光纤传感器的今日与发展 被引量：32

1

作者 廖延彪 黎敏 《传感器世界》 2004年第2期6-12,共7页

本文报道了光纤传感器国内外发展的现状。主要介绍了两方面的情况光纤传感器原理性研究的发展现状和光纤传感器产品的应用与开发的现状。前者报道了光纤光栅、分布式光纤传感技术以及光纤传感网的发展,这些是目前的研究热点;后者介绍了... 本文报道了光纤传感器国内外发展的现状。主要介绍了两方面的情况光纤传感器原理性研究的发展现状和光纤传感器产品的应用与开发的现状。前者报道了光纤光栅、分布式光纤传感技术以及光纤传感网的发展,这些是目前的研究热点;后者介绍了光层析成像技术、智能材料、光纤陀螺及惯性导航系统、工业工程类传感器(其中包括电力工业用高电压、大电流传感器,利用光纤的弹光效应和FBG器件的应力传感器等)。最后介绍了新型光纤材料与器件、氟化物玻璃光纤，碳涂覆光纤、以及正在研究中的蜂窝型波导光纤、液晶光纤等。 展开更多

关键词 光纤传感器 光纤光栅 分布式光纤 光层析成像 光纤陀螺 惯性导航

下载PDF 职称材料

基于锁相光子计数的多通道脑功能成像系统 被引量：4

2

作者 丁雪梅 王兵元 +3 位作者 刘东远 张耀 潘甜甜 高峰 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期262-268,共7页

功能近红外光谱成像已成为脑功能研究的首选手段。为得到高灵敏度、大动态范围以及高时间分辨率的成像系统,开发了基于改进锁相光子计数的多通道近红外脑功能成像系统。光源模块由波长为785,808,830nm的激光二极管(各16个)组成,调制方... 功能近红外光谱成像已成为脑功能研究的首选手段。为得到高灵敏度、大动态范围以及高时间分辨率的成像系统,开发了基于改进锁相光子计数的多通道近红外脑功能成像系统。光源模块由波长为785,808,830nm的激光二极管(各16个)组成,调制方波的频率间隔为252Hz;探测模块包括9个光子计数式光电倍增管。该系统结合了单光子计数技术的超高灵敏度与方波调制模式数字锁相检测的简易并行性,测量线性相关系数可达0.9989,信道间的串扰可忽略不计,具有较强的抗干扰能力和准确的空间定位能力。 展开更多

关键词 成像系统 脑功能成像技术 锁相光子计数技术 参考权重计数策略 扩散光层析成像 7次分时激励方案

原文传递

多小波有限元法在扩散光层析图像重建中的应用研究 被引量：4

3

作者 陈兴稣 王雪峰 王元庆 《激光杂志》 北大核心 2016年第12期48-51,共4页

基于有限元法能够快速求解扩散光层析成像的正向过程,即扩散方程(微分方程)的数值解。传统方法一般采用多项式插值作为有限元方程的基函数,易造成其精度不高及效率低的问题,利用多小波函数作为有限元方法中的基函数,可以更快的逼近数值... 基于有限元法能够快速求解扩散光层析成像的正向过程,即扩散方程(微分方程)的数值解。传统方法一般采用多项式插值作为有限元方程的基函数,易造成其精度不高及效率低的问题,利用多小波函数作为有限元方法中的基函数,可以更快的逼近数值解,且精度更高。实验完成了有限元方法对正向过程的求解和牛顿迭代法对逆向过程的图像重建。通过对于非均匀组织体的实验仿真,分析了基于多小波有限元方法对于正向过程求解的有效性,以及有限元的不同网格划分方式对于重建结果的速度和精度的影响。 展开更多

关键词 多小波 有限元方法 扩散光层析成像 图像重建

下载PDF 职称材料

面向大数据量的扩散光层析成像快速重建算法 被引量：3

4

作者 周晓青 王倩 +4 位作者 范颖 秦转萍 刘明 高峰 赵会娟 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期156-165,共10页

