作者单位
摘要
天津大学精密仪器与光电子工程学院光电信息技术教育部重点实验室,天津 300072
在基于强度信息的光学相干断层扫描血管造影(OCTA)技术中,去相关映射被广泛应用,但该方法易受噪声影响,尤其是对于低信噪比区域,噪声会使帧间高相关的静态组织信号呈现出高去相关性,与血流信号的高去相关值混叠,从而会降低微血管图像的成像质量。本文提出了一种基于局部信噪比动态阈值调节的分光谱振幅去相关方法,首先探讨了图像局部信噪比与静态体素去相关值的关系及影响因素,并以分频谱处理数据的方式削弱轴向运动伪影并加强血流信息,然后依据图像局部信噪比与静态体素去相关的关系调整设定阈值,用以判定区分动静态体素,阈值以下的去相关值视为静态体素,结合Sigmoid函数予以抑制。采用该算法在高信噪比的皮肤数据和低信噪比的视网膜数据处理中均能取得较好的效果:皮肤enface图像信噪比提升约4 dB;视网膜enface图像的对比度相较其他算法优势明显,相比于未进行静态抑制的分频谱振幅去相关造影(SSADA)方法,enface图像的对比度提升了0.0182。可见该方法能够有效地抑制微血管图像中的静态体素噪声,提升图像对比度和血管可视性,有利于疾病的诊断和评估。
光学相干层析 血管造影 分频谱 相关映射法 信噪比引导 
光学学报
2024, 44(5): 0517001
董金枋 1,2杨方毅 1,2吴頔 1,2,3,*李小婷 4,**[ ... ]张培磊 1,2
作者单位
摘要
1 上海工程技术大学材料与科学工程学院,上海 201620
2 上海市激光先进制造技术协同创新中心,上海 201620
3 上海交通大学材料科学与工程学院,上海 201620
4 深圳市大族锂电智能装备有限公司,广东 深圳 518000
5 湖北亿纬动力有限公司,湖北 荆门 448000
6 阿帕奇(北京)光纤激光技术有限公司上海分公司,上海 201620
选用铝合金顶盖满焊为研究对象,定量分析了芯环功率比对熔深、熔宽的影响规律。结合熔池匙孔动态行为,阐述了可调环模激光有效抑制金属飞溅的机理。同时采用光学相干断层扫描测量技术,实时测量了匙孔深度的波动,定量评价了焊接稳定性,并获得了最佳工艺窗口。结果表明,在150 mm/s的焊接速度下,当芯环功率比为1∶2~1∶3时,匙孔深度最稳定,且飞溅率最低。研究结果为进一步提高铝合金可调环模激光焊接质量提供了理论指导和实验依据。
激光技术 激光焊接 铝合金 可调环模激光 熔深检测 飞溅机理 光学相干断层扫描 
中国激光
2024, 51(12): 1202104
作者单位
摘要
1 东北大学秦皇岛分校控制工程学院,河北 秦皇岛 066004
2 苏州中科行智智能科技有限公司,江苏 苏州 215000
针对合成波长方法动态范围较小的问题,提出一种用于相敏谱域光学相干层析(PSSD-OCT)的大动态范围合成波长相位解包裹方法,解决了传统合成波长方法的相位包裹限制问题,实现了大动态范围、快速及高灵敏度的PSSD-OCT成像。通过选取全长度干涉光谱和位于光谱仪中间的半长度干涉光谱,计算合成相位缺失的周期数;利用全长度干涉光谱及半长度干涉光谱解调结果的分段组合,消除易受噪声影响的相位周期数±1跳变问题。通过阶差规、硬币及电路板的成像实验,证明该方法可以用于大动态范围(毫米级)的高灵敏度位移解调。
相干光学 相敏谱域光学相干层析 合成波长 相位解包裹 动态范围 
光学学报
2024, 44(3): 0303001
Author Affiliations
Abstract
1 MOE Key Laboratory of Laser Life Science & Institute of Laser Life Science, South China Normal University, Guangzhou 510631, P. R. China
2 College of Biophotonics, South China Normal University, Guangzhou 510631, P. R. China
3 School of Medical Technology and Engineering, Fujian Medical University, Fuzhou 350004, P. R. China
In this work, we present an intravascular dual-mode endoscopic system capable of both intravascular photoacoustic imaging (IVPAI) and intravascular optical coherence tomography (IVOCT) for recognizing spontaneous coronary artery dissection (SCAD) phantoms. IVPAI provides high-resolution and high-penetration images of intramural hematoma (IMH) at different depths, so it is especially useful for imaging deep blood clots associated with imaging phantoms. IVOCT can readily visualize the double-lumen morphology of blood vessel walls to identify intimal tears. We also demonstrate the capability of this dual-mode endoscopic system using mimicking phantoms and biological samples of blood clots in ex vivo porcine arteries. The results of the experiments indicate that the combined IVPAI and IVOCT technique has the potential to provide a more accurate SCAD assessment method for clinical applications.
