生物医学光子学领域将诞生巨型产业

由欧洲光学学会(EOS)、国际光学工程学会(SPIE)、欧洲激光联合会(ELA)和国际生物医学光学学会(IBOS)等学术组织资助的1998年欧洲生物医学光学学术研讨会(BiOS Europe’98)于9月8日至12日在瑞典首都斯德哥尔摩Norra Latin会议中心召开。这是国际上最有影响的生物医学光学学术研讨会之一。

生物组织光学特性的测量方法及医学应用

对生物组织光学特性参数的测量方法及其在医学上的应用进行了全面论述，分析了测量误差的来源，结果表明测量结果的客观性取决于模型假设（如散射的各向同性或异性、边界的匹配与否等）、测量技术、实验装置、定标方法和介质非均匀性等。

激光与生物组织相互作用:光子迁移与生物传热理论

激光热疗中 ,激光与生物组织相互作用研究主要包含两方面 :光子在生物组织中的迁移规律 ,以及光生热在生物组织中的传导。对前者的描述主要为 ,基于传输理论的解析法和 Monte～ Carlo模拟 ,生物组织中光子迁移规律的研究能定量描述组织中的光分布 ,并进一步获得生物组织中的热分布 ;考虑到了生物组织特性 ,所建立的宏观及微观生物传热模型 ,全面描述了生物组织中温度场分布及变化规律。光子迁移与生物传热理论是研究激光热疗不可分割的两部分 ,文中将两者结合起来 ,对激光与生物组织相互作用中的光热理论进行了全面论述。

大脑活动光子学检测中内源信号分析

现代的神经功能成像方法，比如ＰＥＴ、ｆＭＲＩ都是利用与活动相关的血液上的动力变化来间接取得脑部诱发电活动的。然而，在神经科学与生理学中，无损伤的大脑功能光子学检测技术正展现出它的优势而逐渐成为重要的神经成像方法［１］，其中内源信号在大脑活动光学成像中得到广泛应用。本文就近年来内源信号各成分及其光学特性的研究做一概述，探讨内源信号所揭示的生理过程，并提出其在脑研究领域中还有待深入探索的问题。

左前额叶参与非相关词对的语义编码过程──来自光学成像的佐证

通过研究左前额叶在非相关词对的语义编码过程中的作用，探讨近红外光学成像技术用于脑高级认知活动检测的可行性。被试在两种实验条件下分别学习视觉呈现的20个汉字非相关词对，要求被试或将词对组成一个有意义的句子（深加工），或判断两个词是否具有相同的结构组合（浅加工）。光学成像器即时记录连续光透过额骨及前额皮层后760nm和850nm的漫射光强变化，以此推测相应脑组织的血容量变化。结果表明，与浅加工相比，左下前额叶在深加工时的血容量增多，尤其是背外侧部分。

用近红外光学漫射成象方法观测语义编码在前额叶的响应

本文采用近红外光学漫射成象技术成功观测了左右前额区在知觉与语义编码中的活动． 发现大脑在完成上述两任务时，左前额的活动显著地强于右前额，语义加工引起的活动显著地强于知觉加工． 对于每一侧而言，与浅加工相比，深加工时的活动主要集中在下前额叶．上述结果进一步证实了左前额叶在语义加工中的作用．

用光子标记技术实时动态观测中性粒细胞吞噬病原体细胞

基因标记和光子学显象技术相结合，实时观测中性粒细胞吞噬病原体细胞骨架运动规律． 利用致冷ＣＣＤ系统组建了高灵敏度的荧光激发与测试装置． 将带有绿色荧光蛋白（ＧＦＰ）基因的ＰＲＳＥＴＢ质粒转化大肠杆菌ＢＬ２１，利用ＢＬ２１高效表达ＧＦＰ后发出强烈绿色荧光的特点，用光子显象技术连续记录荧光的变化，从而在不受干扰的条件下实时动态观察了中性粒细胞粘附、内吞、消化大肠杆菌的全过程．

混浊介质荧光显微成像的层析能力研究

采用蒙特卡罗方法给出了混浊介质显微成像中 ,共焦荧光、双光子激发荧光的空间分布。该分布表明双光子激发荧光显微成像具有内在的轴向层析能力 ,而共焦荧光成像的轴向层析能力依赖于共焦针孔的采用。

激光对生物组织热和热致机械损伤的物理分析

从物理学角度阐明激光照射生物组织时在组织中形成热源的微观机制 ,系统分析这一热源对生物组织所产生的正、反两方面的作用 ,并进行量化描述 ,其结果对揭示和理解激光照射生物组织时所产生的宏观效应以及激光医疗应用都有积极作用。

用于脑血流量检测的近红外光谱术

介绍了用于大脑血流量检测的近红外光谱术的基本原理和实验体系，该系统可完成对近红外光学信号的实时采集、处理和显示等功能．在血模型实验结果基础上。

用近红外光拓扑图技术短期预测脑梗塞

本研究用近红外光大脑拓扑图技术 ( near- infrared cerebral topography,NIRStopography) ,对大鼠大脑中动脉线栓梗塞模型的皮层缺血部位进行定位成象 .我们利用氧合血红蛋白和去氧血红蛋白对近红外光的吸收峰值波长分别为 850 nm和 760 nm的原理 ,制作了 NIRS拓扑仪 .分别用 NIRS拓扑仪、磁共振成象和解剖样本染色对 1 0只 SD雄性大鼠大脑皮层缺血部位进行成象 .结果表明 ,NIRS拓扑图所显示的皮层缺血面积与磁共振图象及解剖样本所显示的皮层缺血面积的相关系数分别为 0 .82 ( p<0 .0 5)和 0 .89( p<0 .0 1 ) .

激光热疗中生物组织的光热描述及研究进展

激光热疗中,激光与生物组织相互作用研究应包含两个方面:一是光子在生物组织中的迁移规律,基于传输理论的Monte-Carlo方法能较为真实地模拟光在生物组织内的分布,并进一步获得热源的分布;另一方面是热在生物组织中的传导,经典的Pennes方程和基于微结构的Weinbaum与Jiji模型从不同层面描述生物组织中的传热问题,两者的统一是至关重要的,文中对此进行了阐述.文中还报道了用光学方法对组织热凝固过程的动态测试结果,这将使得激光热疗过程的定量描述更加准确.

高散射介质中光子扩散成像的线性平移不变性

运用微扰理论探讨了光子扩散成像的线性平移不变性 ,阐明了光子扩散成像用于生物组织这一高散射介质结构与功能成像的信号形成机理。光子扩散成像所得的图像是介质内部异常结构通过光子扩散成像系统的响应。

弱相干扫描层析成像系统的三维传递函数分析

导出了考虑离轴、离焦、及弱相干时延匹配情况的光学相干层析三维传递函数．以此为基础分析了分辨率的各种影响因素，对系统设计及优化起到了指导作用．结论有：光谱带宽增大时，纵向分辨率将线性提高，其代价是信号幅度呈线性下降．对于离焦扫描，大的物镜焦距和小的通光口径虽会造成分辨率在绝对数量上的下降，但对于给定的扫描范围来说，其相对的离焦响应反而得以改善，即可在扫描动态范围内得到相对均匀的像质．还给出了实测弱相干波形及图像．