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
全场光学相干层析术(FF-OCT)探测生物组织亚细胞水平折射率扰动的本征信号,为无标记成像提供了丰富的显微结构信息。动态全场光学相干层析技术(D-FFOCT)结合全场OCT低相干层析成像与动态散射光测量原理,可为细胞或组织提供亚细胞动态对比度。介绍了近年来D-FFOCT技术的发展,讨论了基于D-FFOCT的多模态成像技术,分析了成像系统的空间分辨率、信噪比和成像深度。针对目前D-FFOCT干涉信号易受扰动而产生图像伪影缺陷的问题,分析比较了运用高速相机、瞬时移相法、基于希尔伯特变换的算法和基于奇异值分解的图像滤波算法等消除伪影的方法,概述了D-FFOCT在基础生物学、精准医疗领域和药物研究方面的研究,并展望该技术在这些领域的发展前景和未来研究方向。
生物光学 无标记成像 全场光学相干断层扫描技术 动态散射光测量 图像伪影 精准医疗 
中国激光
2022, 49(5): 0507202
Author Affiliations
Abstract
1 Department of Biomedical Science & Engineering, Institute of Integrated Technology, Gwangju Institute of Science and Technology (GIST), Gwangju 61005, Republic of Korea
2 Center for Bionics, Biomedical Research Institute, Korea Institute of Science and Technology (KIST), Seoul 02792, Republic of Korea
Laser speckle imaging is a common technique to monitor blood flow. The fluctuations in speckle intensity can be related to the blood flow by calculating the speckle contrast, the ratio between the standard deviation of speckle fluctuations and the average intensity. However, this simple statistic calculation is easily affected by motion artifacts. In this study, we applied sample entropy analysis instead of calculating standard deviations of the speckle fluctuations. Similar to the traditional method, sample entropy-based speckle contrast increases linearly with flow rate but was shown to be more immune to sudden movements during an upper arm occlusion test.
laser speckle imaging sample entropy speckle contrast blood flow monitoring motion artifact 
Chinese Optics Letters
2022, 20(1): 011702
Author Affiliations
Abstract
1 Drexel University School of Bioengineering Philadelphia, Pennsylvania
2 Department of Epidemiology & Biostatistics Drexel University Dornsife School of Public Health Philadelphia, Pennsylvania
3 Drexel University College of Arts and Sciences Philadelphia, Pennsylvania
4 Department of Medicine Drexel University College of Medicine Philadelphia, Pennsylvania
5 Tower Health Transplant Institute Tower Health System West Reading, Pennsylvania
To date, the clinical use of functional near-infrared spectroscopy (NIRS) to detect cerebral ischemia has been largely limited to surgical settings, where motion artifacts are minimal. In this study, we present novel techniques to address the challenges of using NIRS to monitor ambulatory patients with kidney disease during approximately eight hours of hemodialysis (HD) treatment. People with end-stage kidney disease who require HD are at higher risk for cognitive impairment and dementia than age-matched controls. Recent studies have suggested that HDrelated declines in cerebral blood flow might explain some of the adverse outcomes of HD treatment. However, there are currently no established paradigms for monitoring cerebral perfusion in real-time during HD treatment. In this study, we used NIRS to assess cerebral hemodynamic responses among 95 prevalent HD patients during two consecutive HD treatments. We observed substantial signal attenuation in our predominantly Black patient cohort that required probe modifications. We also observed consistent motion artifacts that we addressed by developing a novel NIRS methodology, called the HD cerebral oxygen demand algorithm (HDCODA), to identify episodes when cerebral oxygen demand might be outpacing supply during HD treatment. We then examined the association between a summary measure of time spent in cerebral deoxygenation, derived using the HD-CODA, and hemodynamic and treatment-related variables. We found that this summary measure was associated with intradialytic mean arterial pressure, heart rate, and volume removal. Future studies should use the HD-CODA to implement studies of real-time NIRS monitoring for incident dialysis patients, over longer time frames, and in other dialysis modalities.