Spontaneous coronary artery dissection (SCAD) intravascular optical coherence tomography (IVOCT) intravascular photoacoustic imaging (IVPAI) 
Journal of Innovative Optical Health Sciences
2024, 17(1): 2350016
作者单位
摘要
1 福州大学机械工程及自动化学院,福建 福州 350108
2 莆田学院机电与信息工程学院,福建 莆田 351100
荧光粉沉淀是影响白光LED发光质量和光学一致性的关键因素。为了实现荧光粉沉淀的快速、无损检测,提出一种基于光学相干层析(OCT)技术的荧光粉沉淀检测方法。使用OCT系统对白光LED进行成像,比较白光LED的OCT与切片图像,分析了荧光粉的数量分布和沉淀物形态。根据荧光粉数量与面积分数的关系以及荧光粉沉淀过程中荧光粉数量分布的变化特点,设计了从OCT图像中提取荧光粉面积分数的算法,分析了荧光粉面积分数与荧光粉沉淀程度的变化关系。实验结果表明,OCT技术可以准确检测白光LED的荧光粉沉淀物形态,荧光粉在OCT图像中的面积分数可以量化荧光粉沉淀程度。该方法可以满足白光LED荧光粉沉淀的检测要求,并可用于白光LED的质量检测和封装工艺研究。
光学相干层析 白光LED 荧光粉沉淀 无损检测 量化分析 
激光与光电子学进展
2024, 61(4): 0412006
刘德军 1,2†黄梓毅 1,2†李卓荣 1,2台亚龙 1,2[ ... ]王义平 1,2
作者单位
摘要
1 深圳大学物理与光电工程学院,光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室,深圳市超快激光微纳制造重点实验室,广东 深圳 518060
2 深圳大学射频异质异构集成全国重点实验室,广东省光纤传感技术粤港联合研究中心,深圳物联网光子器件与传感系统重点实验室,广东 深圳 518060
3 南方科技大学医院泌尿外科,广东 深圳 518055
4 香港中文大学机械与自动化工程学系,香港 新界沙田999077
光学相干层析成像(OCT)是一种无创或微创的、可提供组织深度信息的高分辨率可视化实时成像技术,广泛应用于生物医学成像与临床诊断领域。光纤OCT显微内窥成像技术是基于光纤传输和光纤显微内窥成像的OCT技术,除了具有OCT的一般成像优点外,还具有体积小、质量轻、耐腐蚀、电绝缘、抗电磁干扰等特点,尤其适用于对现有其他成像技术无法到达的狭小腔道内的组织病变进行高分辨率检测和早期诊断。随着激光器、探测器和光纤器件制备技术的发展,光纤OCT系统、光纤探头设计和制备都取得了巨大进步,应用场景也得到不断扩展。具体地:光纤OCT系统从时域OCT发展到频域OCT,成像速度和分辨率获得显著提升;光纤OCT内窥成像探头先后历经了光纤-棱镜型、全光纤型及光纤复合型探头三个发展阶段,目前正朝着多功能集成、小型化、一体化的方向发展;光纤内窥OCT的临床应用从呼吸系统和消化系统逐渐拓展到心血管系统。从光纤OCT系统设计、探头设计与制备、内窥成像应用三方面综述近年来光纤OCT显微内窥成像技术的发展现状,重点总结光纤内窥探头的技术发展及其在医学诊断中的应用,最后结合现有前沿技术报道总结展望了未来光纤内窥OCT的发展方向。
光学相干层析成像 生物医学成像 光纤内窥成像 心血管疾病 
激光与光电子学进展
2024, 61(2): 0211025
作者单位
摘要
上海交通大学生物医学工程学院,上海 200240
光学相干层析成像(OCT)能够无损获得微米级空间分辨率的样品截面信息,在眼科、血管内科等临床诊疗研究和应用中起到了重要的作用。利用OCT测量光场的幅度可以获得样本的三维结构信息,如眼底视网膜的分层结构,但对组织特异性、血流、力学特性等功能信息的作用有限。基于相位、偏振态、波长等光场参量的OCT功能成像技术应运而生,如多普勒OCT、OCT弹性成像、偏振敏感OCT、可见光OCT等。其中,基于光场幅度动态变化的OCT功能成像技术具有显著的鲁棒性和系统复杂度优势,已经在临床无标记血管造影中获得成功。此外,应用于三维血流流速测量的动态光散射OCT、具有无标记组织/细胞特异性显示能力的动态OCT、能够监控热物理治疗温度场的OCT温度层析成像等,已经成为了OCT功能成像的技术前沿。综述基于光场幅度动态变化的OCT功能成像技术的原理、实现和应用,分析了所面临的技术挑战,并展望了未来发展方向。
光学相干层析成像 功能成像 光场幅度动态变化 动态光散射 
激光与光电子学进展
2024, 61(2): 0211018
Author Affiliations
Abstract
1 Institute of Intelligent Optical Measurement and Detection, Shenzhen University, Shenzhen 518060, China
2 College of Physics and Optoelectronic Engineering, Shenzhen University, Shenzhen 518060, China
