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视频型手术显微镜光学成像研究进展综述

激光与光电子学进展 2024年

作者：王晶锦刘鑫姜子康牛春晖李晓英吕勇北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院

随着光电子技术和数字化技术的不断进步，手术显微镜光学成像在成像质量、增加功能和扩展应用领域等方面取得了持续的创新与进步，便于医生操作，从而提高了手术效果。相比于双目手术显微镜，视频型显微镜可以提供多用户的视频共享、高... 详细信息

随着光电子技术和数字化技术的不断进步，手术显微镜光学成像在成像质量、增加功能和扩展应用领域等方面取得了持续的创新与进步，便于医生操作，从而提高了手术效果。相比于双目手术显微镜，视频型显微镜可以提供多用户的视频共享、高清智能化的手术画面、更符合人体工程学，减少了医生的疲惫。因此本文基于当前视频型手术显微镜，详细地介绍了当前视频型手术显微镜光学成像的发展和研究状况。首先介绍了手术显微镜光学成像技术的发展历程。而对于视频型手显微镜光学成像的研究状况，主要从连续变焦技术、以荧光成像和多光谱成像以及偏振成像和光声成像等为主的多模态融合成像技术、光学成像与数字化和智能化发展三个方面进行了阐述。最后，对其未来发展趋势进行了展望。

关键词：手术显微镜视频型光学成像连续变焦多模态数字化与智能化

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基于旋转反射镜光学成像的动态目标跟踪方法

兵工学报 2020年第8期41卷 1558-1565页

作者：卢莉萍郑潇西安工业大学计算机科学与工程学院陕西西安710021 西安工业大学电子信息工程学院陕西西安710021

为完善军事靶场实验中精准获得动态目标参数,针对现有目标跟踪方法无法快速跟踪高速运动目标的问题,提出了一种基于反射镜光学成像的动态目标跟踪方法。利用光反射原理,采用高速相机与反射镜结合的方式采集动态目标的多图像信息,建立目... 详细信息

为完善军事靶场实验中精准获得动态目标参数,针对现有目标跟踪方法无法快速跟踪高速运动目标的问题,提出了一种基于反射镜光学成像的动态目标跟踪方法。利用光反射原理,采用高速相机与反射镜结合的方式采集动态目标的多图像信息,建立目标运动数学模型;依据反射镜角度偏移量,研究反射镜转动参数与目标运动参数的匹配关系;采用嵌入式控制器、反射镜、光学相机等搭建系统硬件平台,并结合目标运动数学模型和图像处理算法,实现目标跟踪系统多参量的调控与优化。系统测试结果表明,在变速运动状态下所建立的目标跟踪模型能够获得清晰的目标图像,达到了跟踪的目的。

关键词：目标跟踪光学成像反射镜嵌入式控制器

应用光学成像技术检测棉花中异性纤维的研究进展

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纺织学报 2020年第6期41卷 183-189页

作者：董超群杜玉红任维佳赵地天津工业大学机械工程学院天津300387 天津工业大学天津市现代机电装备技术重点实验室天津300387

为进一步提高棉花中异性纤维的检出率,针对光学成像技术在异性纤维检测中的应用情况进行探究,通过阐述紫外光、X射线、线激光、偏振光、红外光和高光谱成像技术的原理和检测效果,分析了各成像方法的优势及局限性。归纳总结了现有研究中... 详细信息

为进一步提高棉花中异性纤维的检出率,针对光学成像技术在异性纤维检测中的应用情况进行探究,通过阐述紫外光、X射线、线激光、偏振光、红外光和高光谱成像技术的原理和检测效果,分析了各成像方法的优势及局限性。归纳总结了现有研究中存在的问题和不足,认为目前不同种类异性纤维检测适用的成像方法不同,无法同时检测出全部种类的异性纤维;而且多相机成像方案和相机分辨率的提高增加了图像冗余信息,影响了检测速度;同时大部分检测方法仅在实验室条件下得到验证,缺乏实际生产环境的检验。最后指出未来会以多相机多光源成像方案为主,减少图像信息冗余,合理选择光源的种类、数量、功率和安装方式,开发成像系统参数自动调整系统。

关键词：棉花异性纤维光源组合光谱分析光学成像检出率

皮肤光透明技术在光学成像与激光治疗中的应用进展

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临床皮肤科杂志 2022年第9期51卷 566-569页

作者：刘妍王雪张连斌陶娟李延华中科技大学同济医学院附属协和医院皮肤科湖北武汉430022 华中科技大学化学与化工学院湖北武汉430074

皮肤组织具有高散射特性,限制了光的穿透深度,使得皮肤光学成像和激光治疗局限于浅表部位。皮肤光透明技术可以对皮肤光学特性可逆控制,光透明剂进入皮肤后暂时匹配组织折射率,降低皮肤内部光的散射,增加光的穿透深度。目前一些皮肤光... 详细信息