Motion artifact removal cerebral oxygenation end-stage kidney disease near-infrared spectroscopy 
Journal of Innovative Optical Health Sciences
2021, 14(6): 2150016
作者单位
摘要
1 华南师范大学物理与电信工程学院, 广东 广州 510006
2 广东省量子调控工程与材料重点实验室, 广东 广州 510006
运动伪影是光学相干层析造影成像(OCTA)俯视图中的一个重要问题。提出一种补偿特征图像滤波(CEF)算法去除光学相干层析造影成像俯视图的运动伪影。首先,利用奇异值分解(SVD)将光学相干层析造影成像俯视图展开为一系列的特征图像;然后,利用高通特征图像和从第一特征图像中抽取得到的正交补偿积这两部分来重建恢复图像。实验结果表明,CEF算法能较好地去除条纹噪声,经CEF算法复原得到的图像有着较传统特征图滤波算法更好的图像质量。该算法为其他扫描成像系统去除类似的条纹噪声提供了新的参考。
图像处理 光学相干层析造影成像 运动伪影 条纹噪声 奇异值分解 特征图滤波 
激光与光电子学进展
2021, 58(22): 2210004
文武 1,2,3孙再敏 1,2
作者单位
摘要
1 重庆邮电大学 通信与信息工程学院, 重庆 400065
2 重庆邮电大学 通信新技术应用研究中心, 重庆 400065
3 重庆信科设计有限公司, 重庆 401121
为了减小在剧烈环境中脉搏波信号产生的运动伪迹, 采用mimic数据库中由光子器件构成的光电传感器采集的脉搏信号, 通过陀螺仪信号和三轴加速度互补滤波来矫正三轴加速度的角度, 运用奇异谱分析将矫正后的三轴加速度信号分组为不同频率成分的信号, 作为三级快速横向递归最小二乘(FTRLS)算法的参考信号自适应消除运动伪迹。结果表明, 与最小均方算法、递归最小二乘法相比, 信噪比分别提升了12.2%、6.7%, 均方根误差分别减少了30%, 11%, 并且提高了计算速度。该研究对去除频域上脉搏波的运动干扰谱峰, 保留重博波信息是有帮助的。
光子器件 运动伪迹 互补滤波 奇异谱分析 快速横向递归最小二乘算法 photonic device motion artifact complementary filtering singular spectrum analysis fast transverse recursive least square algorithm 
激光技术
2021, 45(4): 516
作者单位
摘要
1 BioMedTech Llc, Nizhny Novgorod 603155, Russia
2 Institute of Applied Physics of the Russian Academy of Science, Nizhny Novgorod 603950, Russia
optical coherence tomography (OCT) motion artifact correction retinal imaging numerical method 
Frontiers of Optoelectronics
2020, 13(4): 393
作者单位
摘要
1 中国航天员科研训练中心人因工程重点实验室, 北京 100094
2 天津大学精密仪器学院, 天津 300072
功能性近红外技术是一种新型无损检测人脑功能性活动的探测技术,该技术监测到的脑功能信号易受到生理活动和人的相对运动的干扰,分别称为生理干扰和运动伪迹,这些干扰的存在严重影响信号质量,因此需要开发消除生理干扰和运动伪迹的信号处理方法。介绍了目前功能性近红外信号的主要干扰源、相应的生理干扰与运动伪迹的去除方法,分析了当前功能性近红外技术存在的问题和可能的发展方向,并重点讨论了功能性核磁共振技术与功能性近红外技术的优劣。最后总结了功能性近红外数据处理方面的发展前景。
医用光学 功能性近红外光谱 生理干扰 运动伪迹 
激光与光电子学进展
2015, 52(10): 100007
作者单位
摘要
1 西安电子科技大学 物理与光电工程学院, 西安 710071
2 西安科技大学 计算机科学与技术学院, 西安 710054
3 国网冀北电力有限公司技能培训中心, 河北 保定 071051
针对LED显示屏播放运动画面时的动态假轮廓问题, 提出了集中式门控脉宽调制法.该方法在原有门控脉宽调制技术的基础上, 将PWM周期中的小数场固定于周期的中间, 然后计算整数权重位对应的子场数并将其紧邻小数场实现.分析和实验表明, 集中式脉宽调制法具有与线性PWM相似的点亮时间函数, 能够将任意两灰度级间DFC指标的均值从GPWM方式下的0.6降到0.2以下.在有效消除DFC的同时又保持了GPWM的高刷新频率与高灰度级, 从而明显改善图像的显示质量.同时算法实现简单, 不需要额外的硬件支持.
发光二极管 显示屏 脉宽调制 占空比 图像显示 运动伪像 动态假轮廓 Light Emitting Diodes(LED) Display device Pulse width modulation Duty cycle Image display Motion artifact Dynamic false contour 
光子学报
2015, 44(2): 0223002
作者单位
摘要
1 北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院, 精密光机电一体化技术教育部重点实验室, 北京100191
2 北京大学化学与分子工程学院, 稀土材料化学及应用国家重点实验室, 北京100871
脉搏血氧饱和度检测仪可以无损、 实时地检测动脉血液中的含氧百分比, 从而快速对人体的呼吸状况以及心肺功能作出判断, 但其检测精度极易受到测试部位运动的影响。 人体测试部位的运动大致可以分为突发性运动干扰以及周期性的运动干扰。 突发性干扰表现在局部脉搏波的波形突变上, 而周期性的干扰体现在多个局部脉搏波的波形的周期性变化上。 文章有针对性地提出了一种将微分阈值分段与迭带中值滤波相结合的方法来剔除突发扰动的方法, 并且在上诉方法上再加上一级多点移动平滑以消除周期性运动干扰。 实验证明该方法在消除多种运动伪差上有着较好的效果, 且该方法计算简单, 易于实现, 有着一定的实际应用价值。
血氧饱和度 运动干扰 微分阈值 中值滤波 移动均值滤波 Oxygen saturation Motion artifact Differential threshold Median filter Windows moving average 
光谱学与光谱分析
2009, 29(11): 2994

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