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生物正交化学在活体标记及药物传递中的研究进展

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生物化学与生物物理进展 2020年第3期47卷 179-187页

作者：韩雨彤潘宏罗英梅马爱青邢婕华陈泽郑明彬李宝红蔡林涛广东医科大学药学院东莞523808 中国科学院深圳先进技术研究院中国科学院健康信息学重点实验室广东省纳米医药重点实验室深圳518055 深圳市罗湖区人民医院药学部深圳518001 珠海先进技术研究院有限公司珠海519000

生物正交化学反应是一类可以在生理条件下发生的化学反应,具有简单、高效、高特异性的特点,在生物医学的研究中被广泛应用.基于生物体天然生命过程的代谢工程,可对生物分子进行无损、高效的生物代谢修饰,是一种理想的生物修饰技术.通过... 详细信息

生物正交化学反应是一类可以在生理条件下发生的化学反应,具有简单、高效、高特异性的特点,在生物医学的研究中被广泛应用.基于生物体天然生命过程的代谢工程,可对生物分子进行无损、高效的生物代谢修饰,是一种理想的生物修饰技术.通过生物代谢途径可有效地将各种化学报告基团引入靶标物的生物分子中,有利于携带配对基团的标记物与其发生生物正交反应,从而在活体系统中实现生物分子的标记示踪和药物递送.这种基于代谢工程与生物正交化学的标记策略因为具有两者之间的优势,在生物医学工程中的标记、成像示踪、诊断等领域展现出巨大的研究价值与应用潜力.本文介绍了生物正交和代谢工程的原理与生物医学研究进展,阐述了生物正交化学在分子成像和药物传递等方面的研究与应用.

关键词：生物正交化学代谢工程生物标记活体示踪药物传递

基于二维集合经验模式分解的距离正则化水平集磁共振图像分割

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物理学报 2016年第16期65卷 268-277页

作者：范虹韦文瑾朱艳春陕西师范大学计算机科学学院西安710062 中国科学院深圳先进技术研究院生物医学与健康工程研究所深圳518055

针对现有磁共振(MR)图像分割算法大多直接在原图像上进行处理,分割效果受噪声影响较大的问题,本文引入二维集合经验模式分解(BEEMD)算法,提高距离正则化水平集(DRLSE)方法对MR图像的分割精度.算法中首先使用BEEMD将待分割MR图像分解为... 详细信息

针对现有磁共振(MR)图像分割算法大多直接在原图像上进行处理,分割效果受噪声影响较大的问题,本文引入二维集合经验模式分解(BEEMD)算法,提高距离正则化水平集(DRLSE)方法对MR图像的分割精度.算法中首先使用BEEMD将待分割MR图像分解为多个二维固有模式函数(BIMF),通过对各BIMF赋予不同加权系数重构待分割图像,从而增强分割目标;然后在DRLSE的边界指示函数中添加部分BIMF分量,恢复因高斯平滑被模糊的目标轮廓,并使用DRLSE方法对重构图像进行分割.通过对仿真图像和临床MR图像分割验证,表明本文算法具有较高的分割精度和鲁棒性,能有效实现对临床MR图像的分割.

关键词：磁共振图像距离正则化水平集二维集合经验模式分解固有模式函数

血压变异性和容积脉搏波特征参数变异性的关联分析

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国际生物医学工程杂志 2011年第6期34卷 321-324,330页

作者：车大莹杨平张元亭中国科学院健康信息学重点实验室深圳518055 中国科学院深圳先进技术研究院生物医学与健康工程研究深圳518055

目的分析血压变异性和容积脉搏波特征参数变异性的相关性，确定相关性较好的参数，为利用容积脉搏波特征参数的变异性来估计血压变异性提供理论依据。方法同步连续采集运动前后19个样本的容积脉搏波信号和血压信号，根据容积脉搏波信号... 详细信息

目的分析血压变异性和容积脉搏波特征参数变异性的相关性，确定相关性较好的参数，为利用容积脉搏波特征参数的变异性来估计血压变异性提供理论依据。方法同步连续采集运动前后19个样本的容积脉搏波信号和血压信号，根据容积脉搏波信号的波形特征，提取8个特征参数，利用皮尔森相关系数分析血压变异性和容积脉搏波特征参数变异性在时域的相关性。结果从容积脉搏波所提取的8个特征参数中，容积脉搏波主波高度的每搏变化与收缩压每搏变异性运动前后相关系数分别为0．76和0．75；波谷到降中峡时间的每搏变化与收缩压每搏变异性运动前后相关系数分别为0．74和0．78。结论容积脉搏波的主波高度的每搏变异性与每搏血压变异性变化之间存在较高的相关关系，可用于近似估计血压变异性。上述发现表明单独基于容积脉搏波的特征变异性来无创连续监测血压变异性具有理论可能性。

