数据挖掘的光学断层成像重建方法

为了有效重建光学断层成像,提升成像清晰度,研究数据挖掘的光学断层成像重建方法。依据光学断层成像原理,获取光学断层成像;利用改进模糊C均值聚类算法,划分光学断层成像图像块对类别;通过各类图像块对训练极限学习机回归器,估计高分辨率图像块对垂直梯度、方向梯度和高频;以垂直梯度、方向梯度为约束,重建光学断层成像;以高频与重建光学断层成像为约束,再次重建光学断层成像,得到最终重建光学断层成像。实验证明:该方法可以有效重建模拟与真实的光学断层成像,提升光学断层成像清晰度;精准聚类光学断层成像图像块对;在不同图像块尺寸时,重建光学断层成像的位置误差与质心误差均较低,图像相似度较高,具有较高的重建精度。

共焦扫描显微成象的光学断层平面分辨率与信噪比之间的关系

在 Fried的一维分辨度理论的基础上 ,系统地讨论了光学成象系统两维分辨率与信噪比之间的定量关系 ,并以反射式共焦显微成象为例 ,建立了实际显微成象系统分辨率的定量计算方法 .

一种低成本、高性价比的穿戴式扩散光学断层人脑成像系统

现有扩散光学断层成像(diffuse optical tomography,DOT)系统常采用高档光探测器和放大器,令系统成本居高不下、性价比较低.本文旨在使用全新技术降低系统成本、增加成像深度,研发一套可实用于人脑成像的新型扩散光学断层成像系统.为此采用了成本较低的新型光探测器和一款自主设计研制的光电二极管前置放大器.相较于实验室原有DOT系统,新系统整体成本节约了40%以上.其次,设计了一款具有弹性并可适应多种不规则待测物(subject)外形的无光纤穿戴式脑-机接口(brain computer interface,BCI)装置.本文首次将手持式3D激光扫描仪应用于待测物外形结构和光源-探测器位置信息的精确获取.最后综合应用上述技术装备于人脑形状仿体成像实验中,新系统的目标成像深度提升至35 mm.验证结果说明本系统已具备了实际人脑功能成像能力.

眼科光学断层成像仪的发展及应用

本文阐述眼科光学相干断层成像技术(Optical Coherence Tomography,OCT)的发展及现状。

漫射光学断层成像系统的研究与设计

目的设计并构建一套漫射光学断层成像系统。方法利用近红外激光器作为光源,仅用一个光电倍增管作为检测器。一个光学多路复用器用于切换检测通道。系统的32个通道(16个发射通道,16个检测通道)工作在连续密度波模式,用来获取256个边界检测数据。结果基于所提出的成像系统进行了实验。用intralipid作为仿体,碳素墨水作为吸收体。吸收体在浸入仿体前后分别在边界上得到一组检测数据。将这两组数据归一化后用来重建吸收系数图像。重建结果反映了吸收体的实际位置和大小。结论所提出的成像平台能够有效地用于组织光学参数的成像。但由于逆问题的欠定性很严重,重建算法中也没有考虑噪声的影响,导致重建图像的分辨率还不够高。下一代系统可以考虑利用更多的先验知识和提高系统性能来改善重建结果。

老年性黄斑变性患者光学断层成像与荧光素眼底造影结果分析

目的比较光学断层成像(OCT)与荧光素眼底造影(FFA)对老年性黄斑变性(AMD)患者的检测结果。方法回顾性分析62例老年性黄斑变性患者的90只患眼,均采用OCT与FFA检查,比较两种方法所得的图像表现特点和差异,并相互印证AMD的分型以及AMD的性质,统计分析两种方法对不同型AMD的检出率。结果在AMD的地图状萎缩、脉络新生血管和玻璃疣型方面,两种方法的检测结果比较差异均有统计学意义(P<0.05),而对视网膜色素上皮脱落型AMD的检测结果差异无统计学意义(P>0.05)。其中,OCT技术在地图状萎缩、玻璃疣型AMD的检出率高,而FFA在脉络新生血管型AMD的检出率高。结论 FFA能发现OCT不能发现的脉络新生血管型AMD,OCT在其他型AMD中的检出率高,两者相互结合、相互补充,对AMD的分型、发展趋势、临床诊断和治疗提供有效数据,不能相互替代。

