光学相干层析成像技术在内窥镜中的应用

光学相干层析成像(optical coherence tomography,OCT)技术是继X射线成像、核磁共振成像、超声成像等之后的一种新型的成像技术,其可光纤化的特点使得它易于医用电子内窥镜相结合。OCT内窥镜技术可实现对人体内部器官的高速率、高分辨率、无损伤、实时成像。主要介绍了OCT技术的种类、基本原理以及包括探测深度和纵向分辨率等的参数;简述了OCT内窥镜的发展历史以及最新成果,重点分析了光源对OCT内窥镜的影响。总结了OCT内窥镜的主要应用。     

大鼠乙酸性胃溃疡模型的光学相干层析成像研究

应用光学相干层析成像技术对大鼠乙酸胃溃疡模型的愈合过程进行初步检测,探讨光学层析成像技术在消化性溃疡疾病中的诊断价值及其意义.实验中应用乙酸局部刺激法建立大鼠胃溃疡模型,应用光学相干层析成像系统于模型复制后不同时期进行扫描,观察在其自然愈合过程中溃疡组织的变化情况,并且对其图像进行比较分析.结果显示:利用光学相干层析成像技术能够很准确的区别正常和非正常的胃组织,并且能够区分不同的愈合时期胃溃疡组织的图像,以及对病变组织进行一定深度的扫描.研究表明:光学相干层析成像系统对乙酸胃溃疡的愈合和复发情况的观察是一种很有发展潜力的检测手段,对其愈合质量判定亦具有一定的价值.     

光学相干层析分子成像方法初探

介绍了分子对比剂在光学相干层析成像(optical coherence tom ography,OCT)技术中的研究现状,概述了迄今出现的几种不同的光学相干层析分子成像方法(m olecu lar contrast OCT,简称为MCOCT),讨论了MCOCT的几个重要的实际问题:对比剂的选择范围、激发光强的限制、各种方法灵敏度比较以及MCOCT应用于临床与生物学领域需要考虑的因素。     

基于光学相干层析成像技术的小鼠表皮厚度的无损测量及分析

光学相干层析成像技术(optical coherence tomography,OCT)在研究活体皮肤的表皮和真皮上层方面是一种很有潜力的手段.本文以小白鼠为研究对象,脱毛后,采用OCT系统对同一部位的小鼠皮肤在制作切片过程中(活体、离体、固定24 h后)进行成像跟踪,分别获得OCT强度图中第一强度峰到第一个波谷,以及第一、二强度峰之间的距离,比较两种结果和组织学的对应情况,并分析其原因,同时关注切片过程中各种物理、化学因素对皮肤各层厚度的影响,研究了OCT图像的各个反射峰与实际皮肤的结构之间联系.     

光学相干层析成像技术用于裸鼠皮肤霉菌感染研究

利用中心波长为850 nm的宽带光源SLD实现了纵向分辨率为8μm的光学相干层析成像系统。系统采用傅里叶域光学延迟线实现了深度扫描速度为160 mm/s,成像深度为3 mm。获得了裸鼠皮肤霉菌感染部位和健康皮肤的光学相干层析(optical coherence tom ography,OCT)图像,皮肤病变前后的内部结构信息清晰可见。     

基于光学相干层析成像技术的鼠皮肤II度烫伤及其修复过程监控

建立小鼠皮肤的Ⅱ度烫伤的模型,分别于烫伤前、烫伤后1 min、8 h、1 d、3 d、5 d、7 d、9 d、11 d、13 d、15 d、17 d,用光学相干层析成像技术(OCT)对烫伤的创面进行动态的监测,同时对创面进行组织病理学的检测,对结果进行分析。利用OCT单次散射模型获得皮肤在烫伤前后光衰减系数的变化情况,结果显示光衰减系数的值在烫伤后是呈先减小后增大的趋势,待修复完全后又恢复到烫伤前相近的值。该结果与组织病理学的结果相吻合,这表明OCT技术可以用于实时诊断烫伤的皮肤。     

