基于激光外差干涉技术的非接触式光声信号检测研究

光声信号的传统检测方法是基于超声技术,这样接触式的信号探测方式增加了交叉感染的风险,不利于临床应用。采用纯光学技术的光声成像可提升检测精度和临床舒适度,具有较强的临床应用价值。设计了采用调Q Nd∶YAG脉冲激光器作为激励源的光声信号激发系统,选用双频He-Ne激光器作为探测源采集光声信号,搭建的外差干涉系统产生携带光声信号特征的拍频信号,利用I/Q正交法解调出光声信号。首先通过超声换能器模拟振动信号验证系统性能,实验结果表明光声信号探测系统能较好地还原出超声振动信号,且与水浸探头相比,振动频率的相对测量误差只有0.04%,绝对差值为0.2 kHz。然后以碳棒和离体生物组织作为样品,利用短脉冲光激励诱导光声信号,采用本系统和超声探头进行信号探测,对比分析结果显示所搭建的外差系统在检测带宽内可以实现光声表面振动波的非接触、高精度探测。

基于显微多光谱成像的临床皮肤鳞癌病理分析

皮肤鳞状细胞癌(cSCC)是我国三大皮肤恶性肿瘤之一,病理学诊断目前仍是其临床诊断的金标准。为了提升诊断效率以及降低人工劳动强度,本课题组自主研发了一套自动多光谱显微成像系统。利用该系统获取人体正常皮肤组织与鳞癌组织全切片的多光谱病理图像,运用随机森林算法与自适应阈值分割法对不同波段的图像进行精确分割并作伪彩色处理,有效地提取出细胞核、大脂滴和角化珠等重要的诊断信息。此外,利用滑动窗口技术设置200×200像素的窗口,计算窗口内的核质比。结果表明,多光谱病理图像经伪彩色处理后显著增强了病理结构的可视化。经量化分析得到正常皮肤组织与cSCC组织的核质比存在显著的统计学差异(P<0.001)。核质比量化的ROC曲线分析也证明了该系统的敏感性与特异性。实验结果表明,该自动多光谱显微成像系统结合图像处理技术,增强了临床病理信息的可视化和量化能力,为提升病理分析的效率和准确率、降低病理诊断的复杂性提供了坚实的技术基础。