高度近视黄斑变性在光学断层9成像与眼底造影的相关结果分析

目的探讨光学断层成像与眼底造影对高度近视黄斑变性患者的诊断以及指导临床治疗的意义。方法对2011年7月至2014年9月100例高度近视的患者进行光学断层成像和眼底造影检查,并对结果进行分析。结果光学断层成像(OCT)和眼底造影(FFA)对高度近视黄斑变性的诊断是相互补充的,但是OCT对各型高度近视黄斑变性患者的屈光度以及眼轴长度的测量差异具有统计学意义(P<0.05),而且不同类型的OCT中高度近视黄斑变性患者的屈光度、中心凹厚度也不同,显然后两型的屈光度要高于1型,但是中心凹厚度却低于1型(P<0.05),而1型的最佳矫正视力相对于2型、3型要恢复的好(P<0.05)。FFA在各型高度近视黄斑变性患者的表现也不同,Ⅲ型的屈光度及中心凹厚度显然比Ⅰ型和Ⅱ型的低,差异具有统计学意义(P<0.05),但是Ⅲ型的最佳矫正视力比Ⅰ型和Ⅱ型的要好的多(P<0.05)。结论对高度近视黄斑变性的患者进行光学断层成像以及眼底造影,两者各具特征互相补充,合理选择有利于对患者病变性质的明确,更好的对患者的疾病发病机制以及疾病预后的认识,及时给予患者有效的临床干预,改善患者预后。

眼底荧光血管造影与光学断层扫描在中心性浆液性脉络膜视网膜病变诊断中的联合应用

中心性浆液性脉络膜视网膜病变（CSC）是一种常见的眼底疾病,好发于中青年男性,本病以后极部和（或）色素上皮脱离为特征,因侵犯黄斑区而引起视力下降。本研究联合应用眼底荧光造影及光学断层扫描对CSC进行诊断,以进一步指导治疗。本研究回顾分析我院2013年1月到2013年12月54例60眼CSC患者的FFA和OCT图像,现报告如下。

磁共振辅助的近红外扩散光学断层成像

将大脑磁共振T1加权像分割为头皮、头骨、脑脊液、灰质和白质,并生成分层体网格.利用具有大脑解剖结构信息的分层体网格建立近红外扩散光学断层成像前向光学模型和实现功能重建,可以避免目前所使用的半球头模或图谱头模空间定位不准的问题,解决图像重建过程中所解方程的欠定性和病态性.在棋盘格旋转视觉刺激及扩张视觉刺激实验中,基于磁共振图像的扩散光学断层成像重建的含氧血红蛋白图像具有更高的空间分辨率及定位精度.

近红外频域光学断层成像初探

近红外频域光学断层成像初探曾绍群，骆清明，徐海峰，刘贤德（华中理工大学光电子工程系武汉４３００７４）如何获取生物组织功能状态或动态特性，是激光生物医学研究焦点之一。由于对生物组织光学特性所知甚少，目前急需作深入的理论与实验研究。通常有三种方法可用来描...

Vogt-小柳原田综合征的相干光学断层扫描分析

目的:评估频域光学相干断层成像术(OCT)对急性期Vogt-小柳原田(VKH)综合征诊断的价值。方法:回顾性分析34例Vogt-小柳原田综合征(病例组)和38例正常人(对照组)的临床资料。结果:两组年龄和性别差异无统计学意义,在视力上有统计学意义(P<0.0001);病例组黄斑区OCT扫描形态特征及其在疾病中的发生率(%)依次是①视网膜下积液100.0%;②视网膜神经上皮层外层劈裂85.3%;③视网膜色素上皮层皱褶67.6%;④内界膜波浪样改变52.9%。结论:急性期Vogt-小柳原田综合征患眼黄斑区频域OCT检查结果有其特征性,在早期诊断中有重要意义。

激光扫描光学断层成像系统的设计与应用

设计了基于LabVIEW控制的激光扫描光学断层成像系统,该系统以准直激光器为光源,高精度四维平移台为样本定位单元,光电倍增管为采集单元,实现了针对小鼠肺等小尺寸样本的三维成像.该系统空间分辨率优于20μm,成像视野大于1cm,通过对离体小鼠肺器官的自发荧光成像,展示了系统的操作流程、成像结果和初步生物应用,并探索了它对整个生物器官组织的成像能力.与传统生物医学光学成像方法相比,该方法具有光子收集效率高、成像样本尺寸大、系统操作简单等优点.

