作者单位
摘要
1 安徽医科大学生物医学工程学院,安徽 合肥 230009
2 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所,安徽省生物医学光学仪器工程技术研究中心,安徽省医用光学诊疗 技术与装备工程实验室,安徽 合肥 230031
偏振光学成像是一种非标记、无损伤的检测技术,对亚波长微观结构的变化比较敏感,可以提供丰富的组织结构和光学信息。然而,在可见波段范围内,生物组织是强散射介质,光在组织中传播时会经历多次散射,失去原本携带的相位和偏振信息,从而影响光学成像的对比度和分辨率。本团队结合空间频域成像和偏振光学成像方法,搭建了偏振空间频域成像系统。通过高频空间频域成像控制照明光的穿透深度,利用穆勒矩阵表征样品浅层的偏振参数,进而反映样品浅层的微观结构信息。实验结果显示:偏振空间频域成像系统测得的灰阶板漫反射率与标准值线性相关(R2=0.99988);退偏系数与脂肪乳体积分数成正比关系,二向衰减系数随二向衰减器导致的二向衰减增大而增大;该系统可以准确测量四分之一波片和全波片的相位延迟,表明该系统可以准确测量样品的偏振参数。对比传统偏振光成像和偏振空间频域成像结果可以发现,偏振空间频域成像可以有效控制成像深度,精确测量样品浅层的穆勒矩阵。采用该系统对烧伤猪皮进行检测,测量结果显示:猪皮组织内部的胶原蛋白结构被破坏,相位延迟降低。本研究结果预期能够有效提升浅层组织偏振特性检测的准确性,促进肿瘤的早期检测。
生物光学 偏振光学成像 空间频域成像 穆勒矩阵 组织仿体 
中国激光
2023, 50(9): 0907104
姚春晖 1,2张洋 2刘斌 3张持健 1[ ... ]王贻坤 2,**
作者单位
摘要
1 安徽师范大学物理与电子信息学院,安徽 芜湖 241000
2 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所,安徽省医用光学诊疗技术与装备工程实验室,安徽 合肥 230026
3 安徽医科大学第一附属医院,安徽 合肥 230022
4 安徽医科大学生物医学工程学院,安徽 合肥 230009
5 安徽大学物质科学与信息技术研究院,安徽 合肥 230601
基于近红外自体荧光技术,设计一种甲状旁腺快速识别系统,该系统对术中快速识别甲状旁腺具有重要价值。设计一种环形可调激发光源和高精度可调LED恒流源,利用近红外光源激发组织荧光同时通过高灵敏度CMOS相机采集组织自体荧光信息,并对采集的荧光图像进行图像处理,从而准确识别甲状旁腺。利用梯度浓度吲哚菁绿(ICG)溶液模拟组织荧光,实验测得荧光强度与ICG浓度成正相关,信噪比与信背比均符合术中辨别需求,验证了本系统应用于不同荧光强度时的灵敏性与准确性。采用本系统对组织仿体进行测试,荧光仿体能够与背景明显区分开。对甲状旁腺及周边组织进行测试,甲状旁腺呈绿色,与周边组织明显区分,初步验证了本系统可用于对甲状旁腺的识别检测。
甲状旁腺 近红外自体荧光成像 吲哚菁绿 仿体 图像增强 
激光与光电子学进展
2023, 60(6): 0617003
储宝 1,2黄尧 2,3,*倪敬书 2,3张持健 1[ ... ]王贻坤 2,3,**
作者单位
摘要
1 安徽师范大学物理与电子信息学院,安徽 芜湖 241000
2 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所安徽省医用光学诊疗技术与装备工程实验室,安徽 合肥 230026
3 皖江新兴产业技术发展中心安徽省生物医学光学仪器工程技术研究中心,安徽 铜陵 244000
差分路径因子(Differential Pathlength Factor, DPF)是用于计算脑血氧生理参数的重要变量之一,可通过蒙特卡罗模拟计算得到,但此方法存在耗时长、提取参数复杂等缺点。针对以上不足,提出了一种DPF快速定量计算方法。首先对不同年龄段人群的脑组织光学参数与颅骨厚度进行归一化处理与主成分分析,采用支持向量机(Support Vector Machine, SVM)并结合网格寻优(Grid Search, GS),建立了基于GS-SVM的脑组织差分路径因子的预测模型,对测试样本数据进行了回归预测,最后将所得结果与反向传播人工神经网络(Back Propagation Artificial Neural Network, BP-ANN)的预测结果进行了对比。结果表明,相较于蒙特卡罗模拟,GS-SVM预测模型与BP-ANN预测模型的均方误差(MSE)分别为0.0268与0.25,相关系数(R2)分别为0.97与0.92。基于GS-SVM的脑组织差分路径因子定量模型的预测结果优于BP-ANN,与蒙特卡罗模拟结果呈显著性相关(显著水平P<0.0001),有望取代传统蒙特卡罗模拟对DPF进行快速批量预测。
医用光学 近红外光谱 差分路径因子 蒙特卡罗模拟 支持向量机 网格寻优 
中国激光
2022, 49(5): 0507303

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