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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 一种基于热敏荧光剂的激发光泄漏抑制方法用于荧光分子断层成像

    摘要： 荧光分子断层成像（FMT）广泛应用于临床前肿瘤学研究。该技术是唯一能提供厚密散射介质内荧光探针三维分布的成像手段。然而其重建算法的非确定性与病态特性导致空间分辨率低下，这阻碍了其向临床医学的转化。另一个严重影响FMT图像质量的主要因素是：大量被截止滤光片漏过的反向散射激发光成分，与低组织荧光浓度产生的微弱荧光信号相互叠加。本文提出一种基于新型热敏荧光探针的新方法——通过在不同温度下进行系列测量来精确估算激发光泄漏量，进而在断层数据中予以校正。结果表明，由于荧光信号的精准校正，该方法显著提升了FMT图像的空间分辨率与定量准确性。

    关键词： 激发光泄漏，生物医学成像，荧光分子断层成像

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • [2018年IEEE第六届信息、电子与电气工程进展研讨会（AIEEE）- 立陶宛维尔纽斯（2018.11.8-2018.11.10）] 2018年IEEE第六届信息、电子与电气工程进展研讨会（AIEEE）- 基于深度神经网络的视网膜图像配准特征描述符

    摘要： 特征描述是图像配准流程中的关键步骤。特征描述符的判别能力直接影响特征匹配性能和整体配准效果?；谏疃壬窬纾―NN）的特征描述符已成为图像配准任务的新趋势，其表现通常与人工设计描述符相当甚至更优。但目前尚无专门针对人眼视网膜图像配准训练的局部特征描述符。本文提出一种基于DNN、在视网膜图像块上训练的特征描述符，并将其与经典人工设计描述符进行对比。我们从九个在线眼底图像数据集汇编了图像块训练数据集，通过视网膜图像配准数据集（FIRE）评估该学习型描述符与其他描述符的性能，以特征描述后正确匹配真实点数量（Rank-1指标）作为衡量标准，比较了不同特征描述符在视网膜图像特征匹配中的应用效果。

    关键词： 人工神经网络、生物医学成像、机器学习、图像配准、视网膜图像、特征描述符

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 用于木质组织光合作用半定量分析的<sup>11</sup>C放射自显影图像归一化处理

    摘要： 要理解植物在干旱期间的存活与死亡机制，关键在于深入探究影响植物碳平衡和水力功能的不同机制。然而，木质部内运输的二氧化碳（CO?）及其相关的木质组织光合作用作用常被忽视。树木体内含有大量CO?（通常介于3%至10%之间，有时甚至超过20%），这远高于大气中的CO?浓度（约0.04%）。已知部分局部呼吸产生的CO?会在运输过程中逸散到大气中，而木质组织或叶片中的光合活性细胞则能固定另一部分CO?。本研究采用放射性11C示踪剂与放射自显影成像技术，提出了一种直接观测木质组织（茎干）光合作用的新方法。为对不同枝条的木质组织光合作用进行半定量比较，需建立标准化方法。我们通过综合考虑以下因素开发了该技术：(i)实验初始阶段的放射性强度；(ii)标记时长；(iii)枝条接触放射自显影磷光屏的起始时间；(iv)接触持续时间。除这些时间相关参数外，我们还纳入了标记实验期间的总蒸腾量数据。

    关键词： 生物医学成像、木质组织光合作用、正电子放射自显影技术

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 基于离散曲波正则化变换的边缘照明X射线相位对比成像复原