应用相干光学断层扫描观察LASIK术前角膜厚度与术后角膜瓣厚度的关系

目的:探讨应用相干光学断层扫描(OCT)分析准分子激光原位角膜磨镶术(LASIK)角膜厚度与角膜瓣厚度的关系。方法:使用OCT测量近视眼患者角膜厚度及角膜瓣厚度,经统计学进行分析。结果:角膜瓣厚度与术前角膜厚度呈正相关(P<0.01)。结论:术前角膜厚度影响角膜瓣厚度,术前角膜越厚,角膜瓣越厚。

共聚焦激光扫描显微镜对厚样本光学断层及其三维重建

目的:探讨共聚焦系统各参数对厚样本光学断层、三维重建的影响。方法:用共聚焦系统对醛诱导后的大鼠主动脉作光学断层。分析激光强度、探测针孔直径、扫描步距等参数对内弹性膜三维重建的影响。结果和结论:(1)针孔为1Airy单位,调整激光强度以满足离开焦点1/2Z-轴分辨率距离时,焦平面最强荧光信号减弱50%,此条件下获得的光学切片分辨率和信息完整性达最佳平衡,切片厚度可经验地定视为等于系统Z轴分辨率。(2)在上述条件下,扫描步距为Z轴分辨率时,重建结构完整。(3)当扫描步距不变,针孔小于1Airy单位时,重建结构部分缺损;针孔大1Airy单位时,重建结构模糊。(4)样本经透明处理后,断层深度可增大4倍。

眼前节光学断层成像量化观察超声乳化术后前房深度及屈光度变化

目的:分析超声乳化人工晶状体植入后随时间推移,在眼内的前后位移度及其和屈光度变化的关系。方法:选择行白内障超声乳化联合单焦点一体式折叠人工晶状体植入术患者102例102眼,检测和分析术后人工晶状体在眼前节光学断层成像(OCT)图像中的位移表现,于术后1、3、6mo,2a分别记录前房深度变化值,远近视力及屈光度,并进行相关性分析。平均随访24±3.8mo。结果:所选102眼术后1、3、6mo,2a远视力平均分别为0.78±0.13、0.75±0.14、0.72±0.12、0.72±0.10,近视力平均分别为0.38±0.12、0.41±0.13、0.46±0.12、0.47±0.10,患者术眼术后平均前房深度分别为3.75±0.16、3.69±0.13、3.61±0.12、3.62±0.11mm,患者术后屈光度分别为-0.47±0.26、-0.65±0.28、-0.93±0.24、-0.95±0.20D。眼前节OCT图像显示白内障术后人工晶状体随时间推移向前移位,术后1、3、6mo组间各数值两两比较均差异明显(P<0.05),术后6mo和术后2a比较无明显差异。结论:白内障术后人工晶状体随时间推移向前移动,出现"视近漂移",远视力降低,近视力增加,术后6mo基本达稳定状态。

正常和病变的人角膜激光扫描显微镜光学断层观察

自从激光束为光源的激光扫描显微镜(Laser scanmicroscope,LSM)问世以来,已在实验医学和临床医学研究中,显示出它特有的性能。

三维光学断层技术在活体成像中的应用

三维光学断层成像(Three Dimensional Optical Tomography Imaging)是以光学探针标记的分子或细胞为成像源,在外部光源的激发下产生发射光,通过测量组织边界处的光强,结合光子在组织中的传播模型,来重建出组织内部发射光分布图像以及组织光学参数。三维光学断层成像能够提供目标物在生物体内的分布信息,克服平面成像的局限性。因此,在肿瘤检测、基因表达、蛋白质分子检测、揭示机体功能变化等方面有着很大的应用潜力。本文总结了光学相干断层成像(Optical Coherence Tomography,OCT)、荧光分子断层成像(Fluorescent Molecular Tomography,FMT)、生物自发光断层成像(Bioluminescence Tomography,BLT)、切伦科夫荧光断层成像(Cerenkov Luminescence Tomography,CLT)等三维光学断层活体成像技术的新进展,分析了其在实际应用中所面临的技术挑战并探讨了相应的解决方案。