基于自适应光学的视网膜单细胞光学相干层析成像技术

介绍了一种基于CCD相机的并行光学相干层析成像技术,将所建立的层析成像系统和自适应光学视网膜相机结合。利用一维光学相干层析系统对人眼视网膜进行追踪并控制相干门在视网膜内的位置,利用基于CCD相机的二维光学相干层析成像系统记录视网膜的干涉图像。用眼模型和牛眼视网膜组织对系统进行了测试,通过将4幅干涉图像的获取时间控制在7 ms以内来减少视网膜运动对成像的影响;系统的轴向点扩展函数和灵敏度分别达到10 μm和76 dB。实验结果表明,所建立的基于自适应光学的视网膜光学相干层析成像系统的空间分辨率和灵敏度远远高于其它基于自适应光学的视网膜成像技术。     

宽场光学相干层析成像技术在眼科学中的研究进展

宽场光学相干层析成像技术(WF-OCT)是光学相干成像技术领域的一个新方向。其接收干涉信号获得样品的二维信息,一次性建立样品整个断面的图像,可快速高效地获得样品的成像信息,以实现对物体特质的研究。本文就WF-OCT的基本原理、系统的基本构成及特点,以及近年来在眼科疾病诊断方面的应用进行了综述,可为WF-OCT仪器的设计及其在眼科医学中的应用提供思路和参考。     

小鼠膀胱内金属纳米粒子的光热光学相干层析成像

本文提出了一种利用光热相差对金属纳米粒子(NP)试剂进行光学相干层析成像(OCT)的方法.通过记录光热相位,可以跟踪深度可分辨、实时和高度局部化的光热转换.对于绝热吸收,光热相差代表了NP的局部光吸收特性.为了验证该方法的有效性,我们首先利用FD-OCT成像系统对不同浓度的NP试剂进行了琼脂体模实验.结果表明,光热相位...     

金纳米棒-聚苯胺核壳纳米材料的光学相干层析成像能力研究

对比试剂的使用能够显著提升光学相干层析(OCT)的成像效果。聚苯胺(PANI)是一种有机导电聚合物,在近红外(NIR)区有着很强的光吸收。本文采用PANI对常见的OCT成像对比试剂--金纳米棒(GNRs)进行修饰,合成了PANI/GNRs核壳粒子,并对其OCT成像对比能力进行了研究。PANI/GNRs展现出良好的NIR光吸收特性;同时,PANI对GNRs的包裹也显著提升了金纳米结构的稳定性、降低了GNRs原有的毒性。选用离体猪肝组织作为检测样本,发现纳米材料使用能够显著提升OCT的成像效果。与未修饰的GNRs及PANI粒子相比,PANI/GNRs的OCT成像对比效果明显更好。因此,PANI包裹的GNRs核壳纳米材料有望成为一种低毒性且效果良好的OCT对比试剂用于生物组织成像。     

传统光学相干断层成像:软骨双折射特性的研究

传统光学相干断层成像可实现无损伤在体检测,具有较高的分辨率和灵敏度。获取生物组织的双折射信息可望是其应用之一。本文用传统光学相干断层成像系统以动物模型对关节软骨进行了研究,对软骨组织的传统光学相干断层图像的层结构随脱水和机械作用的变化进行了分析。结果表明,传统光学相干断层成像系统在一定程度上可用于监测由其胶原质纤维排列决定的软骨组织的双折射和密度。     

位相分辨偏振灵敏光学相干层析术:组织双折射特性的成像与定量分析

我们研制了一种基于光纤的位相分辨偏振灵敏光学相干层析成像系统。该系统中的偏振状态控制设量在参考臂而非光源臂上,因而使得光抵达样品的传输效率大大提高。鉴于光源的部分偏振性,入射于样品上的光含有任意偏振状态的分量,通过对参考光偏振状态的调制,就可相干地提取对应于入射光四种正交偏振状态并经样品后向散射的光信号。基于斯托克斯矢量夹角在无损光纤系统传输的变换不变性,我们能利用测量臂中光信号的斯托克斯参数来确定双折射样品深度分辨的位相延迟信息。利用所研制的偏振灵敏光学相干层析成像系统,不仅确认了韧带和软骨的双折射性质,而且定量分析了不同条件下韧带的双折射变化．研究结果表明：韧带松弛可使其双折射特性明显减弱,而韧带经拉伸后,其双折射特性的变化却不明显。     

