国家高技术研究发展计划(2009AA02Z413)
- 作品数：27 被引量：58H指数：5
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- 相关领域：生物学医药卫生机械工程自动化与计算机技术更多>>
- 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
- 提高时域乳腺光学层析成像质量的方法被引量：2
- 2010年
- 时域乳腺光学层析成像技术可以有效重建乳腺组织的光学参数,实现乳腺癌的早期检测.为了提高重建图像的性能,针对图像重建过程中吸收系数和约化散射系数的雅克比矩阵间的量级差异,提出了一种有效的雅克比矩阵标定方法;为了克服不适定性因素对重建图像质量的影响,引入了图像分割技术实现对雅克比矩阵有效降维.实验数据的相关验证表明,上述两种方法可有效提高重建图像的质量.
- 马艺闻高峰杨芳阮平巧赵会娟
- 关键词：时域图像分割
- 时域光学拓扑成像方法的模拟和实验研究
- 2014年
- 针对现有的以修正的朗伯-比尔定律(modified Lambert-Beer law,MLBL)为理论模型的光学拓扑方法存在量化度不准确的问题,提出了一种基于最小二乘拟合算法的时域光学拓扑成像方法.该方法利用时域扩散方程在半无限空间条件下的解析解和测量曲线实现最佳匹配以计算相邻的源点与探测点之间的待测组织吸收系数变化值.对该时域光学拓扑成像方法进行了一系列的模拟验证,并以基于时间相关单光子计数(time-correlated single photon counting,TCSPC)技术的多通道时间分辨测量系统为平台进行了实验验证.结果表明:所提出的最小二乘拟合算法总体上优于传统的基于经验值光程的MLBL方法.
- 高峰段临晶李娇张伟易茜武林会王欣
- 关键词：飞行时间脑功能成像
- 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
- 数字合成X线体层成像中轴向强度衰减的校正被引量：1
- 2012年
- 作为新型医学成像技术,数字合成X线体层成像(DTS)技术有助于分辨重叠的成像组织并精确定位组织病变。DTS技术采用重建速度快、图像质量高的滤波反投影算法重建出冠断面的断层图像。但由于DTS投影数据集的不完整性,因此利用滤波反投影算法重建出的图像其强度在旋转轴方向上存在着类似帽状衰减现象。分析了X线源锥束角度对DTS图像中轴向强度衰减的影响,在此基础上引入了一种反余弦加权的强度衰减的校正方法。为验证校正方法对降低DTS图像中轴向强度衰减的效果,利用搭建的DTS系统在不同的X线源锥角下对乳房仿体进行了实验。结果表明,该校正方法能有效地降低DTS重建图像中的轴向强度衰减程度。
- 缪辉赵会娟高峰周仲兴
- 关键词：生物光学锥束重建
- 基于插值数浮动的MTF精确测量方法被引量：3
- 2014年
- 采用刀口法测量成像系统调制传递函数(MTF)时,刀口装置与探测器矩阵夹角的准确测量是难点和关键点之一.针对这一问题,首先模拟刀口图像倾角对应的理论基准插值,研究了加载噪声情况下插值数浮动与线扩散函数(LSF)波动性变化以及MTF曲线衰减特性的定量关系;接着对实际X射线数字化成像系统获得的特定倾角下的刀口边缘图像进行了基于插值浮动的MTF测量,并将由其获得的MTF值与线对卡结果进行比较,证明了该方法用于成像系统MTF测量的有效性.结果表明:角度测量误差造成实际插值数偏离理想基准插值,导致LSF曲线光滑性变差,MTF衰减程度高于实际衰减.通过插值浮动方法,能够有效地避免角度测量误差引起的MTF测量的误差,降低角度测量的高精密性要求.
- 高峰朱庆阵周仲兴赵会娟
- 关键词：调制传递函数
- 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：2
- 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
- 一种基于共轭梯度最优化技术的三维时域扩散光学层析方法被引量：3
- 2009年
- 扩散光学层析(DOT)中的图像重建是一个面向大参数集的非线性最优化问题,其标准求解方法为牛顿类迭代法,需要对整个Jacobian矩阵进行构建、求逆和存贮,这对大规模的三维问题是不可行的,为此常采用基于逐行线性逆策略的非创伤性填充(ART)技术,图像质量受到严重制约。采用共轭梯度算法,直接求解非线性目标函数梯度,可避免对Jacobian矩阵的操作,为有效降低步长因子求解引起的附加计算量,采用一维不精确搜索算法。通过对双非均匀目标体的平板模型进行模拟成像,与代数重建算法结果进行比较,表明共轭梯度法的重建质量、收敛速度和收敛性都优于ART算法。
- 杨芳阮平巧高峰赵会娟
- 关键词：图像处理逆问题共轭梯度算法
- 基于透射和反射时间分辨测量数据的荧光参数三维重建被引量：6
- 2009年
- 提出了一种同时重建荧光参数的全三维时域荧光分子层析方法,通过选择一对合适的拉普拉斯变换因子提取时间扩展曲线的特征信息,求解时域耦合扩散方程。在图像重建过程中,应用代数重建技术求解线性逆问题,且引入归一化玻恩比方法。基于多通道时间相关单光子计数系统对模拟仿体进行了透射和反射式时间分辨数据测量,利用所提方法同时重建了荧光产率和寿命的三维图像。实验结果表明利用反射式测量数据目标体位置、大小、形状等方面具有一定的偏差,透射式达到了较好的重建效果,而两种模式相结合重建效果最优。
- 张丽敏高峰李娇赵会娟
- 关键词：生物光学图像重建技术
- 基于时间相关单光子计数的非接触式荧光层析成像系统被引量：2
- 2012年
- 基于时间相关单光子计数(TCSPC)技术原理,研究了一套面向早期乳腺癌检测的时域荧光层析成像系统.系统采用非接触式空间光扫描测量方式,相对于传统的光纤接触式测量方法,可增大空间采样量、减小测量误差、提高空间分辨率.通过仿体实验对系统的成像质量进行了验证,结果表明:单目标仿体实验能较好地对荧光产率与寿命进行重建;在双目标仿体荧光产率的重建中,可有效对中心距为20 mm、边距为15 mm的目标体进行分辨,且对不同浓度荧光剂目标的重建具有较好的线性.实验结果证明系统应用于乳腺检测的可行性,进一步发展可有望应用于临床乳腺成像中.
- 赵会娟王婷婷李娇高峰
- 关键词：时域非接触