3 Shenzhen Sincevision Technology Co., Ltd., Shenzhen 518055, China
4 National Key Laboratory of Human Factors Engineering, China Astronaut Research and Training Center, Beijing 100094, China
5 College of Aerospace Science and Engineering, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China
Optical coherence tomography (OCT) allows a direct and precise measurement of laser welding depth by coaxially measuring the keyhole depth and can be used for process monitoring and control. When OCT measurement was taken during single-beam laser welding, the keyhole instability of aluminum welding resulted in highly scattered OCT data and complicated the welding depth extraction methods. As a combination of an inner core beam and an outer ring beam, a novel adjustable ring mode (ARM) laser for producing a stable keyhole was applied to the OCT measurement. Different ARM laser power arrangements were conducted on aluminum and copper. The results indicated that the ring beam greatly improved the stability of the core beam-induced keyhole, and smooth welding depth can be extracted from the concentrated OCT data.
optical coherence tomography adjustable ring mode laser laser welding welding depth 
Chinese Optics Letters
2024, 22(1): 011203
许景江 1,2,*张轶星 3蓝公仆 1,2杨荣华 4[ ... ]于波 8
作者单位
摘要
1 佛山科学技术学院物理与光电工程学院粤港澳智能微纳光电技术联合实验室,广东 佛山 528225
2 广东唯仁医疗科技有限公司,广东 佛山 528000
3 佛山科学技术学院机电工程与自动化学院,广东 佛山 528000
4 广州市第一人民医院烧伤整形美容与创面修复科,广东 广州 510180
5 天津大学电气自动化与信息工程学院天津市过程检测与控制重点实验室,天津 300072
6 解放军总医院第一医学中心激光医学科,北京 100853
7 天津恒宇医疗科技有限公司,天津 300308
8 哈尔滨医科大学附属第二医院教育部心肌缺血重点实验室,黑龙江 哈尔滨 150001
皮肤烧伤是一种常见的皮肤疾病,对皮肤烧伤程度的判别对于后续的治疗具有重要意义。光学相干层析技术是一种具有非侵入性、无损伤性和高分辨率等特点的光学检测技术。偏振敏感光学相干层析成像(PS-OCT)具有传统光学相干层析成像没有的双折射信息对比度,能够对病变皮肤进行高分辨率高对比度的实时三维成像。为推动PS-OCT在烧伤诊断中的临床应用,发展了一种简单紧凑且灵活高效的基于扫频光源、单模光纤和圆偏振态输入的PS-OCT技术,对离体猪皮组织进行了烧伤成像研究,并通过直方图相关性算法获得了图像的差异性量化指标。实验结果表明,与正常的皮肤组织相比,烧伤皮肤组织的胶原蛋白受高温影响后产生了明显的双折射变化。利用偏振均匀度(DOPU)、累积相位延迟(CPR)、Stokes偏振参数等,可以明显观察到烧伤后的皮肤组织变化。研究表明,该PS-OCT技术在烧伤诊断中具有很大的应用潜力,可以辅助医生进行烧伤程度的判断。
生物光学 生物医学成像 光学相干层析成像 偏振 皮肤成像 烧伤诊断 
中国激光
2024, 51(3): 0307110
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

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