    摘要： 本文研究了从一组可能存在泊松噪声的投影测量数据中重建边缘照明X射线相位对比（EIXPC）图像的问题。作者基于安斯库姆多尺度方差稳定变换（MS-VST）与快速离散曲波变换，将图像重建构建为稀疏正则化问题，并应用于模拟的边缘照明X射线相位对比图像。为精确建模，利用EIXPCi数据的噪声特性确定各投影的相对重要性。研究采用两种曲波稀疏正则化变换实现方案，包括非均匀间距快速傅里叶变换和基于包裹的变换。算法评估指标包括对比度提升、图像复原质量、物体可辨识度及峰值信噪比。这些方法能在不过度消耗内存和恢复时间的前提下提供近乎最优的解决方案。通过一系列复杂的数值几何体模和人体仿体模研究验证了所提算法的性能。数值模拟结果表明：结合MS-VST的离散曲波变换具有快速稳健的特点，能有效提升图像质量，在显著降噪的同时保留并增强边缘结构、恢复丢失信息。此外，稀疏采样与降低X射线管电流（即噪声数据）均可减少X射线成像中的辐射剂量。

    关键词： X射线成像、X射线相位对比、曲波正则化、生物医学成像

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 用于生物成像、生物分析和治疗的碳纳米材料 || 基于碳纳米材料的光声成像

    摘要： 光声成像是近几十年来发展迅速的一种新型无创生物医学成像技术。作为同时利用内源性和外源性对比剂的无标记成像方式，它在深层组织中安全有效地鉴别病变与健康组织方面展现出诸多优势。虽然活体中的内源性吸光物质（如血红蛋白、黑色素和葡萄糖）已用于成像，但外源性对比剂能进一步提升光声成像的检测灵敏度和特定组织靶向能力。研究发现碳纳米材料是光声成像的最佳对比剂之一，具有强吸收特性和优异生物相容性。本章涵盖光声成像基础介绍，以及碳纳米材料对比剂在成像引导治疗和多模态成像等光声成像应用中的内容。

    关键词： 光声成像、造影剂、光热治疗、光动力治疗、多模态成像、生物医学成像、碳纳米材料

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • [2018年IEEE第38届电子与纳米技术国际会议（ELNANO）- 基辅（2018.4.24-2018.4.26）] 2018年IEEE第38届电子与纳米技术国际会议（ELNANO）- 数字断层合成中用于重建质量控制的模拟体模投影

    摘要： 采用IMASIM软件生成用于数字断层合成质量控制的一组X射线投影。使用X射线断层合成成像设备获取相同尺寸的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）模体的对应投影。通过特制的基准标记珠模体测量成像系统各元件的相对位置。实测投影与模拟投影、重建切片之间具有良好的一致性。能够创建具有预定义缺陷的模拟投影，为分析断层合成的整体性能提供了重要价值。

    关键词： X射线应用、数字X射线断层合成、质量控制、生物医学成像、数值模拟

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • [IEEE 2018年第九届超宽带与超短脉冲信号国际会议（UWBUSIS）- 乌克兰敖德萨（2018.9.4-2018.9.7）] 2018年第九届超宽带与超短脉冲信号国际会议（UWBUSIS）- 胶体CdSe纳米晶体作为光电子学与生物医学成像材料

    摘要： 采用明胶、聚乙烯醇、乳糖和曲拉通-100作为包覆剂，通过水相化学技术制备了硒化镉纳米晶体。利用扫描电子显微镜（SEM）、可见光吸收光谱和光致发光光谱对结构进行了表征。研究了组分浓度和工艺参数对纳米晶体平均尺寸及性能的影响。

    关键词： 光致发光、光学、硒化物、光电子学、生物医学成像、镉、纳米晶体、吸收

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 利用自同步双色光纤激光器实现高对比度、快速相干拉曼散射化学成像