皮肤组织具有高散射特性,限制了光的穿透深度,使得皮肤光学成像和激光治疗局限于浅表部位。皮肤光透明技术可以对皮肤光学特性可逆控制,光透明剂进入皮肤后暂时匹配组织折射率,降低皮肤内部光的散射,增加光的穿透深度。目前一些皮肤光透明技术已被用于提高动物和人体皮肤的光学成像质量和激光治疗疗效,然而其体内研究较少,人体应用仍处于初步探究阶段。本文综述了皮肤光透明技术的体内研究现状和在皮肤光学成像与激光治疗中的最新应用进展。

关键词：皮肤光透明技术光透明剂光学成像激光治疗

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光学成像技术在光动力剂量监测中的应用进展

中国激光 2020年第2期47卷 84-94页

作者：李文博沈毅李步洪福建师范大学医学光电科学与技术教育部重点实验室福建省光子技术重点实验室福建福州350007

光动力疗法(PDT)作为选择性治疗恶性肿瘤和良性疾病的精准靶向疗法,已获得了广泛的临床应用。如何利用先进的光学成像技术实现对PDT剂量的实时监测,是开展PDT个性化精准治疗的理论基础。本文介绍了PDT治疗过程中光敏剂、氧、单线态氧以... 详细信息

光动力疗法(PDT)作为选择性治疗恶性肿瘤和良性疾病的精准靶向疗法,已获得了广泛的临床应用。如何利用先进的光学成像技术实现对PDT剂量的实时监测,是开展PDT个性化精准治疗的理论基础。本文介绍了PDT治疗过程中光敏剂、氧、单线态氧以及血管响应等所需监测的4个重要参量,重点总结了用于实时监测PDT参量的光学成像技术,并比较分析了这些技术的优势和局限性,最后讨论了光学成像技术在PDT临床转化应用中面临的挑战。

关键词：医用光学光动力疗法光学成像剂量监测临床应用

第六届国际前沿光学成像与探测技术及应用学术交流会

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红外与激光工程 2023年第8期52卷 I0011-I0012页

光学成像技术应用与发展在军用和民用领域发挥了关键作用,随着技术的发展,传统的成像方法不能满足现有的需求,光学前沿成像技术通过新颖的物理检测原理,先进的传感器芯片和电子电路设计,新的光学成像方法,数学算法图像重建和物理技术相... 详细信息

光学成像技术应用与发展在军用和民用领域发挥了关键作用,随着技术的发展,传统的成像方法不能满足现有的需求,光学前沿成像技术通过新颖的物理检测原理,先进的传感器芯片和电子电路设计,新的光学成像方法,数学算法图像重建和物理技术相结合,提高了图像分辨率。前沿成像技术被广泛的应用中国防、国土安全、遥感、测绘等领域。

关键词：光学成像图像重建图像分辨率传感器芯片数学算法物理检测国土安全电子电路设计

光学成像结合吲哚菁绿引导胃癌前哨淋巴结活检诊断价值的Meta分析

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光学成像结合吲哚菁绿引导胃癌前哨淋巴结活检诊断价值的Meta分析

作者：何梅峰承德医学院

学位级别：硕士

胃癌(gastric cancer,GC)是消化系统常见的恶性肿瘤之一,最主要的治疗方式是手术切除。如果术中能准确实时地评估淋巴结转移情况,进而指导淋巴结清扫范围,就可减少手术并发症并提高术后生存质量。前哨淋巴结(sentinel lymph node,SLN)... 详细信息

