早期骨性关节炎的光学成像检测技术(英文)

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.     

光学相干层析成像图像中角膜厚度的自动测量方法

提出了基于边界跟踪、轮廓定位和曲线拟合的光学相干层析成像(OCT)图像中角膜厚度的自动测量方法。分别测量了高信噪比以及存在噪声和伪影的角膜OCT图像中的角膜厚度,并验证了所提方法的有效性和实用性。研究结果表明,所提方法不仅可以精确测量高信噪比角膜OCT图像中的角膜厚度,对存在噪声和伪影的角膜OCT图像也有很好的测量效果。与已有的角膜厚度测量方法相比,该方法具有抗干扰能力强和测量精度高的优点。     

基于观察矩阵的频域光学相干层析成像图像重构算法

频域光学相干层析成像技术是一种新型的医学成像技术,其传统的图像重构算法主要是基于傅里叶变换。但这种重构算法的主要缺陷在于其纵向分辨率随着深度位置的变化而明显下降。为了使频域光学相干层析成像系统的纵向分辨率在整个成像深度内基本保持不变,提出了一种基于观察矩阵的图像重构法,并用该法重构了平面镜以及皮肤信号。结果表明,这种图像重构法能够使频域光学相干层析成像系统保持纵向分辨率不变。与文献报道相比,这种方法在保持系统简单性的同时,还保持了高的纵向分辨率,并在成像深度范围内使得纵向分辨率基本保持不变。     

全反射X射线技术应用于镀锌板锌层测量的模拟研究

分析了传统的X射线荧光镀锌板锌层测量法,提出了基于全反射X射线荧光分析技术的镀锌板锌层测量方法,并在MCNP中建立X射线全反射模型进行模拟仿真。X射线全反射发生时锌层将原级X射线几乎反射,并在镀锌板法向方向伴随产生少量X射线荧光。针对此特征X射线荧光直接进行分析有效地减少了X射线源的散射本底,提高了测量精度,并且降低了所需源X射线的能量。模拟结果验证了镀锌板上发生X射线全反射的可行性,为实际应用提供了理论依据。     

新型成像技术的实验系统研究

光学相干层析成像是一种新型成像技术。超辐射发光二极管和超短脉冲飞秒激光是能满足成像系统要求的理想光源。在开展光学相干层析相关技术研究的基础上 ,建立了国内第一台上述两种光源的成像实验研究装置 ,对系统的横向、纵向分辨率等基本性能进行了测定 ;并对多种实际样品进行了层析成像。     

利用变迹术和相干门相结合实现光学相干层析成像术轴向超分辨

光学相十层析成像（光学相干层析成像术）的轴向分辨力由光源带宽和探测光束的聚焦条件共同决定。提高光学相干层析成像术轴向分辨力的方法主要基于带宽光源技术。提出了一种将变迹术与光学相十层析成像术相干门有机结合的方法来提高其轴向分辨力。通过适当形式的光瞳滤波器．使光学相干层析成像术系统轴向响应的主瓣宽度缩小到相干门之内,而其旁瓣则处于相干门之外．不对相干成像产生有效贡献。这样．就能在光源带宽不变的条件下,有效提高光学相十层析成像术的轴向分辨力,避免了采用宽带光源所带来的费用昂贵和系统复杂等缺陷。     

基于光学相干层析术的组织光学性质测量

通过在光学相干层析成像(Optical Coherence Tomography,OCT)模型中考虑多重散射的影响,提出了一种提取出不同深度处的组织光学性质,包括散射系数和各向异性因子的算法.当把吸收系数作为算法中的第三个拟合参量时,能减少算法拟合过程中由于吸收作用的影响而带来的误差.基于包含吸收因子的OCT扩展模型,改进的算法也能够提取出吸收系数.这些算法的有效性通过对聚苯乙烯微球溶液样品的测量实验得到验证.     

光学相干层析成像的图像重建

层析成像技术－光学相干层析术是基于光学低相干反射测量发展而来的。介绍了用图像恢复的基本原理在光学相干层析术图像增强方面的工作。通过实验测量行到了解卷积所必需的点扩展函数。重建后的膜层结构图像的深度分辨率提高了一个数量级,图像也取得了了的锐化、去噪的效果。     

用于全场光学相干层析成像的无色散相移器研究

提出了基于旋转λ/2波片无色散相移器的理论模型,和实施该相移器功能的全场光学相干层析成像(Optical coherence tomography,OCT)系统,为实现快速、高分辨光学相干层析成像提供了一种有效方法。该相移器能在宽光谱范围内无色散地获得八倍于λ/2波片旋转角的相移量,避免了利用单色光相移算法提取信号时存在的系统误差。针对修正Carré算法和三步相移算法所要求的不同相移量,在240 nm波长范围内,对相移器的性能进行了数值分析。结果表明,在给定光谱范围内,相移量越大,相移误差的绝对值也越大,幅值比变化范围也越大。用于实施无色散相移器功能的全场光学相干层析成像系统结构,与现有结构相比,具有一些有益的特点。     

光学材料光学不均匀性绝对测量误差分析

绝对测量技术去除了干涉仪参考面面形误差,可实现光学材料光学不均匀性的高精度测量。对现有主要光学材料光学不均匀性绝对检测技术进行了总结比较,针对像素错位、干涉图分辨率、干涉仪测量重复性、样品厚度以及折射率测量等因素对光学不均匀性绝对检测的影响进行了实验分析。实验结果表明:干涉仪重复性是光学不均匀性测量的主要误差。样品翻转测量法、样品直接透射测量法、平行平板样品测量法3种测量方法均可实现光学不均匀性（RMS）10-8检测精度。     