提高扩散光层析成像(DOT)重建质量的一个有效方法是增加光源和探测区域的采样密度。针对可提供大量测量数据的非接触式空间光DOT系统,研究了一种针对平板透射式模型的快速层析图像重建算法。该方法对源侧、探测侧两个平面以及成像平面... 提高扩散光层析成像(DOT)重建质量的一个有效方法是增加光源和探测区域的采样密度。针对可提供大量测量数据的非接触式空间光DOT系统,研究了一种针对平板透射式模型的快速层析图像重建算法。该方法对源侧、探测侧两个平面以及成像平面均作了空间频率域编码,并基于组织的传递函数对参与重建的有效空间频率进行了选择,从而在不牺牲图像重建质量的情况下,极大地减少了重建时的计算量。而由空域变到空间频率域的过程,也降低了重建逆问题的病态性。数值模拟验证表明,在源-探对的数目为81×81的情况下,该算法重建一次图像的时间仅为10s左右,计算效率较常规的DOT成像算法提高了近400倍,且图像的重建量化率及噪声稳健性均明显优于常规DOT算法。 展开更多

关键词 医用光学 扩散光层析成像 大数据量 频率选择 快速重建算法

原文传递

快速估计荧光分子断层成像中单个荧光物的深度 被引量：1

5

作者 陈延平 白净 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期1516-1519,共4页

荧光分子断层成像支持在体无创研究长时间跨度的分子事件,满足21世纪系统化地观测生命过程的要求。在其复杂且耗时的重建中,先验信息有助于加快重建速度,提高重建图像的质量。文章将求解荧光物的深度作为待优化问题,由单幅荧光图像直接... 荧光分子断层成像支持在体无创研究长时间跨度的分子事件,满足21世纪系统化地观测生命过程的要求。在其复杂且耗时的重建中,先验信息有助于加快重建速度,提高重建图像的质量。文章将求解荧光物的深度作为待优化问题,由单幅荧光图像直接快速地估计深度信息。首先根据生物组织内的扩散模型和外推边界条件,推导出生物体边界上两点处荧光强度的比值Rf。然后用粒子群优化算法,在吸收系数和散射系数的估计区间内,由最小化生物体边界上两点处模型值RfM与测量值RfT之间的差,估计出荧光物的深度。不同尺寸荧光物的两个仿体实验的结果表明,所提出的方法不需要网格剖分和重建,能快速简单地估计出单个类似于球体的荧光物的深度。 展开更多

关键词 荧光分子断层成像 深度估计 外推边界 荧光扩散光层析成像 扩散光层析成像

下载PDF 职称材料

扩散光层析成像系统研究现状及发展 被引量：2

6

作者 陈兴稣 王雪峰 +1 位作者 苏金善 王元庆 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期653-658,共6页

对国内外有关扩散光成像系统进行总结分析,将成像系统分为三大部分,对每部分进行分类并分析了各自的优缺点。分析介绍了国内外具有代表性的扩散光层析成像系统,总结了成像系统存在的问题。

关键词 扩散光层析成像 激光探测 成像系统 近红外光

下载PDF 职称材料

荧光分子断层成像系统的研究进展与比较 被引量：2

7

作者 陈延平 白净 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期463-468,共6页

荧光分子断层成像(FMT)利用具有特异性的荧光分子探针,在体成像、观测生物体内细胞和分子水平的变化。介绍FMT系统的国内外研究进展,从系统的复杂性、投影数目、光源-探测器(S-D)数据对集大小、重构图像的质量等方面,分析5种S-D几何结... 荧光分子断层成像(FMT)利用具有特异性的荧光分子探针,在体成像、观测生物体内细胞和分子水平的变化。介绍FMT系统的国内外研究进展,从系统的复杂性、投影数目、光源-探测器(S-D)数据对集大小、重构图像的质量等方面,分析5种S-D几何结构的特点。着重从实现方面,分析、比较已报道的几种FMT系统的特点,并对其多模态成像的可扩展性、临床应用的可能性等进行了总结与展望。 展开更多

