近红外荧光散射断层成像的研究进展

近红外荧光光学断层成像(FODT)是以合适的荧光探针作为标记物或对比剂,用特定波长的红光激发荧光染料,使其发出波长长于激发光的近红外荧光,通过测量媒质边界处有限点的荧光强度,考虑光子在组织中传播的散射特性,来重建出组织内部的荧光光学特性的分布图像以及组织光学参数。这种成像方式具有无电离辐射、染料稳定、可长期监测和设备简单、成本低等优点,在肿瘤检测、基因表达、蛋白质分子检测和药物受体定位等方面有着很大的应用潜力。在给出近红外荧光散射断层成像典型系统的基础上,详述了近红外荧光在组织中的频域传播模型和重建算法;介绍了两家研究机构在此领域的研究进展;讨论了将该成像方法应用于临床的进一步的发展方向。     

基于荧光分子断层成像的多模成像系统研究进展

基于荧光分子断层成像（FMT）的多模成像系统已广泛应用于动物实验研究,它将现有的其他成像模态与FMT系统相融合,实现同时对被测生物解剖学结构、生理学功能和分子或细胞水平生物学活动的在体成像.首先介绍了单模FMT系统的发展历史和现状,并介绍了国内外基于FMT的多模系统的研究进展,着重介绍了文献报道的典型的FMT/CT、FMT/MRI和FMT/放射性核素成像系统的系统组成、工作原理、性能特点及实验应用.对基于FMT的多模成像系统的发展进行了展望.     

荧光分子断层成像系统的研究进展与比较

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。     

动态荧光分子成像技术研究进展

动态荧光分子成像技术能够描述荧光分子探针在生物体内吸收、分布以及排出的完整过程,是一种可以对生物体的生理、病理过程进行连续监测的动态成像技术.这项技术具有无电离辐射、成像速度快、灵敏度及特异度高、费用低廉等优点,在基础医学及临床医学研究中具有广阔的应用前景.从系统、算法和应用3个方面对动态荧光分子成像技术的研究进展进行了综述.     

基于Monte Carlo荧光分子断层成像前向问题的研究

随着生物和光学技术的成熟，近红外荧光成像得到了飞速发展。荧光分子断层成像是以特定波长的光去激发荧光染料，使其吸收入射光，并发出波长长于入射光的近红外荧光。前向问题是进行光学成像研究的关键环节，可以指导实验以及重建算法。本文提出了一种基于Monte Carlo方法的荧光分子断层成像的光子传输模型，重点研究了激发光激发荧光的过程以及光子在生物体内的传播过程，在已知激发光源、传播介质、荧光物质等参数的条件下，得到荧光光子在CCD探测器上的分布情况，并且分别用理论和实验两种方法对算法的仿真结果进行了验证。     

荧光分子断层成像系统的动态采样适用条件

动态采样比静态采样具有更高的采样效率,所以研究动态采样替代静态采样的适用条件具有一定意义。通过设计两组与静态采样的对比实验,得到其动态采样的适用条件：拍摄步长要小于12°／帧,荧光深度要大于2mm。进行动态采样时至少满足上述的两个条件时动态采样才能较好地替代静态采样。     

荧光分子断层成像控制与采集系统软件的设计与开发

以Labwindows／CVI为软件开发平台,设计开发了荧光分子断层成像控制与采集系统软件。通过在软件中设立独立的线程使得计算机能够与各个硬件设备进行实时通讯,集中控制了系统中的各个硬件;通过对图像采集时刻各项设备参数的收集与管理,方便了对实验工作的总结和分析;通过全自动的旋转拍摄功能,提高了实验工作的效率和实验的可重复性。     

基于CT轮廓信息的荧光分子断层重建软件的设计与实现

【摘要】目的采用计算机断层成像（CT）获取的轮廓信息,设计开发一款基于cT轮廓信息的荧光分子断层重建（FMT）软件,并使该软件能以模块形式被外部程序调用。方法分别用C＋＋、MATLAB、COMSOL进行软件的封装、数值运算、有限元分析,并利用MATLAB引擎技术、COMSOL的LiveLink技术、STL文件和INI文件实现软件内各模块以及程序与外部程序的连接。结果设计并实现了一款基于CT轮廓信息的荧光分子断层重建软件,并通过了软件测试。结论此开发方法方便,所开发的重建软件可操作性好、可移植性及适应性强,且安全可靠。     

结构光方法在荧光分子断层成像系统的三维轮廓重构中的应用

荧光分子断层成像系统需要获取成像物体的三维表面轮廓,用于荧光团浓度重建的前向模型,本文提出了基于结构光方法的成像物体的三维表面轮廓重构。首先利用8比特格雷码对图像进行编码,再将编码后的图像投射到成像对象,这时经成像物体的三维表面轮廓调制后的图像再通过二值化、解码、插值和轮廓重构等步骤最后输出三维表面轮廓。圆柱物体和小鼠实验表明,该方法可以较好地重构成像物体的三维表面轮廓,并且具有硬件系统简单、易实现等优点。     

阻抗断层成像的应用研究进展

医学影像技术日新月异,阻抗断层成像（ＥＩＴ）是近年来出现的又一新的医学影像技术。本文回顾了ＥＩＴ成像技术芨共在医学领域的研究进展情况。     

用于荧光分子断层成像的小动物躯干部分三维表面轮廓重建研究

目的:基于CCD的荧光分子断层成像(FMT)近年来取得了快速发展,非接触式荧光分子断层成像技术(FMT)需要获取成像对象的三维表面轮廓,用于荧光团浓度重建的前向模型.方法:提出一种在白光条件下基于反投影法的三维轮廓提取方法,在获取360°的CCD照片后,滤波反投影重建断层,经过相应的图像平滑处理,得到轮廓边界,校准后重建出表面轮廓.结果:仿体实验和小动物实验结果表明,该方法具有毫米量级的重建精度.结论:该方法能够很好地重建躯干部分表面三维轮廓,较其他表面轮廓提取方法简单、实用,而且能够顺利地结合到荧光成像的工作流程中去,不需要单独成像,保证了整个成像过程的连续性.     