同步辐射X光束空间相干性的物理分析

从量子力学的不确定原理出发，推导出光源相干性和光束相干性的关系，并应用所得的结论南步辐射Ｘ光束的空间相干性进行物理分析，讨论了Ｘ光相干我学实验对Ｘ光束的一些要求。     

光学成像在疾病诊断中的应用

当前，医生们利用各种成像技术与疾病进行斗争，其中光学成像技术是获得高分辨率图像的新方法，其原理是每种生物介质具有各自特有的光谱特性，可赖以区分病变组织和正常组织，或对潜在问题准确定位。而光学相干层析则是最精确的光学成像技术，可提供１０～２０μｍ量级的高分辨率及比迄今为止任何其他技术都高的灵敏度。本文着重讨论光学相干层析术的基本原理及目前发展状况     

Live small‐animal X‐ray lung velocimetry and lung micro‐tomography at the Australian Synchrotron Imaging and Medical Beamline

The high flux and coherence produced at long synchrotron beamlines makes them well suited to performing phase‐contrast X‐ray imaging of the airways and lungs of live small animals. Here, findings of the first live‐animal imaging on the Imaging and Medical Beamline (IMBL) at the Australian Synchrotron are reported, demonstrating the feasibility of performing dynamic lung motion measurement and high‐resolution micro‐tomography. Live anaesthetized mice were imaged using 30 keV monochromatic X‐rays at a range of sample‐to‐detector propagation distances. A frame rate of 100 frames s^?1 allowed lung motion to be determined using X‐ray velocimetry. A separate group of humanely killed mice and rats were imaged by computed tomography at high resolution. Images were reconstructed and rendered to demonstrate the capacity for detailed, user‐directed display of relevant respiratory anatomy. The ability to perform X‐ray velocimetry on live mice at the IMBL was successfully demonstrated. High‐quality renderings of the head and lungs visualized both large structures and fine details of the nasal and respiratory anatomy. The effect of sample‐to‐detector propagation distance on contrast and resolution was also investigated, demonstrating that soft tissue contrast increases, and resolution decreases, with increasing propagation distance. This new capability to perform live‐animal imaging and high‐resolution micro‐tomography at the IMBL enhances the capability for investigation of respiratory diseases and the acceleration of treatment development in Australia.     

Precise retinal shape measurement by alignment error and eye model calibration

Optical Review - To evaluate the repeatability of the optical coherence tomography (OCT) retinal shape measurement with and without alignment correction in children and adults. 62 eyes of the 31...     

光学层析重建算法改进的研究

光学层析技术在温度、密度等流场的非接触测试中有着广泛的应用前景，然而光学层析的重建是非完全数据的投影重建，通常采用的代数迭代法不能很好地解决重建精度这一难题。为此提出了一种新的光学层析技术的代数迭代重建算法，在算法中引入了包含先验知识的属性矩阵，并摒弃了通常所采用的对超松弛系数人为的确定取法，采用了变超松弛系数。实验计算结果表明，引入属性矩阵和变超松弛系数的代数迭代法能够较好的重建非完全数据投影的待测场，极大地提高重建精度，较好地与实测结果吻合。     

Characterization of spatial coherence of synchrotron radiation with non‐redundant arrays of apertures

A method to characterize the spatial coherence of soft X‐ray radiation from a single diffraction pattern is presented. The technique is based on scattering from non‐redundant arrays (NRAs) of slits and records the degree of spatial coherence at several relative separations from 1 to 15 µm, simultaneously. Using NRAs the spatial coherence of the X‐ray beam at the XUV X‐ray beamline P04 of the PETRA III synchrotron storage ring was measured as a function of different beam parameters. To verify the results obtained with the NRAs, additional Young's double‐pinhole experiments were conducted and showed good agreement.     

Linear optical coherence tomography system with extended measurement range

Optical coherence tomography (OCT) sensors traditionally use scanning optical delay lines with moving parts and a single detector. OCT systems with a linear detector array (linear OCT or L-OCT) are simple and robust, but a detector with approximately 10,000 pixels is needed for an imaging depth of 2mm, which is necessary for most biomedical applications. We present a new optical setup for L-OCT with an increased measurement range. An additional grating performs a reduction of the spatial frequencies of the fringe pattern on the detector without loss in the signal-to-noise ratio, so the signal can be sampled with a minimal number of pixels. The theory for this approach is addressed and the first measurements are presented.     

A complex image reconstruction algorithm for real-time measurement of transient field

Optical CT is now expanding into reconstruction from few views or limited-view range projection considering the economy and practicality. To solve the conflict of velocity and precision, which are two main aims that image reconstruction algorithm pursued, an innovative complex image reconstruction algorithm for real-time measurement of transient field is proposed. This method reconstructs computerized tomography (CT) image firstly by frequency spectrum approach reconstruction technique (FSART) and then by modified simultaneous algebraic reconstruction technique (MSART) and can give a fast and precise reconstruction to complicated transient field.     

同步辐射的相干模式

在分析了光源相干相体积的基础上，重点研讨了第三代同步辐射中波荡器（ｕｎｄｕｌａｔｏｒ）辐射的相干模式，能谱亮度，相干光子通量等，这对提高光束线相干能量的传输效率和软Ｘ光相干学束线的设计具有重要意义。     

光学元件表面粗糙度对第三代同步辐射光源空间相干性的影响

以单丝的同轴全息干涉花样为判别标准,通过计算机数值模拟,研究了Ｂｅ窗的表面粗糙度对硬Ｘ射线相干特性的影响。提出了Ｘ射线在粗糙表面反射的一个简单模型,以此为基础模拟研究了反射镜表面粗糙度的对硬Ｘ射线及软Ｘ射线空间相干特性的影响,模拟结果与实验结果相符。