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 optical coherence tomography white LED phosphor sedimentation nondestructive detection quantitative analysis 
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 optical coherence tomography biomedical imaging fiber-optics endoscopy cardiovascular disease 
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 optical coherence tomography functional imaging dynamic change of light field amplitude dynamic light scattering 
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 bio-optics biomedical imaging optical coherence tomography polarization skin imaging burn diagnosis 
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
作者单位
摘要
上海理工大学 健康科学与工程学院 上海介入医疗器械 工程技术研究中心 教育部医学光学工程中心,上海 200082
光学相干层析成像 卷积神经网络 图像分割 双编码器 optical coherence tomography convolutional neural network segmentation of image dual-encoder 
光电工程
2023, 50(10): 230146
作者单位
摘要
1 中国人民解放军军事科学院军事医学研究院辐射医学研究所, 北京 100850
2 中国人民解放军军事科学院军事医学研究院辐射医学研究所, 北京 100850河南科技大学信息工程学院, 洛阳 471023
3 河南科技大学信息工程学院, 洛阳 471023湖南三一工业职业技术学院, 长沙 410129
4 河南科技大学信息工程学院, 洛阳 471023
深度学习作为机器学习领域的重要研究方向, 其强大的特征学习能力以及优秀的可移植性使得深度学习技术渗入到科学研究的各个领域, 尤其是深度学习中前沿领域的成果对医学图像的识别、分类、分割、量化等方面起到了积极作用。光学相干断层扫描成像( OCT)技术具有非侵入、分辨率高的特点, 能够无创获取生物组织内部微米级的高分辨率三维切面图像, 在生物医学的眼科、血管、皮肤科等方面有着广泛应用。本文首先介绍了 OCT及深度学习的基本原理以及二者相结合在皮肤领域的应用优势, 然后详细阐述了深度学习在皮肤 OCT医学图像领域的应用, 主要包括在皮肤癌的分析分类、美容领域、指尖图像的分割以及在损伤皮肤的定性定量评估中的应用。
光学相干断层扫描成像 医学图像 深度学习 皮肤疾病 卷积神经网络 optical coherence tomography medical imaging deep learning skin disease convolutional neural network 
激光生物学报
2023, 32(3): 0193
作者单位
摘要
上海电力大学电子与信息工程学院, 上海 200090
为了实现高分辨率的三维温度测量技术, 提出了一种基于光学相干层析的三维温度测量技术。根据气相火焰的散射特点, 建立相干测量火焰温度场的数学模型, 通过数值模拟两种雷诺数(Re=10 000, 20 000)下的Sandia Flame D三维温度场, 以及光学相干层析在上述两种工况下测量的三维温度场。模拟结果表明:在设定的模拟条件下, 对于低湍流程度火焰, 光学相干层析相干长度小于火焰最小尺度, 三维温度场测量具有一定的可行性。这将为光学相干层析测量三维温度场分布提供理论依据。
气相火焰 三维温度测量 光学相干层析 Rayleigh散射 高空间分辨率 gas phase flame three-dimensional temperature measurement optical coherence tomography Rayleigh scattering high spatial resolution 
光学与光电技术
2023, 21(5): 91

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