    摘要： 相干拉曼散射（CRS）显微镜因其具有化学特异性无标记对比度、高空间与光谱分辨率以及高灵敏度，被公认为解决生物医学问题的有力工具。然而，传统固态激光器存在环境敏感性强、体积庞大的缺陷，长期阻碍着CRS成像技术的临床转化。超快光纤激光器有望克服这些缺点，但由于既往实现方案存在高强度噪声、调谐范围窄和功率低等问题，导致图像质量差且成像速度慢，该技术尚未在CRS成像中得到充分应用。本研究展示了一种新型高功率自同步双色脉冲光纤激光器，在较宽波数范围（2700-3550 cm?1）内实现了卓越性能：强度稳定性提升50 dB、时间抖动仅24.3飞秒、平均功率波动小于0.5%、调制深度超过20 dB、脉宽变化小于1.8%。该激光源的多功能性首次实现了无需平衡探测方案等复杂降噪技术的高对比度快速CRS成像。本工作通过成像多种样本（如活体人类细胞和小鼠动脉组织），并利用二次谐波产生与双光子激发荧光对小鼠尾、肾和脑组织切片进行多模态非线性成像（同时提供多重光学对比机制，最大化生物可视化与医学诊断的信息获取量），验证了这些性能优势。本研究还建立了将现有激光器改造为同步双色激光器的通用方案，从而推动CRS成像技术的更广泛应用。

    关键词： 相干拉曼散射、CRS显微镜技术、生物医学成像、光纤激光器、非线性光学成像

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • [基础生物医学技术] 再生医学中的先进高分辨率断层扫描技术（组织、细胞与生物材料相互作用的3D探索）|| X射线显微断层扫描技术导论

    摘要： X射线计算机断层扫描（CT）是目前临床上用于辅助多种疾病诊断流程的最强大三维无损成像技术之一。探测器技术、X射线管技术以及现代硬件计算能力的进步，已推动该技术向微米级和亚微米级分辨率应用领域拓展?；诖澄⒔沟鉞射线管或最新一代液态金属射流阳极（MetalJet）系统的显微CT与纳米CT设备目前已广泛应用，主要用于生物材料、支架、骨骼、牙齿等体外研究，以及对离体器官和小动物的形态与功能研究。吸收成像构成大多数CT扫描仪的常规成像模式基?。蝗欢?，同步辐射实验室研发的X射线源近期取得的突破性进展——其具备前所未有的亮度和强度特性——使得创新成像方法得以实现。这些技术利用X射线在物质中的折射效应而非吸收效应，突破了传统技术的固有局限并拓展了显微CT的应用范围。本章将从射线源特性入手，继而阐述X射线与物质的相互作用原理，最后解析图像形成机制，系统介绍显微CT的基础理论。其中将重点讨论相位敏感技术，阐明其在提升生物医学研究方面的潜力。

    关键词： 纳米CT、微米CT、相位敏感技术、生物医学成像、X射线计算机断层扫描

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • [IEEE 2018年第11届生物医学工程国际会议(BMEiCON) - 泰国清迈 (2018.11.21-2018.11.24)] 2018年第11届生物医学工程国际会议(BMEiCON) - 生物医学成像用全自动全切片显微镜的低成本仪器设计

    摘要： 显微镜是医学领域的重要设备之一，通常用于识别异常细胞或组织类型、检测疾病并为患者制定治疗方案范围。近年来，显微镜技术发展出了全玻片成像（WSI）新技术，该技术通过扫描传统玻璃载玻片来生成累积数据的数字图像。 由于WSI系统复杂且造价昂贵，我们旨在基于显微设计原理实现一套低成本的全玻片成像系统原型。该原型由光学和机械部件组成，采用3D打印技术开发。 光学系统采用40倍物镜与数码相机配合，对标准载玻片上的样本进行成像。机械系统设计为通过步进电机和微控制器（基于控制计算机程序）实现载玻片的三维移动。为获取完整的全玻片图像，按顺序对载玻片进行X-Y轴平面及Z轴焦距的扫描与图像采集，随后对累积数据进行分析并生成全玻片图像。 该设备将有助于细胞学家和医生进行生物医学成像，并记录患者的海量医疗数据。

    关键词： 全切片成像、生物医学成像、仪器设备、显微镜

    更新于2025-09-23 04:35:41