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一种双波长数字锁相光学拓扑成像系统被引量：2: 2014年; 光学拓扑成像方法作为现有脑功能成像模态的有益补充,可以直接同时提供脑组织中氧合血红蛋白(HbO2)和脱氧血红蛋白(Hb)的变化信息,对临床诊断和治疗有重要意义.目前推出的光学拓扑成像系统价格昂贵,难以推广,因此设计了一种结构简单、成本较低的双波长数字锁相光学拓扑成像系统.该系统采用数字锁相检测技术从叠加信号中提取各个分信号的幅值信息,并以修正的Beer-Lambert定律为模型计算每对相邻的源点和探测点之间脑组织的吸收系数变化量.对该拓扑成像系统进行了可行性验证和模拟的实验验证,结果表明,该拓扑成像系统不仅能实现双波长同步测量,还能在一定程度上对目标位置进行有效分辨,并准确反映其吸收系数变化趋势,在大脑皮层各调控区的应激反应过程定性研究中具有重要意义.; 高峰陈琛赵会娟李娇李峰辉; 关键词：脑功能成像血红蛋白

面向乳腺肿瘤诊断的时域扩散荧光―光学层析成像系统被引量：3: 2013年; 为了解决传统乳腺扩散光学层析成像可靠性低的问题,设计了一套基于多通道时间相关单光子计数的时域扩散荧光―光学层析成像系统.该系统采用32根同轴光纤均匀分布于组织体表面,作类似X射线层析工作方式的同层扫描,由此获得多角度下的时间分辨投影.通过测量不同仿体,应用相应的迭代图像重建算法,获得了可靠的重建结果.研究表明,该系统工作可靠,是进行乳腺肿瘤早期诊断研究的理想模式之一.; 张伟高峰武林会马文娟卢奕名赵会娟; 关键词：图像重建乳腺肿瘤诊断

基于二维圆域解析模型的时域扩散荧光层析原理与实验研究被引量：4: 2010年; 提出了基于二维圆域解析模型的时域扩散荧光层析图像重建算法。采用了外推边界条件下二维圆域结构的扩散方程解析解,利用基于耦合扩散方程拉氏变换的广义脉冲谱技术和基于玻恩比的归一化逆问题模型,实现圆柱层析模式下的图像重建。为了解决线性求逆过程中的病态问题,采用了代数重建技术进行相应的线性求逆。并通过引入一对实数拉氏变换因子,实现荧光产率和寿命的同时重建。利用多通道的时间相关单光子计数系统对实验仿体进行了圆柱层析式时间分辨的数据测量,实验结果表明,提出的重建算法对于目标体的位置和形状都进行了较准确的重建,从而验证了该重建算法的可靠性及可行性。; 李娇高峰易茜张丽敏赵会娟; 关键词：生物光学

Artificial neural network method for determining optical properties from double-integrating-spheres measurements被引量：4: 2010年; measurement of the optical properties of biological tissue is very important for optical diagnosis and therapeutics. An artificial neural network （ANN）-based inverse reconstruction method is introduced to determine the optical properties of turbid media, which is based on the reflectance （R） and transmittance （T） of a thin sample measured by a double-integrating-spheres system. The accuracy and robustness of the method has been validated, and the results show that the root mean square errors （RMSEs） of the absorption coefficient μa and scattering coefficient μ′ reconstruction are less than 0.01 cm-1 and 0.02 cm-1, respectively. The algorithm is not only very accurate in the case of a lower albedo （～0.33）, but also very robust to the noise of R and T especially for the μ′ reconstruction.; 李晨曦赵会娟王秋殷徐可欣; 关键词：TURBIDITY

近光源下基于稳态空间分辨漫反射测量的光学参数反构被引量：1: 2012年; 在各种生物医学诊断和治疗的过程中,准确计算组织的光学参数有着重要的意义.在大约化反照率及大检测距离下,通常使用漫射近似理论来描述光子在生物组织中的传输;而在低约化反照率或小检测距离下,学者们研究了多种其他的传输模型,如PN近似以及混合漫射近似等.针对在大约化反照率范围(0.50～0.99)以及小检测距离(0.4～8.0,mm)下,使用6种光子传输模型(单点源和双点源模型下的漫射近似、混合漫射近似和P3近似),研究了准确反构吸收系数和约化散射系数的方法.通过对模拟数据的非线性拟合及误差分析,发展了一种在5个不同约化反照率区间使用不同传输模型的联合反构方法,并给出了相应的最佳正向模型和误差范围.; 史振志赵会娟陈文亮徐可欣

面向乳腺诊断的血氧扩散光学层析方法:仿体实验与在体评估被引量：4: 2013年; 为了获得乳腺诊断的功能影像信息,设计了一套面向乳腺肿瘤早期诊断的血氧扩散光学层析(DOT)成像系统。该时域测量系统采用时间相关单光子计数技术,获得溢出目标体表面的光子随时间变化的分布信息,为了兼顾测量时间和系统成本,采用了四通道并行测量模块与光开关相结合的架构,能够降低不同通道之间的性能差异,减少伪像对诊断的干扰。采用基于广义脉冲谱技术的特征数据算法实现了光学参数(吸收系数、约化散射系数)的同时重建。通过仿体实验和初步临床研究对所提出的时域血氧DOT方法进行了验证,结果表明,该方法可以有效重建乳腺组织中光学参数的空间分布,进而获得乳腺组织功能信息,用于乳腺肿瘤的早期检测。; 张伟卢奕名武林会高峰赵会娟; 关键词：医用光学成像系统

一种基于光子计数技术的时间分辨荧光免疫分析系统设计被引量：1: 2014年; 以稀土荧光配合物作为标记物的时间分辨荧光免疫测定法在医学与生命科学的实践与研究中正发挥着越来越重要的作用.为此,设计了一种结构简单、成本低廉的基于FPGA的时间分辨光子计数器系统,改进了原有的Prony算法从而实现了对双组分五参数荧光信号的处理,并使用异氰酸苄基二乙烯三胺四乙酸络合铕(DTTA-Eu3+)和模拟的双组分荧光信号对系统和算法进行了实验验证.实验结果表明,系统对于DTTA-Eu3+的检测具有较高的准确度与线性度,相关系数r=0.996 2.对于双组分荧光信号,当两个荧光信号的差值在10倍以上时,使用改进后的Prony算法进行处理具有较高准确度,误差低于5%.; 高峰李峰辉李娇易茜陈琛; 关键词：免疫荧光寿命 PRONY算法

基于透射解析模型的时域扩散荧光层析原理与实验: 2010年; 利用基于耦合扩散方程拉氏变换的广义脉冲谱技术和基于玻恩比的逆模型归一化表示形式,提出了无限平板透射模式下的时域扩散荧光层析图像重建方法.该方法采用外推边界条件下无限平板结构扩散方程的解析解,通过引入一对实拉氏变换因子及相应的两次线性求逆,可实现荧光产率和寿命的同时重建.将提出的算法进行了数值模拟验证,在空间分辨率、噪声鲁棒性等方面进行了评估.通过实验验证获得的荧光参数空间分布较准确的重建结果证明了此重建算法的有效性和可行性.; 高峰李娇张丽敏赵会娟; 关键词：代数重建技术

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天津市自然科学基金(09JCZDJC18200)