荧光分子成像的探针技术及其应用

近几年,随着生物和基因技术的发展,荧光探针的获取手段越来越丰富.荧光探针的发展使得荧光分子成像技术及其应用备受关注.借助于荧光探针,可以对目标分子、蛋白质、基因等特异性成像,从而实现分子、蛋白、基因等的精确定位与分析,进一步实现疾病的早期诊断与治疗.主要对荧光分子成像技术中用到的荧光探针技术以及在生物医学领域的应用进行概述.     

阻抗断层成像的应用研究进展

医学影像技术日新月异,阻抗断层成像（ＥＩＴ）是近年来出现的又一种新的医学影像技术。本文回顾了ＥＩＴ成像技术的发展及其在医学领域的应用研究进展情况     

脑磁感应断层成像

脑磁感应断层成像技术具有功能成像和连续图像监护的优点。与其它电磁成像技术相比，可以克服颅骨的屏障影响，并可获得较高的空间分辨率。在脑成像方面具有潜在的应用前景。从实验系统、数值仿真、系统性能和关键问题等方面综述了脑磁感应断层成像技术的研究进展。     

电阻抗断层成像临床应用研究进展

电阻抗断层成像(EIT)是继形态、结构成像之后,于近20余年发展起来的新一代无损伤功能成像技术,具有功能成像、无损伤和医学图像监护三大突出优势,应用前景诱人.介绍这一技术在国内外临床应用研究方面的新进展.包括肺密度和含气量测量、加强保护性通气策略、乳腺癌检测、虚拟膀胱活检、急性中风神经成像和腹膜内出血监测等.     

近红外二区荧光探针在宫颈癌成像与治疗中的应用

宫颈癌是最常见的妇科恶性肿瘤之一,早期、有效的诊断与治疗对提高患者生存率及生活质量具有重要意义。荧光成像已被广泛应用于癌症的早期检测,但由于光在深层组织内传播时,受穿透深度和散射的影响,不利于实现深层组织高清成像。近红外二区（near-infrared-Ⅱ,NIR-Ⅱ;900～1 700nm）成像技术与近红外一区（near-infrared-Ⅰ,NIR-Ⅰ;760～900 nm）成像技术相比,具备更高的信噪比和对比度、更低的自发荧光和更高的空间分辨率,是当前光学、生物医学等多学科的研究热点,非常适合宫颈癌的高质量荧光成像。高质量的荧光成像需要借助良好的荧光探针来精确定位肿瘤组织及其边界并监测治疗过程。目前已开发了一系列基于有机和无机材料的NIR-Ⅱ荧光探针。本文概述了几种典型的NIR-Ⅱ荧光探针及其辅助的NIR-Ⅱ荧光成像技术在宫颈癌成像及治疗方面的应用。     

脑磁感应断层成像

脑磁感应断层成像技术具有功能成像和连续图像监护的优点。与其它电磁成像技术相比,可以克服颅骨的屏障影响,并可获得较高的空间分辨率。在脑成像方面具有潜在的应用前景。从实验系统、数值仿真、系统性能和关键问题等方面综述了脑磁感应断层成像技术的研究进展。     

近红外漫射光相关断层成像的乳腺光纤探头设计

为获得稳定的光学信号,提高近红外漫射光相关断层成像技术(diffuse correlation tomography,DCT)的诊断效率,本研究结合阵列式光开关,设计了一种适用于DCT的弧面式光学乳腺探头,可将DCT检测部位扩展到人体乳腺组织。为验证该乳腺探头的有效性及实用性,本研究设计了相应的乳腺仿体,并进行了仿体实验。结果表明,该乳腺探头可较好地契合DCT设备,并能捕捉微弱的血流变化,有望促进DCT技术在早期乳腺恶性肿瘤筛查中的临床应用。     

荧光成像用于胃癌诊治的研究进展

胃癌是我国最常见的消化道恶性肿瘤,发病率逐年上升,因此胃癌的早期诊断和治疗尤为重要.荧光成像技术具有高度灵敏性和实时体内观察的优势,在早期胃癌的诊断和胃癌的手术治疗方面有着广阔的应用前景.基于不同荧光材料发展出的荧光成像技术在动物试验和临床研究有着不同程度的应用,荧光材料的不断发展也推动了荧光成像技术的进步,为临床上诊...     

近红外光断层成像的理论和研究进展

介绍了近红外光断层成像的理论基础和最新研究进展.近红外光断层成像可以提供生物组织的功能性图像,因此在脑功能研究、乳腺癌的诊断、婴儿大脑连续监测等方面取得了成功.文中介绍了广泛使用的成像系统的三种实现方法,以及光子在生物体中传播的基础理论,重点介绍了基于散射理论和非线性最优化法的图像重建算法.介绍了近红外光断层成像的发展方向:与其它成像设备相结合、组织各向异性的研究、对比剂的使用、三维成像的研究等.最后指出了目前所存在的没有很好解决的问题:模拟数据和仪器测量数据的匹配,以及模型边界的设定等.