关键词：血压变异性脉搏波相关性分析

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超声造影微泡非线性声学特性与成像研究进展

中国介入影像与治疗学 2009年第4期6卷 392-396页

作者：凌涛郑海荣中科院深圳先进技术研究院生物医学与健康工程研究所保罗·C·劳特伯生物医学成像研究中心广东深圳518067 中国科学院生物医学信息与健康工程学重点实验室广东深圳518067

超声造影微泡在声场中会发生非线性散射,在基频超声波激励下,会产生次谐波、超谐波及高次谐波,这意味着可利用超声造影微泡进行非线性成像,从而大幅度提高超声成像的临床诊断能力。本文概述了当前国内外对于超声造影微泡的非线性声学特... 详细信息

超声造影微泡在声场中会发生非线性散射,在基频超声波激励下,会产生次谐波、超谐波及高次谐波,这意味着可利用超声造影微泡进行非线性成像,从而大幅度提高超声成像的临床诊断能力。本文概述了当前国内外对于超声造影微泡的非线性声学特性的研究和发展现状,重点介绍了微泡在不同频率、声压条件下的非线性行为,总结了目前国内外对于超声造影微泡非线性成像的应用研究成果,并对今后的研究和应用进行了展望。

关键词：超声检查微泡非线性声学特性谐波成像次谐波成像超谐波成像

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自适应光学在双光子显微成像技术中的应用

中国激光 2023年第3期50卷 31-48页

作者：章辰高玉峰叶世蔚李慧郑炜深圳信息职业技术学院信息与通信学院广东深圳518172 中国科学院深圳先进技术研究院生物医学光学与分子影像研究中心广东深圳518055

光学显微镜是生物医学研究必不可少的工具,其中双光子显微成像技术具有大深度三维显微成像功能,被认为是深层生物组织研究的首选工具。但是,在双光子成像系统使用过程中,光学系统的装配偏差、光学元件不理想以及生物样品的不均匀性都会... 详细信息

光学显微镜是生物医学研究必不可少的工具,其中双光子显微成像技术具有大深度三维显微成像功能,被认为是深层生物组织研究的首选工具。但是,在双光子成像系统使用过程中,光学系统的装配偏差、光学元件不理想以及生物样品的不均匀性都会在成像过程中引入像差,从而降低成像质量。通过在双光子显微成像系统中引入自适应光学技术,可实现对像差的有效校正,从而提高成像的分辨率、深度和视场。介绍了双光子显微成像中的像差来源和特点,概述了自适应光学技术中不同的探测和校正方法,综述了近年来自适应光学技术在双光子显微成像中不同的应用成果,最后对自适应光学在双光子显微成像中的发展进行了展望。

关键词：生物光学双光子显微成像自适应光学波前像差波前校正

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光声计算层析成像中的皮肤智能去除方法

中国激光 2023年第21期50卷 134-142页

作者：袁怡鑫陈涛刘成波孟静曲阜师范大学计算机学院山东日照276826 中国科学院深圳先进技术研究院生物医学与健康工程研究所广东深圳518055

光声计算层析成像(PACT)不需要外源性对比剂便可获取厘米级深度的光声图像。然而,来自皮肤的高强度光声信号遮盖了皮下深层组织信息,阻碍了感兴趣区域光声图像的正面显示和分析。因此,笔者提出了融合多尺度感知和残差连接的U型深度学习... 详细信息

光声计算层析成像(PACT)不需要外源性对比剂便可获取厘米级深度的光声图像。然而,来自皮肤的高强度光声信号遮盖了皮下深层组织信息,阻碍了感兴趣区域光声图像的正面显示和分析。因此,笔者提出了融合多尺度感知和残差连接的U型深度学习模型,并采用该模型实现了PACT光声图像中皮肤信号的智能分割。首先,提出以单类皮肤区域标注为基准标签图像的非像素级皮肤区域标注方法,该方法不需要像素级图像标注,能够显著降低数据处理的复杂度;然后,设计了皮肤完整性拟合和皮肤掩膜生成算法,并采用该算法实现了PACT图像中皮肤信号的自动去除。使用PACT成像实验获得的人体腿部外周血管光声图像验证了所提方法在皮肤组织高精度智能提取和去除方面的正确性和有效性。与现有的皮肤去除工作相比,本文所提皮肤去除算法对MAP图像的重建误差下降了50%~70%,峰值信噪比平均提升了约4.5 dB,为深层组织PACT图像的高清晰显示提供了一条有效途径。

