实验室,江西 南昌 330038
构建一套基于环形阵探测器的快速光声成像系统用于生物组织的结构成像。该系统以环形阵探测器探测光声信号,采用八通道的采集系统采集光声信号,再利用有限场滤波反投影算法重建光声图像。利用埋有铅笔芯的琼脂样品来测试该系统的分辨率,利用离体猪眼和在体老鼠头部血管成像来验证系统的成像能力。实验结果表明,该系统能方便快速地实现生物组织的结构成像,有望实现早期乳腺癌的临床检测应用。
光声成像 成像系统 有限场滤波反投影算法 环形阵列探测器 photoacoustic imaging imaging system limited-view filtered back projection algorithm annular transducer array
浙江师范大学信息光学研究所, 浙江 金华 321004
提出了一种定量测量光纤内部折射率三维分布的新方法。基于数字全息显微断层成像技术，构建了一套测量光纤折射率的实验系统，实现了光纤内部折射率分布的三维测量。在预放大透射式数字全息显微系统中，加入样品转动装置，利用样品转动记录180°视角内各个角度的显微全息图，然后数值计算出每个角度光纤样品的折射率积分投影，并基于滤波反投影算法重建光纤内部折射率的三维分布。普通单模光纤和熊猫型保偏光纤两组样品的实验结果表明：建立的系统可应用于光纤内部折射率三维分布定量测量。
全息 断层成像 三维折射率测量 滤波反投影算法 中国激光
2013, 40(10): 1008002
1 南京理工大学信息物理与工程系, 江苏 南京 210094
2 南京航空航天大学理学院, 江苏 南京 210016
针对叠栅层析研究中采用基于相位重建方法处理叠栅条纹图像的问题, 用标量衍射理论对叠栅偏折仪的叠栅条纹形成原理进行分析。通过小孔滤波分别提取光场的零级和一级频谱, 分析结果与传统的通过几何叠加原理的结果一致, 在形式上更加精确。结论表明, 叠栅条纹是多波面剪切干涉的结果, 且一级频谱滤波下的叠栅条纹图像满足严格的余弦强度分布。采用基于多重网格相位展开的傅里叶变换方法和叠栅层析滤波反投影算法对丙烷燃烧场进行了层析重建。
傅里叶光学 光学层析 叠栅偏折仪 相位提取 滤波反投影算法
南京理工大学信息物理与工程系, 江苏 南京 210094
提出将带滤波的叠栅偏折层析系统用于存在化学反应的多组分复杂气体流场的诊断。以丙烷的燃烧火焰为例, 实验提取出叠栅条纹的偏移量并转换为偏折角, 然后基于偏折层析的滤波反投影算法重建出场的折射率分布, 给出了两种不同情况下给定截面的三维温度和密度分布。对比发现, 对存在化学反应的多组分火焰流场不能基于假设研究对象是空气流场, 而必须对火焰流场本身发生的化学反应及生成物进行考虑, 混合流场的等效G-D常量和分子量必须根据不同场的具体组分情况进行修正。
光学测量 光学层析 叠栅偏折层析 流场测量 滤波反投影算法