胃癌(gastric cancer,GC)是消化系统常见的恶性肿瘤之一,最主要的治疗方式是手术切除。如果术中能准确实时地评估淋巴结转移情况,进而指导淋巴结清扫范围,就可减少手术并发症并提高术后生存质量。前哨淋巴结(sentinel lymph node,SLN)是指首先接收区域淋巴引流的那一组淋巴结(可以是一个或多个淋巴结),在恶性肿瘤是指肿瘤细胞到达的第一站淋巴结。21世纪以来,国内外学者相继报道利用光学成像(近红外或荧光成像)结合吲哚菁绿(indocyanine green,ICG)引导胃癌前哨淋巴结活检(sentinel lymph node biopsy,SLNB)的研究结果。这些研究都呈现出良好的应用前景,但各研究报告的结果并不一致:灵敏度和特异度波动范围较大。我们对光学成像结合ICG引导胃癌前哨淋巴结活检的诊断价值进行Meta分析,以期为胃癌治疗提供指导。目的:系统评价光学成像(近红外成像或荧光成像)结合吲哚菁绿(ICG)引导胃癌前哨淋巴结(SLN)活检的诊断价值,并探究该方法的影响因素。方法:以“gastric/stomach”and“cancer/carcinoma/tumor/tumour/adenocarcinoma/neoplasm”and“sentinel lymph node”and“near-infrared/NIR or fluorescent imaging”and“indocyanine green/ICG”为检索词,检索Pubmed、Embase、Medline、Web of science和Cochrane Library等电子数据库,纳入光学成像(近红外成像或荧光成像)结合ICG引导胃癌前哨淋巴结活检(SLNB)的前瞻性诊断试验。文献纳入标准:(1)患有可手术切除的胃癌(cT);(2)肿瘤临床分期至少由2种影像学检查所确定;(3)光学成像(近红外成像或荧光成像)结合ICG引导胃癌SLNB的诊断准确性试验;(4)预测胃癌淋巴结转移情况的前瞻性研究;(5)对术中切下的所有淋巴结进行术中(或术后)病理活检;(6)文献中统计分析的患者例数>10例。排除标准:(1)患者有相关用药过敏史或放化疗史;(2)既往接受过内镜下黏膜切除或内镜黏膜下剥离术;(3)研究纳入人群合并多种消化道肿瘤疾病;(4)病例报告、会议摘要、临床指南、社论、综述、Meta分析及书信;(5)体外实验及动物实验;(6)诊断效能数据不足。应用Stata12.0软件以“双变量混合效应模型”结合“midas”命令进行分析。提取各纳入文献的真阳性值、假阳性值、假阴性值、真阴性值等信息。绘制文献质量评估图描述总体纳入文献质量;用森林图进行异质性分析,P50%),则进行Meta回归分析及亚组分析,P光学成像涉及近红外成像和荧光成像两种方法。光学成像结合ICG引导胃癌SLNB诊断价值为:合并灵敏度为0.95(95%CI:0.82.99),合并特异度为1.00(95%CI:0.92.00),阳性似然比为30.39(95%CI:9.1401.06),阴性似然比为0.05(95%CI:0.01.20),诊断性比值比为225.54(95%CI:88.8172.77),集成ROC法(SROC)曲线下面积(AUC)为1.00(95%CI:0.99.00),临界值为灵敏度=0.95(95%CI:0.82.99)、特异度=1.00(95%CI:0.92.00)。对胃癌SLNB的“诊断比值比”进行漏斗图分析,采用Deeks法进行漏斗图不对称检验,发现漏斗图明显不对称,差异有统计学意义(P成像,近红外成像可获得更高的灵敏度(0.98比0.73);相比ICG注射后立即光学成像,20 min后光学成像可获得更高的灵敏度(0.98比0.70);相比SLN平均检出数26例可获得更高的灵敏度(0.96比0.65);相比发表在2010年前的文献,2010年后文献可获得更高的灵敏度(0

关键词：胃癌前哨淋巴结光学成像近红外成像荧光成像吲哚菁绿 Meta分析

第六届国际前沿光学成像与探测技术及应用学术研讨会

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红外与激光工程 2023年第5期52卷 I0009-I0010页

光学成像技术应用与发展在军用和民用领域发挥了关键作用,随着技术的发展,传统的成像方法不能满足现有的需求,光学前沿成像技术通过新颖的物理检测原理,先进的传感器芯片和电子电路设计,新的光学成像方法,数学算法图像重建和物理技术相结合,提高了图像分辨率。

关键词：光学成像图像重建图像分辨率传感器芯片数学算法物理检测电子电路设计民用领域

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免疫突触形成的生物学特点及其光学成像研究

生物化学与生物物理进展 2017年第12期44卷 1066-1073页

作者：林玮储以微山东省医学科学院基础医学研究所微生物室济南250062 山东中医药大学眼科研究所济南250002 复旦大学基础医学院免疫学系上海200032

免疫突触(immunological synapse,IS)是抗原提呈细胞与T细胞免疫识别时,多种分子参与、分阶段不断变化的过程,涉及黏附分子、细胞因子、信号传导分子、细胞骨架蛋白等多分子的聚集或离散.其形成不仅促进T细胞和抗原提呈细胞的稳定接触,... 详细信息

免疫突触(immunological synapse,IS)是抗原提呈细胞与T细胞免疫识别时,多种分子参与、分阶段不断变化的过程,涉及黏附分子、细胞因子、信号传导分子、细胞骨架蛋白等多分子的聚集或离散.其形成不仅促进T细胞和抗原提呈细胞的稳定接触,而且激活T细胞信号传导途径,促进T细胞的活化和增殖.对IS的研究可以从分子水平解释免疫激活、免疫耐受、病原微生物感染与免疫细胞相互作用的机制,为进一步揭示疾病发生的分子机制,寻求疾病防治的靶向分子提供新的思路.近年来,光学成像的发展为可视化研究IS形成与T细胞活化的关系提供了有力帮助,为研究生理病理状态下的免疫应答提供了有力工具.

关键词：免疫突触(IS) T细胞抗原提呈细胞免疫应答光学成像