关键词 荧光分子断层成像 荧光扩散光层析成像 分子成像 断层成像

下载PDF 职称材料

Monte Carlo算法在扩散光层析成像重建中的应用及发展

8

作者 王雪峰 陈兴稣 +1 位作者 苏金善 王元庆 《激光杂志》 北大核心 2016年第3期1-4,共4页

Monte Carlo算法是一种数学统计方法,应用于随机过程的问题。扩散光层析成像重建中的正向问题,就是一个随机概率统计过程,Monte Carlo算法可以较好地模拟光子在组织体中的散射和吸收的过程,与真实情况非常接近。总结分析了Monte Carlo... Monte Carlo算法是一种数学统计方法,应用于随机过程的问题。扩散光层析成像重建中的正向问题,就是一个随机概率统计过程,Monte Carlo算法可以较好地模拟光子在组织体中的散射和吸收的过程,与真实情况非常接近。总结分析了Monte Carlo模拟的经典方法和几种改进的方法。给出了Monte Carlo算法在扩散光层析成像重建过程的主要应用及发展。 展开更多

关键词 MONTE Carlo算法 扩散光层析成像 白Monte Carlo 扰动Monte Carlo

下载PDF 职称材料

光声信号的声透镜层析成像研究 被引量：17

9

作者 徐险峰 唐志列 +1 位作者 汪洁 陈更生 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第9期1105-1109,共5页

提出了一种用声透镜实现光声层析成像的新模式。从理论上计算出了声透镜的响应 ,测出了已知声场中标准物像面处的声场分布。考虑到圆形活塞振源的指向性 ,对代表物成像进行了理论修正 ,并与实验结果做了对比分析。研究表明 ,利用声透镜... 提出了一种用声透镜实现光声层析成像的新模式。从理论上计算出了声透镜的响应 ,测出了已知声场中标准物像面处的声场分布。考虑到圆形活塞振源的指向性 ,对代表物成像进行了理论修正 ,并与实验结果做了对比分析。研究表明 ,利用声透镜可以实现光声层析成像 ,并经图像重构得到了生物组织中异物的光声图像 ,横向。 展开更多

关键词 光声层析成像 光声效应 声透镜 信息光学 无损检测技术 贝塞尔函数

原文传递

声速不均匀介质的光声成像重建算法 被引量：20

10

作者 张弛 汪源源 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第12期2296-2301,共6页

为提高声速不均匀介质的光声成像精度,提出一种基于反卷积的光声成像重建算法。本算法不需预先知道介质的声速分布。先通过探测到的光声信号构造出一个新函数,并用不同位置探测到的光声信号间的相关性来估计空间两点间的声波传播时间,... 为提高声速不均匀介质的光声成像精度,提出一种基于反卷积的光声成像重建算法。本算法不需预先知道介质的声速分布。先通过探测到的光声信号构造出一个新函数,并用不同位置探测到的光声信号间的相关性来估计空间两点间的声波传播时间,以补偿声速的不均匀性。然后基于反卷积方法由该函数解出待测组织内的电磁波吸收分布。仿真研究结果表明,当介质声速差异在10%以内时,重建图像能正确反映待测目标的大小、位置和电磁波吸收系数,算法具有良好的抗噪性能。由于生物软组织内的声速差异一般小于10%,因此本算法是一种有效的光声成像重建算法。 展开更多

关键词 光声层析成像 声速不均匀 反卷积 相关性

原文传递

基于声透镜成像系统的光声层析成像 被引量：10

11

作者 陈湛旭 唐志列 +1 位作者 万巍 何永恒 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2006年第8期4365-4370,共6页

