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oe1(光电查) - 科学论文

5 条数据
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  • 采用低成本、紧凑型单光子雪崩探测器的时间分辨漫射光学光谱原型系统表征及其在组织光学中的应用

    摘要： 时间分辨漫射光学光谱技术（TR-DOS）是一种日益广泛应用的漫射介质光学特性测定方法，尤其适用于包括功能性脑部、乳腺及肌肉测量在内的医学领域。针对医学成像应用，新一代TR-DOS系统的重要特征在于低成本、小型化及高效的反向建模能力。为解决低成本、紧凑尺寸与高集成度需求，我们采用130纳米硅互补金属氧化物半导体（CMOS）技术开发了自由运行（FR）单光子雪崩二极管（SPAD），并将其应用于TR-DOS原型机。该原型机通过两项组织光学应用领域的TR-DOS系统评估标准协议验证：基于基础仪器性能协议，其总仪器响应函数达亚纳秒级且微分非线性误差低于百分之几；使用低于人体皮肤最大允许照射量的光功率时，该原型机能在反射几何模式下获取与人體组织光学特性相似的仿体原始数据。依据MEDPHOT协议，基于Levenberg-Marquardt算法的最佳拟合模型可高精度线性地反演多个均匀仿体的绝对光学特性值。研究表明，基于硅CMOS的SPAD探测器可用于构建多通道TR-DOS原型机，结合时间数字转换器（TDC）后，将实现对肌肉、乳腺及新生儿头部等人体组织的实时功能监测。

    关键词： 漫反射光谱技术、时间分辨光谱技术、组织光学、单光子雪崩二极管、硅光电探测器、时间相关单光子计数

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 漫反射光谱技术（可见光-近红外-短波红外）作为红树林土壤蓝碳量化的有效工具：热带半干旱气候条件下的案例研究

    摘要： 对红树林生态系统中土壤有机碳（SOC）储量的评估，对于旨在减少二氧化碳排放的沿海管理活动至关重要。然而，传统用于量化SOC的湿化学分析法可能因还原性化合物氧化而导致SOC含量被高估。本研究聚焦于采用漫反射光谱技术（DRS）预测红树林区域SOC含量。若使用得当，DRS在某些情况下可能比传统分析方法更准确、高效地测定红树林土壤中的SOC。此外，变量筛选能简化流程并提升预测精度，通过降低所用数据集的共线性，构建更具解释性与稳健性的模型以实现更精确的SOC量化。

    关键词： 热带半干旱气候条件、红树林土壤、可见光-近红外-短波红外光谱、蓝碳、漫反射光谱技术

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 基于肿瘤血流动力学响应成像的早期治疗预测：采用时间分辨漫反射光谱技术对乳腺癌的临床研究

    摘要： 本研究报道了三项针对乳腺癌患者采用时间分辨漫射光学光谱系统（TRS）的临床研究数据。通过TRS评估了氧合血红蛋白（O2Hb）、脱氧血红蛋白（HHb）、总血红蛋白（tHb）和血氧饱和度（SO2）等参数，并在三项试验中验证其效能。试验1招募118例原发性乳腺癌患者以评估肿瘤检出率，累计检出率为62.7%，其中T0期31.3%、T1期44.7%，均低于T2期（78.9%）和T3期（100%）。随后采用TRS监测新辅助化疗（n=100）的肿瘤血流动力学反应，发现病理完全缓解（pCR）肿瘤的tHb显著低于非pCR肿瘤；雌激素受体（ER）阴性肿瘤呈现相似结果，但ER阳性肿瘤未观察到该现象。第三项试验监测抗血管生成治疗贝伐珠单抗（n=28）的血流动力学反应，证实序贯光学测量肿瘤SO2有助于发现贝伐珠单抗用药后1-3天的急性缺氧。新辅助内分泌治疗（n=30）的反应监测表明，治疗期间肿瘤tHb的变化可早期预测并区分来曲唑治疗应答与非应答肿瘤。结论显示，TRS的肿瘤血流动力学监测能关联肿瘤生理特征与药物治疗，推动个体化医疗。我们近期已建立乳腺癌患者TRS检测平台。

    关键词： 漫反射光谱技术、化疗、乳腺癌

    更新于2025-09-23 16:45:41

  • 结合耳镜检查和光谱技术构建中耳炎的光学诊断系统

    摘要： 一种改进方法正在研发中，该方法将传统耳镜检查与漫反射光谱技术及散射介质气体吸收光谱技术（GASMAS）相结合，用于检测疑似中耳炎的病例。中耳炎是儿童最常见的感染性疾病之一，其连接中耳与鼻腔的咽鼓管比成人更水平，导致液体引流不畅。目前，通过耳镜观察鼓膜外观变化是诊断中耳炎的主要方法。由于症状相似导致的误诊，以及幼儿难以描述自身不适，常造成抗生素过度使用和细菌耐药性急剧上升。亟需更精准的诊断手段。漫反射光谱是一种无创定量光谱技术，可客观量化炎症相关的鼓膜血红蛋白含量变化。若存在感染，咽鼓管通气功能通常受损，中耳腔会充满液体。GASMAS作为一种无创检测方法，能判断中耳腔内气体是否被液体取代。

    关键词： 中耳炎、耳镜、漫反射光谱技术、诊断学、气体弥散光谱分析技术、耳部感染

    更新于2025-09-24 06:37:58

  • 用于乳腺癌评估的新型手持式漫反射光谱探针：临床研究

    摘要： 扩散光学光谱技术（DOS）和扩散光学断层成像技术（DOT）是采用近红外光测量生物组织光学特性的无创乳腺癌评估手段。这些特性无法通过X射线钼靶、超声（US）和磁共振成像（MRI）等其他主要乳腺癌诊断工具进行测量。本文旨在对一款新近设计研发的便携式连续波射频调制扩散光学光谱探针开展临床试验验证，研究对象为确诊乳腺癌的患者。该探针封装了包含四种波长（690纳米、750纳米、800纳米和850纳米）的发光二极管（eLED），并配置两个反射式布局的光电二极管。研究采用直接法提取乳腺组织中两种主要生色团——脱氧血红蛋白（Hb）和氧合血红蛋白（HbO2）的浓度。包含十四名患者的临床试验结果表明，该射频扩散光学光谱探针能准确区分乳腺癌变组织与健康组织。数据显示，由于上述四种波长下肿瘤区域血管化程度更高，乳腺癌组织的吸收系数显著高于正常组织。最终结论显示，所提取吸收系数的检测灵敏度达到92%。

    关键词： 漫反射光谱技术、生物组织光学特性、乳腺癌、临床试验

    更新于2025-09-09 09:28:46