光学相干断层成像在临床医学中的应用

光学相干断层成像(OCT)是一种基于弱相干光学断层成像技术,可以对生物组织活体断层成像,是继计算机X射线摄影(CR)和数字X射线摄影(DR)、超声、电子计算机断层扫描(CT)、磁共振成像(MRI)之后又一新的生物组织成像方法。OCT在眼科、皮肤科、心血管科、肿瘤科、骨科、口腔科、妇科等对组织病变的早期光学诊断和实时动态监测方面具有广泛的应用及重要的临床价值。本文就OCT的基本原理、研究现状、主要的临床应用和应用过程中存在的问题进行综述并展望未来相关的发展趋势。     

玻璃体腔抗VEGF治疗不同光学相干层析成像技术分型下的糖尿病黄斑水肿临床疗效分析

摘要 目的：研究玻璃体腔内抗血管内皮生长因子（VEGF）抗体治疗不同光学相干层析成像技术（OCT）分型下的糖尿病黄斑水肿临床疗效。方法：选取2019年1月到2021年3月在我院进行治疗的糖尿病黄斑水肿患者60例,根据OCT检测分为分弥漫性黄斑水肿（DRT）组、囊样黄斑水肿（CME）组和浆液性视网膜脱离（SRD）组,每组20例。所有患者均接受玻璃体腔内注射抗VEGF抗体治疗,比较三组患者临床治疗疗效、黄斑水肿形态、最佳矫正视力（BCVA）、黄斑中心凹厚度（CMT）以及不良反应发生率。结果：（1）DRT、CME和SRD组患者临床治疗有效率分别为85.0 %、75.0 %和50.0 %,治疗后黄斑水肿消退率分别为55.0 %、25.0 %和10.0 %,且组间比较差异显著（P<0.05）;（2）三组患者治疗前BCVA和CMT均无差异（P>0.05）,治疗后三组患者BCVA和CMT均降低（P<0.05）,并且治疗后DRT和CME组患者BCVA和CMT均低于SRD组（P<0.05）;（3）DRT、CME和SRD组患者治疗期间不良反应发生率分别为10.0 %、10.0 %和25.0 %,但三组患者治疗期间不良反应发生率比较无差异（P>0.05）。结论：不同OCT分型的糖尿病黄斑水肿经玻璃体腔抗VEGF抗体治疗后临床疗效不同,其中DRT患者临床治疗疗效最好,而SRD患者疗效最差。     

图形处理器在实时光学相干断层成像中的应用

光学相干断层成像(optical coherence tomography,OCT)技术在成像过程中具有极大的数据量和计算量,传统的基于中央处理器(central processing unit,CPU)的计算平台难以满足OCT实时成像的需求。图形处理器(graphics processing unit,GPU)在通用计算方面具有强大的并行处理能力和数值计算能力,可以突破OCT实时成像的瓶颈。本文对GPU做了简要介绍并阐述了GPU在OCT实时成像及功能成像中的应用及研究进展。     

光学相干层析术高分辨率活体成像泼尼松龙诱导的骨质疏松斑马鱼模型

本研究利用光学相干层析术OCT对泼尼松龙诱导的斑马鱼骨质疏松模型进行活体成像,并结合电镜能谱技术定量分析斑马鱼模型骨质的钙磷元素含量及分布情况,共同探讨OCT方法在基于斑马鱼模型开展的骨质疏松研究中的使用价值。选取40条3月龄野生型斑马鱼暴露于50μmol/L泼尼松龙溶液和含0. 5%DMSO的溶液中(对照组),28. 5℃下培养,分别于第5、10、20天取出浸药组和对照组进行OCT活体成像,比较两者光散射特征。在每个时间点的成像之后,将浸药组的5条斑马鱼处死,然后取颅骨进行元素含量电镜扫描能谱分析。本研究利用50μmol/L泼尼松龙溶液培养斑马鱼至第20天,成功构建了斑马鱼骨质疏松模型。与对照组相比,模型组活体OCT成像显示骨组织光散射减弱,光子量明显减少,呈不均匀分布。能谱元素检查结果说明颅骨内所含钙、磷比例明显下降,证实骨质疏松发生,骨量减少。OCT成像方法在对斑马鱼骨质疏松模型进行活体、实时、无创等研究方面具有重要价值,本试验也为骨质疏松疾病的研究和药物筛选等方面提供了新的有效的方法。     