光声成像是采用“光激发超声波成像”的新型成像技术,它是检测强散射介质内部光吸收分布的一种有效医学影像技术.用短脉冲激光照射强散射介质(如生物组织),强散射介质由于光声效应产生超声信号,使用具有成像能力的声透镜把声压分布成像... 光声成像是采用“光激发超声波成像”的新型成像技术,它是检测强散射介质内部光吸收分布的一种有效医学影像技术.用短脉冲激光照射强散射介质(如生物组织),强散射介质由于光声效应产生超声信号,使用具有成像能力的声透镜把声压分布成像于像面上,然后利用具有空间分辨能力的阵列光声传感器,把同一像面上的光声信号强度记录下来,最后根据光声信号强度的空间分布进行图像重组.根据成像系统物像共轭原理,同一物平面的光声信号到达像面的时延相等,而不同物面的光声信号到达同一个探测器平面的时延各不相同,因此,利用BOXCAR的门控积分技术,控制BOXCAR采样门的不同时延就能获得散射介质内不同层面的光声图像.实验成功地获得了强散射介质内不同层面的光声层析图像,图像清晰,对比度高.这种层析成像方法不需要复杂的重建算法,可以实现快速层析成像. 展开更多

关键词 光声层析成像 声透镜 光声信号

原文传递

生物组织的光声层析成像方法 被引量：7

12

作者 何军锋 谭毅 +1 位作者 魏春琴 曹吉利 《陕西理工学院学报（自然科学版）》 2006年第4期28-31,44,共5页

生物组织的光声层析成像是一种新兴的医学成像技术,它可以提供生物组织的光学吸收信息和声学信息,是一种很有前途的可以发展成为临床的医学检测方法。简要介绍了光声层析成像技术的机理,报道了国内外几种典型的光声成像方法,讨论了目前... 生物组织的光声层析成像是一种新兴的医学成像技术,它可以提供生物组织的光学吸收信息和声学信息,是一种很有前途的可以发展成为临床的医学检测方法。简要介绍了光声层析成像技术的机理,报道了国内外几种典型的光声成像方法,讨论了目前光声层析成像研究中存在的问题,并指出了光声层析成像发展方向。 展开更多

关键词 光声层析成像 光声信号 图像重建

下载PDF 职称材料

一种基于前向成像模型的光声层析图像重建方法

13

作者 程丽君 孙正 +1 位作者 孙美晨 侯英飒 《中国光学（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期444-455,共12页

在光声层析成像(photoacoustic tomography,PAT)时,不均匀光通量分布、组织复杂的光学和声学特性以及超声探测器的非理想特性等因素会导致重建图像质量下降。本文考虑不均匀光通量、非定常声速、超声探测器的空间脉冲响应和电脉冲响应... 在光声层析成像(photoacoustic tomography,PAT)时,不均匀光通量分布、组织复杂的光学和声学特性以及超声探测器的非理想特性等因素会导致重建图像质量下降。本文考虑不均匀光通量、非定常声速、超声探测器的空间脉冲响应和电脉冲响应、有限角度扫描和稀疏采样等因素的影响,建立了前向成像模型。通过交替优化求解成像模型的逆问题,实现光吸收能量分布图和声速分布图的同时重建。仿真、仿体和在体实验结果表明,与反投影法、时间反演法和短滞后空间相干法相比,该方法重建图像的结构相似度和峰值信噪比可分别提高约83%、56%、22%和80%、68%、58%。由上述结果可知,对非理想成像场景采用该方法重建的图像质量有显著提高。 展开更多

关键词 光声层析成像 图像重建 前向成像模型 探测器脉冲响应 有限角度扫描 稀疏采样

下载PDF 职称材料

声透镜对多层样品的光声层析成像 被引量：5

14

作者 魏亚东 吴云霞 张志坚 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期60-64,共5页

由于光声效应产生光声压分布图像,所以当强散射介质中的模拟吸光组织在受到短脉冲激光照射时,该声压分布会经声透镜成像在像平面上。在像平面上利用线性超声探测器阵列获取光声信号并传递给高速数据采集卡进行数据采集,可由程序重构出... 由于光声效应产生光声压分布图像,所以当强散射介质中的模拟吸光组织在受到短脉冲激光照射时,该声压分布会经声透镜成像在像平面上。在像平面上利用线性超声探测器阵列获取光声信号并传递给高速数据采集卡进行数据采集,可由程序重构出光声图像。设计的光声层析成像系统可以采集记录一定深度的数据,成像时只要在所采集到的数据中选取不同列数即可同时获得强散射介质多层样品不同层面的光声图像。实验成功地获得了强散射介质内多层样品不同层面的光声层析图像。该成像方法无需进行复杂的算法重建,且可以同时实现多层样品不同切面的光声成像。 展开更多