关键词：生物光学光声成像皮肤分割深度学习外周血管成像

基于二维压缩扩展和光流法的组织应变估计方法

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东北大学学报（自然科学版） 2014年第7期35卷 917-920,954页

作者：张耀楠李宏亮郑海荣康雁东北大学中荷生物医学与信息工程学院辽宁沈阳110819 东北大学教育部医学影像计算重点实验室辽宁沈阳110819 中国科学院深圳先进技术研究院生物医学与健康工程研究所广东深圳518055

在超声弹性成像中,为了得到大压缩量下的精确应变估计,要考虑组织横向膨胀带来的横向位移的信号去相关影响,为此提出了结合二维压缩扩展和光流法的组织应变估计方法.首先采用二维希尔伯特变换法将原始超声RF信号通过包络检测的方法转换... 详细信息

在超声弹性成像中,为了得到大压缩量下的精确应变估计,要考虑组织横向膨胀带来的横向位移的信号去相关影响,为此提出了结合二维压缩扩展和光流法的组织应变估计方法.首先采用二维希尔伯特变换法将原始超声RF信号通过包络检测的方法转换为解析信号,再利用块匹配算法得到16个子区域的位移矢量,然后利用线性回归方法从位移矢量估计出二维压缩扩展的参数.在完成二维压缩扩展之后,再利用光流法对微小位移进行精确估计.实验结果表明,二维压缩扩展方法和光流法的结合增加了总体应变估计的精度与鲁棒性.所得纵向位移和纵向应变与有限元仿真结果基本一致,证明了所提算法的正确性.

关键词：超声弹性成像光流法二维压缩扩展应变估计

超声图像中基于经验模态分解自动提取内-中膜厚度

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中国医学影像技术 2012年第7期28卷 1387-1391页

作者：张晶杨平谢耀钦林宛华张元亭中国科学院深圳先进技术研究院生物医学与健康工程研究所广东深圳518055 中国科学院健康信息学重点实验室广东深圳518055 香港中文大学生物医学工程联合研究中心香港999077

目的为改善传统人工标记测量血管内-中膜厚度(IMT)的准确性和稳定性,提出基于图像分割技术的经验模态分解(EMD)改进算法。方法采用EMD改进算法去噪,根据血管壁的特点,在其中的极值点插值步骤使用非均匀的二维B样条函数,在水平和垂直方... 详细信息

目的为改善传统人工标记测量血管内-中膜厚度(IMT)的准确性和稳定性,提出基于图像分割技术的经验模态分解(EMD)改进算法。方法采用EMD改进算法去噪,根据血管壁的特点,在其中的极值点插值步骤使用非均匀的二维B样条函数,在水平和垂直方向上控制网格的密度不同,分别满足不同的分辨精度和平滑程度要求,改进了原始的二维EMD算法;然后通过K均值方法从图像中分离出血管腔、血管壁和其他组织,使用数学形态学算法逐步得到最终的内-中膜组织分割结果。结果改进EMD算法取得了较好的重建和滤波效果,有效克服了超声图像的强噪声和低分辨力对图像分割的限制,整个算法分割比较准确,算法复杂度相对较小。结论改进EMD算法是在超声图像中自动提取内-中膜的较有潜力的方法,能有效去除超声噪声,同时保留条纹结构的细节和边缘信息,有望于其他强噪声环境下提取条纹结构。

关键词：内-中膜厚度经验模态分解 B样条 K均值

基于光学参量效应的太赫兹辐射源及其研究进展

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激光与红外 2011年第1期41卷 8-14页

作者：林雪梅鲁远甫冯广智冯金垣金雷华南理工大学理学院广东广州510640 中国科学院深圳先进技术研究院生物医学信息与健康工程学重点实验室广东深圳518055

太赫兹频段是电磁波谱中极具科学价值但尚待完全开发的电磁辐射区域,其中,太赫兹辐射源是影响太赫兹频段能否被广泛应用的关键器件,也是太赫兹技术研究领域的前沿问题。基于光参量效应产生太赫兹波的方法具有非线性转换效率高、波长在... 详细信息

太赫兹频段是电磁波谱中极具科学价值但尚待完全开发的电磁辐射区域,其中,太赫兹辐射源是影响太赫兹频段能否被广泛应用的关键器件,也是太赫兹技术研究领域的前沿问题。基于光参量效应产生太赫兹波的方法具有非线性转换效率高、波长在一定范围内连续可调、易小型化、能够在室温下稳定运转等优点,近年来得到了广泛的关注。文章介绍了光参量效应产生太赫兹波的原理,分析了影响太赫兹波输出功率的因素,总结介绍了其在国内外的代表性研究进展,最后提出了一定的改进方法。

关键词：太赫兹波非线性光学光参量效应太赫兹产生