采用OCT系统对组织光学通透的研究

组织通透方法采用高折射率化学试剂对生物组织进行渗透,改变组织的光学均匀性,可以有效地改善光学成像的穿透深度,受到生物医学光学研究领域的重视。利用光学相干层析成像技术,测量通透过程中不同测量深度下组织的散射特征的变化。通过采用系统信号对数的梯度值近似地表征光学散射系数,研究了通透过程中组织的散射特征随渗透时间和测量深度的动态关系。实验证明了组织通透可以有效地增加光子的穿透深度,并改善成像质量。研究发现:不同测量深度处组织的散射系数及其变化幅度、变化过程和变化趋势等均存在一定的差异性,并与组织的微观结构、其通透效果,化学试剂在组织中的渗透行为等有密切关系,有助于组织通透过程的理解,并为组织通透机制提供可能的实验依据。     

基于全场光学相干层析图像的人体肝组织癌变定量特征分析研究

利用实验室搭建的全场光学相干层析(FFOCT)系统对人体正常与癌变肝组织分别进行成像,获得了高分辨率的层析图像.针对人眼识别FFOCT图像时难以区分正常与早期癌变肝组织的问题,提取两者FFOCT图像的灰度特征并进行统计学分析,以实现在参数特征上区分两者的目的.结果表明,在正常与癌变肝组织初步提取的均值、方差和峰度等五个...     

生物组织的超声调制光学成像技术

具有超声定位的高空间分辨率和光学检测的高灵敏度的超声调制光学成像技术是一种有前途的无损的生物组织成像技术。文章阐述了该技术的成像原理,评述了前人在散射介质中声光作用机制的理论研究;介绍了该领域在技术路线上的最新研究进展;最后总结了超声调制光学成像技术的优点并展望了其在生物医学领域的应用前景。     

一种提高乳腺扩散光学层析成像分辨率的方式

目的 扩散光学层析成像（diffuse optical tomography,DOT）在女性大尺寸乳腺检测时因信噪比低,导致其成像分辨率较低。本文基于计算机断层扫描激光乳腺成像系统（computed tomography laser mammography,CTLM）,提出一种提高乳腺扩散光学层析成像分辨率的方式。方法 本文首先通过仿体实验探讨仿体直径和目标深度对扩散光学层析成像分辨率的影响;其次,本文使用高透性的光敏树脂通过3D打印制作外壳定位件,在验证其对扩散光学层析成像分辨率无显著影响后,利用外壳定位件对被测物进行约束压缩,以减小被测物直径来提高信噪比,优化扩散光学层析成像分辨率。结果 本文通过仿体实验验证了仿体直径的增加和目标深度的变化均会在一定程度上影响成像分辨率,随着仿体直径的增加,其感兴趣区（region of interests,ROIs）宽轴和长轴半高宽基本属于上升趋势;随着目标深度的增加,也会对ROIs宽轴和长轴半高宽产生影响。同时发现仿体直径对ROIs长轴半高宽有显著影响,目标深度对ROIs宽轴半高宽有显著影响。另外通过仿体实验结果验证了外壳定位件对扩散光学层析成像分辨率无显著影响,利用外壳定位件约束压缩后ROIs长轴半高宽降幅明显,降幅达到30%以上,远大于宽轴半高宽的降幅,达到了提高成像分辨率的作用。结论 本文所提出的方式能够达到提高乳腺扩散光学层析成像分辨率的作用,且所使用的材料和方法简单,具有较强的可实施性,为提高乳腺扩散光层析成像分辨率提供了新思路。