红外与激光工程
2022, 51(11): 20220546
1 中国科学院合肥物质科学研究院 医学物理与技术中心, 合肥 230031
2 中国科学技术大学, 合肥 230026
3 中国医科大学, 沈阳 110001
为了实现MicroRNA的快速检测, 设计了一种便携式MicroRNA快速检测仪.基于等温滚环扩增技术, 采用光电检测方法, 检测标志物受激发出的荧光光强, 建立特征荧光分析检测系统.通过改变激发光强度、MicroRNA试剂浓度等参量, 验证了该仪器可测量的MicroRNA的浓度范围为0.01~0.1 μmol, 可检测出的最低检出限为7个拷贝数, MicroRNA浓度与荧光信号强度之间为线性关系(R2=0.999 1).
生物医学工程 医用光学仪器 核酸检测 荧光 弱光探测 滚环扩增 Biomedical engineering Medical optics instrumentation Nucleic acid detection Fluorescence Light detection MicroRNA MicroRNA Rolling circle amplification
1 天津大学 精密仪器与光电子工程学院，天津300072
2 天津市生物医学检测技术和仪器重点实验室，天津300072
为增强乳腺扩散光学层析(Diffuse Optical Tomography, DOT)方法的实用性，提出了一套稳态扩散荧光光学联合断层成像系统与算法.系统采用基于光开关切换的串并混合门控光子计数检测模式，可有效实现测量时间、灵敏度和系统性价比之间的平衡；算法以图形处理器加速的蒙特卡洛光子输运模型为基础，采用了荧光DOT“导航”的血氧DOT图像重建策略，通过利用高对比度荧光DOT的先验位置信息，可有效改善血氧DOT图像重建的不适定性.仿体实验结果表明，与单独DOT方法相比，此联合方法可明显提高图像重建的定位准确度和定量性.
生物医学工程 扩散光学层析 稳态测量 乳腺癌诊断 蒙特卡洛模拟 biomedical engineering diffuse optical tomography steady-state measurement breast tumor diagnosis Monte-Carlo simulation
针对光声成像在实际应用中涉及的采样数据不足, 提出了一种基于全变分法的光声图像重建方法。通过计算重建图像的模拟信号与实际信号的残差来更新图像, 进行迭代以获取重建图像。在迭代重建的过程中引入压缩传感理论中的全变分法, 通过梯度下降法得到全变分最小的图像。通过数值仿真, 模拟了在不足采样情况下的图像重建。结果表明, 全变分重建法的重建效果比滤波反投影法、反卷积重建算法及代数重建算法等3种方法更好。在30个采样点的情况下, 重建图像的峰值信噪比值比上述3种算法的重建结果分别高出30.98, 22.09和8.35 dB。另外, 仿体实验结果也表明该方法能更有效地避免噪声的干扰。
生物医学工程 光声成像 图像重建 全变分法 biomedical engineering photoacoutic tomography image reconstruction total variation method