关键词 生物光学 光声成像 光声层析成像 声透镜 光声信号

原文传递

早期骨性关节炎的光学成像检测技术(英文) 被引量：2

15

作者 陈延平 李纯彬 王晓玲 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第S1期172-175,共4页

介绍了光学相干层析成像技术、扩散光学层析成像技术和光声层析成像技术3种早期骨性关节炎光学成像检测技术.和X线平片常规影像诊断技术相比,光学相干层析成像技术可测量软骨的厚度,检测胶原结构的微小变化;扩散光学层析成像技术能测量... 介绍了光学相干层析成像技术、扩散光学层析成像技术和光声层析成像技术3种早期骨性关节炎光学成像检测技术.和X线平片常规影像诊断技术相比,光学相干层析成像技术可测量软骨的厚度,检测胶原结构的微小变化;扩散光学层析成像技术能测量软骨、滑液等结构的厚度和相应的吸收系数和散射系数;光声层析成像技术可探测胶原纤维网的恶化、变浑浊的滑液、骨的代谢功能障碍和软骨下骨的代谢过旺.最后对这3种成像检测技术的应用前景及早期骨性关节炎检测方法作了简要展望. 展开更多

关键词 生物医学工程-骨科 生物医学工程-诊断 生物医学工程-成像技术 骨关节炎 关节软骨 光学层析成像 光学相干层析成像 扩散光学层析成像 光声层析成像

下载PDF 职称材料

采用稀疏测量数据的有限角度光声层析成像的研究进展 被引量：4

16

作者 孙正 闫向阳 《声学技术》 CSCD 北大核心 2020年第1期1-10,共10页

生物光声层析(Photoacoustic Tomography,PAT)成像可以反映生物组织的光吸收分布,定量测量组织的光吸收系数和散射系数,进而分析组织成分,为疾病的早期诊断和治疗提供可靠的依据。由于成像目标特殊的几何结构以及成像装置的机械结构、... 生物光声层析(Photoacoustic Tomography,PAT)成像可以反映生物组织的光吸收分布,定量测量组织的光吸收系数和散射系数,进而分析组织成分,为疾病的早期诊断和治疗提供可靠的依据。由于成像目标特殊的几何结构以及成像装置的机械结构、空间位置和成像时间等的限制,超声探测器只能在有限的角度范围内扫描,采集到稀疏的光声测量数据,导致重建图像中出现伪影和失真。针对有限角度扫描和稀疏测量数据问题,对目前主流的光声图像重建算法进行综述和分析。 展开更多

关键词 光声层析成像 有限角度 稀疏数据 图像重建

下载PDF 职称材料

多光谱光声层析成像技术在精索静脉曲张大鼠睾丸成像中的初步探索

17

作者 张凤 俞旭君 +3 位作者 董良 杨薆黎 张静益 温艳婷 《重庆医科大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第10期1166-1172,共7页

目的:探索光声层析成像(photoacoustic tomography,PAT)和多光谱光声层析成像(multispectral optoacoustic tomogra-phy,MSOT)在精索静脉曲张大鼠模型中进行睾丸结构和功能成像的可行性。方法:将18只SD大鼠随机分为3组(空白组、模型组... 目的:探索光声层析成像(photoacoustic tomography,PAT)和多光谱光声层析成像(multispectral optoacoustic tomogra-phy,MSOT)在精索静脉曲张大鼠模型中进行睾丸结构和功能成像的可行性。方法:将18只SD大鼠随机分为3组(空白组、模型组、迈之灵组),每组6只。模型组、迈之灵组均采用缩窄左肾静脉并结扎左侧精索静脉侧支方法造模,经过4周相应措施干预后,比较实验大鼠左侧睾丸的PAT/MSOT图像、氧代谢及氧化应激水平,研究不同干预措施实验大鼠的睾丸成像特征。结果:PAT/MSOT能对大鼠睾丸结构进行清晰成像,能够反映睾丸内的氧代谢水平。结论:PAT/MSOT可检测精索静脉曲张引起的睾丸结构和功能改变,是一种简易、无创、安全的新型睾丸评估方法。 展开更多

