可见光/近红外成像系统共轴折叠反射镜干涉检测技术(特邀)

由共用镜坯、径向折叠的多个环带反射镜组成的成像系统具有紧凑化、免装调的特点。为确保各反射镜的面形精度和相互位姿精度,提出了计算全息(Computer Generated Hologram,CGH)补偿干涉测量方法。针对可见光/近红外成像需求,基于共轴折叠思路设计了环带四反射镜成像系统;应用金刚石车削工艺加工了多环带共体反射镜;重点针对其中共体的主镜、三镜和次镜、四镜分别设计了CGH补偿器,通过合理选择离焦载频和CGH轴向位置,有效分离了干扰衍射级次的鬼像,实现了多个反射镜面形与相互位姿误差的同步检测。干涉测量结果表明,多个反射镜同时达到接近零条纹状态,面形精度和相互位姿精度较高,且无鬼像干扰。系统对100 m远处目标探测实验表明,反射镜不需要额外装调即可实现良好成像,具有集成度高、研制周期短、成像质量高的优点。

基于等效照明的主动近红外成像系统性能评价

用于交通监控或区域安防监控的主动近红外摄像机是夜视系统的一个重要应用,作用距离是它重要的性能指标和进行系统设计的主要依据。针对主动近红外成像系统的设计与分析需要,提出一种用于评价主动近红外成像系统作用距离的方法,用于判定系统对给定距离上的目标的探测能力。该方法在利用大气传输理论计算主动照明光源在标称距离处目标上的辐照度分布的基础上,采用等效照明的原理实现了对辐照度分布的近距离模拟;结合约翰逊准则和成像理论评价了待测系统对标称距离处目标的探测能力。根据该方法对主动近红外摄像机进行了检测,并与室外实测结果进行了对比分析;检测方法适用于一般的光电成像系统。

基于亚甲基蓝荧光特性研制的近红外荧光成像系统

目的基于亚甲基蓝的荧光特性研制近红外荧光成像系统并开展相关实验以证实该系统的可行性。方法首先,根据亚甲基蓝的光学特性,分别定制特定LED光源与干涉滤光片,及CCD相机等相关的零部件,并进行近红外荧光成像设备的搭建。其次,利用研制的近红外荧光成像系统进行亚甲基蓝近红外荧光成像实验,并分析计算各种不同实验条件下的亚甲基蓝的SBR(Signal-to-background ratio)值及进行数据统计分析。最后,初步开展wistar鼠尿液收集实验,15只wistar鼠随机分成5组,每组分别给予尾静脉注射不同剂量的亚甲基蓝注射液(剂量分别为0、2、1.8、1.6、1.4 mg/kg),收集尿液,并将收集的尿液进行近红外荧光成像及分析各个剂量组的SBR值,并采用单因素方差分析。结果 MB的SBR值受浓度及成像距离的影响,各种不同实验条件下P值均小于0.05。而不同剂量组wistar鼠尿液的SBR值随剂量的减小呈现先增大后减小,其中1.6 mg/kg的剂量组SBR值(8.71±0.20)最高,且不同剂量与SBR值具有显著性差异(P<0.05)。结论该系统可用于亚甲基蓝荧光的探测,有望进一步应用于腹部术中输尿管实时识别的研究。

近红外荧光探针和成像系统临床转化应用的初步探索

目的围绕近红外荧光成像探针、成像系统和临床转化评价开展探索,为进一步研发和应用提供依据。方法应用FDA批准的吲哚菁绿(ICG)评价近红外成像在复杂创面伤情评估中的价值,应用课题组前期发现的具有肿瘤靶向特性的近红外染料IR-780评价其在外科手术切除肿瘤组织及淋巴结成像中的意义。通过对IR-780的动物体内成像实验对课题组协作研发的近红外荧光成像系统进行评价。结果应用ICG能够清晰实现糖尿病足和烧伤手指的血管成像,反映血液供应情况,对于评判血管闭塞程度和指导手术治疗具有潜在应用价值;应用IR-780能够实现对手术切除肿瘤病灶的识别及淋巴结显影,初步显示出潜在转化应用前景;通过对IR-780的动物成像研究显示,协作研发的近红外成像系统TPS-785-Ⅲ具有良好的成像功能,为后续开发奠定基础。结论近红外荧光成像显示出良好的临床应用前景,通过对近红外荧光探针和成像系统的进一步研究评价,可望为临床诊断治疗提供新的手段。

近红外图像处理技术在国外农业工程中的应用

介绍了近红外图像应用原理和发展特点,并综合分析了近红外图像处理技术在国外农产品品质检测、杂草识别、病虫害检测、作物生长状态监测等多个方面的应用和研究现状,并对近红外图像处理技术在农业中的应用前景做了展望,以促进我国在该领域的研究。

近红外-吲哚菁绿成像系统用于腹腔镜结直肠癌手术中评估吻合口血运情况的应用效果分析

目的分析近红外-吲哚菁绿(NIR-ICG)成像系统在腹腔镜结直肠癌术中评估吻合口血运的应用效果。方法回顾性分析2019年1月1日至2019年6月30日广东省人民医院普通外科胃肠专业组收治的42例结直肠癌患者的临床病例资料,所有患者在完成腹腔镜淋巴结清扫后,在行肠-肠吻合前及完成吻合后使用NIR-ICG成像系统评估吻合口血运情况。记录患者术中非计划处置,术后30天吻合口漏及其他并发症发生情况,以及术后恢复情况。结果在42例患者中,接受右半结肠癌根治术18例、左半结肠癌根治术2例、直肠癌根治术22例。所有患者术中可见血运显影良好,无一例患者因血运不佳而重新吻合,行预防性造口2例。术后出现吻合口漏1例、吻合口出血1例,所有患者未见发生腹腔出血、腹腔感染、切口感染等并发症。患者术后恢复良好。结论应用NIR-ICG成像系统辅助判断腹腔镜结直肠癌手术中吻合口血运情况,具有良好的可行性及有效性,但其临床应用价值仍需更进一步证据支持。

以KRAS为靶标的抗结肠癌药物筛选系统的构建及应用

目的构建以KRAS为靶标的抗结肠癌药物筛选系统,为抗结肠癌药物筛选提供新的技术手段。方法首先选取细胞系并确定系统的技术参数,构建以KRAS为靶标的抗结肠癌药物筛选系统,设计实验验证筛选系统的有效性;而后将构建的筛选系统初步应用,筛选化合物库Z183593-L1200,并对筛选结果进行验证,验证筛选系统的可行性。结果完成筛选系统构建后,通过筛选系统(in-cell Western blot)测得的Hce8693和T47D细胞的KRAS表达差异与普通Western blot一致,筛选系统测定的siRNA系统的敲低效率与普通Western blot亦一致,筛选系统的有效性得到初步验证。筛选激酶抑制剂化合物库Z183593-L1200后,选取活性最好的化合物PF-04691502进行验证;浓度梯度实验显示,随着PF-04691502浓度升高则KRAS胞内含量降低,KRAS胞内含量对PF-04691502浓度呈梯度依赖性;细胞增殖实验结果显示PF-04691502对Hce8693细胞的半数有效浓度(IC50)为3.546μmol/L,进一步验证了系统的可行性。结论所构建的以KRAS为靶标的抗结肠癌药物筛选系统具有一定有效性和可行性,能够用于以KRAS蛋白为药物靶点的药物高通量筛选,为抗结肠癌的药物研发提供了新的筛选方法。