高速稳定内窥光学相干层析成像系统

为了实现消化道高速在体病理诊断,提出了一种高速并稳定成像的内窥扫频光学相干层析成像系统设计。为了实现高速内窥成像,采用200 kHz扫频光源研制了高速内窥扫频光学相干层析成像系统,并利用现场可编程门阵列和图形处理单元相结合的硬件加速处理技术实现了数据的实时处理;为了提高成像稳定性,利用码盘反馈的脉冲信号进行系统逻辑控制,有效校正了图像漂移;对系统的成像速度和图像稳定性进行了测试分析,并进行了小鼠结直肠成像实验。实验结果表明:当图像尺寸为1024×1333时,系统实时成像速度可达141 frame/s;在逻辑控制时序下,系统图像稳定性从87.0%提高到98.6%以上;小鼠结直肠光学相干层析成像结果与病理切片结果一致。本文研制的系统具有高速稳定成像的特点,可在体、实时、清晰地区分小鼠结直肠组织的层析结构,有望为消化道等体腔疾病在体实时病理诊断提供一种全新的诊断方法。

拉曼探头的发展及其生物医学应用

在生物医学领域,拉曼光谱学越来越多地应用于目标样本或组织的在体原位无损探测。拉曼探头作为重要的拉曼检测部件,正朝着多样化和功能化方向发展。拉曼信号本身极其微弱,且易被其他噪声信号干扰,因此拉曼探头的设计生产要求极高。对现有拉曼探头的设计及构造进行了深入介绍,包括光纤选择、探头顶端设计、过滤膜/片添加和探头后端优化等;综述了拉曼探头技术在生物医学领域的拓展和应用。其中,拉曼与其他光谱或成像模式结合的探头应用,给生物医学及临床探测等领域带来了新的活力和广阔的应用前景。

基于改进的U-Net神经网络的稀疏视角光声图像质量增强方法

在光声断层成像中,通常利用超声换能器阵列接收光声信号,其制造成本较高,并且阵元数量对最终成像质量有重要影响。为了提升稀疏视角下光声重建的图像质量,提出了一种基于改进的U-Net神经网络结构的稀疏视角光声图像质量增强方法,该方法采用的改进的U-Net网络的特点在于通过添加连续卷积层替换跳接层,提升编码器和解码器拼接特征的匹配度;同时利用了基于多尺度结构相似性指数的损失函数对网络进行训练。基于仿体数据集和活体数据集的实验结果表明,改进的U-Net网络具有很好的图像细节重建能力,其所得的重建图像质量优于经典的U-Net网络。