关键词 光声层析成像 多光谱 精索静脉曲张 睾丸 氧代谢

下载PDF 职称材料

光声显微与光声层析成像中运动伪影校正方法的研究进展 被引量：3

18

作者 杜洁洁(综述) 孙正(审校) 《生物医学工程学杂志》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期369-378,共10页

光声成像(PAI)技术是一种发展迅速的新型复合生物医学成像技术,可实现组织的结构成像和功能成像。在对活体的成像中,目标的呼吸、心跳或眼球转动等可导致重建图像中出现运动伪影,降低成像分辨率,增加获得高质量光声图像的难度。本文分... 光声成像(PAI)技术是一种发展迅速的新型复合生物医学成像技术,可实现组织的结构成像和功能成像。在对活体的成像中,目标的呼吸、心跳或眼球转动等可导致重建图像中出现运动伪影,降低成像分辨率,增加获得高质量光声图像的难度。本文分别对光声显微成像(PAM)和光声层析成像(PAT)中校正运动伪影的方法进行归纳和总结,讨论不同方法的优势和不足,展望未来可能的发展方向。 展开更多

关键词 光声成像 光声显微成像 光声层析成像 运动伪影 运动校正

原文传递

面向大晶面超声换能器的虚拟平行投影光声模型重建方法 被引量：3

19

作者 李娇 苗士超 +3 位作者 宋少泽 路彤 陈婷婷 高峰 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第16期115-124,共10页

在光声层析成像重建方法中,当考虑超声换能器特别是大晶面超声换能器的尺寸影响时,经典的光声模型重建算法需将晶面离散化,通过分别计算每个离散点的正向模型并求和来建立最终的正向模型矩阵。这种基于模型的重建方法已被证明比传统的... 在光声层析成像重建方法中,当考虑超声换能器特别是大晶面超声换能器的尺寸影响时,经典的光声模型重建算法需将晶面离散化,通过分别计算每个离散点的正向模型并求和来建立最终的正向模型矩阵。这种基于模型的重建方法已被证明比传统的延迟叠加和反投影重建方法具有更高的精确性,但同时也会导致巨大的时间消耗和计算/存储空间。本文提出了一种基于虚拟平行投影的光声模型重建方法,该方法用直接建立虚拟平行投影的模型矩阵来代替晶面离散点模型矩阵之和,适用于使用大晶面柱形聚焦或平面超声换能器的光声层析成像系统。数值模拟、仿体实验及活体实验结果表明,所提方法与基于离散化晶面的光声模型重建方法具有相似的图像重建性能,但其重建过程的时间消耗和计算/存储空间需求显著降低。 展开更多

关键词 医用光学 光声层析成像 虚拟平行投影 模型重建算法

原文传递

基于环形阵列式传感器的光声层析成像研究进展 被引量：3

20

作者 张国鹏 邓丽军 +3 位作者 白杨 刘国栋 曾吕明 纪轩荣 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2020年第12期39-50,共12页

光声层析成像(PAT)作为一种新兴的成像技术,以独特的免标记、高分辨率、高对比度的多尺度成像能力,在生物医学成像中备受关注,正迅速向临床试验转化。得益于超声探测技术和激光技术的快速发展,PAT系统正逐步实现实时、大视场、高分辨率... 光声层析成像(PAT)作为一种新兴的成像技术,以独特的免标记、高分辨率、高对比度的多尺度成像能力,在生物医学成像中备受关注,正迅速向临床试验转化。得益于超声探测技术和激光技术的快速发展,PAT系统正逐步实现实时、大视场、高分辨率、高穿透深度的组织结构和功能成像。主要综述了环形阵列式PAT系统在生物医学成像中的研究进展及其在预临床和临床实践中面对的问题。 展开更多

关键词 光声层析成像 环形阵列式超声传感器 生物医学成像

原文传递