三维相干光学断层扫描评估准分子激光原位角膜磨镶术对视网膜神经纤维层厚度的影响

目的:利用频域三维相干光学断层扫描(three dimensional frequency domain coherent optical tomography,3D-OCT)评估准分子激光原位角膜磨镶术(laser in situ keratomileusis,LASIK)对视网膜神经纤维层厚度(retinal nerve fibre layer thickness,RNFLT)的影响。方法:对83例83右眼接受LASIK治疗的受试者分别于术前及术后1d;1wk;1,3mo行3D-OCT检查,测量视乳头上方、下方、鼻侧、颞侧及12个钟点位RNFLT,利用重复测量方差分析及配对t检验对术前及术后的数据统计学处理。结果:术前及术后各时间点行重复测量方差分析显示,视乳头下方、颞侧、5:00～11:00位RNFLT均值无显著差异(P>0.05),而视乳头上方、鼻侧、1∶00～4∶00位、12∶00位RNFLT有显著差异(P<0.05);进一步对术前及术后各时间点视乳头上方、鼻侧、1∶00～4∶00位、12∶00位RNFLT分别行配对t检验得出,术后1d时视乳头上方、鼻侧及1∶00～4∶00位、12∶00位RNFLT较术前变薄,差异有统计学意义(P<0.05),术后1wk;1,3mo时以上各方位RNFLT较术前比较均无统计学差异(P>0.05)。同时表明RNFLT变薄与屈光度及激光时间成正相关。结论:LASIK术后早期上方及鼻侧RNFLT变薄,但术后1wk恢复至正常水平,LASIK手术对RNFLT无长远影响。

乳腺扩散光学断层成像:一种新的成像方法的初步应用及其与磁共振成像的比较

本研究对新型乳腺扩散光学断层成像（diffuse optical tomography,DOT）系统进行评估。使用DOT和MRI评估17例女性病人的18个乳腺病变（10个侵袭性癌．2个纤维腺瘤和6个良性囊肿；直径13～55mm）。在最初36例入选病人中一部分因技术问题而未行该方法检查。兴趣区（region of interest.ROI）的选择是MRI上显示的病变位置以及对侧健康乳腺的镜像部位。由2位观察者分别独自阅片并从定量和定性2方面评估ROI。使用信度检验（kappastatistics,

老年性黄斑变性患者光学断层成像及荧光素眼底造影结果对比分析

目的以62例老年性黄斑变性患者作为本次研究的对象,探究对其采用光学断层成像以及荧光素眼底造影两种检查方法的临床检查效果并进行分析。方法本研究选取62例2014年3月至2015年9月期间在我院进行治疗的老年性黄斑变性患者作为研究对象,共计患眼90只,分别对其采用光学断层成像以及荧光素眼底造影两种检查方法进行检查,并对比两种检查方法的检查结果以及所得图像特点。结果在老年性黄斑变性患者的各个类型中,光学断层成像与荧光素眼底造影两种检查方法对地图状萎缩型、脉络膜新生血管型以及玻璃疣型的检出结果存在显著差异,有统计学价值;但在视网膜上皮脱落型的检出比较上,两种检查方法差异不显著。光学断层成像技术对地图状萎缩型以及玻璃疣型的老年性黄斑变性具有较高的检出率,而荧光素眼底造影技术对脉络新生血管型老年性黄斑变性具有较高的检出率。结论对老年性黄斑变性患者进行临床检查时,要根据患者的疾病类型选择合适的检查方法。光学断层成像以及荧光素眼底造影两种检查方法在临床应用上相互补充,相互结合,共同为老年性黄斑变性患者的临床诊断及治疗提供可靠的临床依据。