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基于光谱解调的对称波导型表面等离子体共振传感研究

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光谱学与光谱分析 2015年第2期35卷 289-292页

作者：张怡龙刘乐郭峻张鹏飞郭继华马辉何永红清华大学深圳研究生院光学检测与成像实验室(深圳市无损监测与微创医学技术重点实验室) 广东深圳518055 清华大学深圳研究生院绿色化学电源实验室广东深圳518055

表面等离子体共振(SPR)传感系统有角度谱、光谱、强度、相位等解调方式,其中光谱型的(SPR)传感系统因可以使用光纤导光,将传感部分独立出来,可进行远距离传感和现场检测,并能有效缩小系统的体积。对称光波导型(SOW)SPR因金属膜层两边的... 详细信息

表面等离子体共振(SPR)传感系统有角度谱、光谱、强度、相位等解调方式,其中光谱型的(SPR)传感系统因可以使用光纤导光,将传感部分独立出来,可进行远距离传感和现场检测,并能有效缩小系统的体积。对称光波导型(SOW)SPR因金属膜层两边的折射率完全相同,表面等离子体波传播距离更长,穿透深度更深,比传统的SPR系统具有更高的灵敏度和分辨率。对对称波导型(SOW)SPR进行光谱解调研究,以MgF2-Au-MgF2结构的SOW-SPR为传感单元,同时以光纤输出的卤素灯为光源,搭建了一套光谱解调的SOW-SPR检测系统,以不同浓度的葡萄糖溶液对系统折射率分辨率进行测量,得到2.8×10-7 RIU的分辨率。为SOW-SPR系统小型化、现场检测以及远距离探测提出一种可能实现的手段,具有很好的应用前景。

关键词：表面等离子体共振光谱解调对称光波导

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可穿戴光学汗液传感器的研究进展

中国科学:化学 2024年

作者：陈至威陈艳霞陈晨钟兴平秦雷张学记北京信息科技大学北京市传感器重点实验室清华大学医学院北京信息科技大学自动化学院深圳大学生物医学工程学院

生物传感器的不断进步促进了可穿戴健康监测技术的快速发展.汗液中富含与人体健康相关的多种生物标志物.基于汗液检测的可穿戴传感技术对于人体健康监测具有重要的应用价值.除了传统的电化学检测,光学检测作为一种快速、简便的测量方法... 详细信息

生物传感器的不断进步促进了可穿戴健康监测技术的快速发展.汗液中富含与人体健康相关的多种生物标志物.基于汗液检测的可穿戴传感技术对于人体健康监测具有重要的应用价值.除了传统的电化学检测,光学检测作为一种快速、简便的测量方法,在可穿戴汗液传感领域也发挥着至关重要的作用.基于此,我们从柔性界面材料、汗液采集方式和光学检测原理及方法三个方面综述了近5年来国内外可穿戴光学汗液传感技术的研究进展.最后,总结了目前可穿戴光学汗液传感器面临的问题,并对其发展及应用前景进行展望.

关键词：汗液柔性材料光学检测生物传感

偏振成像系统中的面阵CMOS传感器非线性校正

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红外与激光工程 2016年第6期45卷 16-20页

作者：付轶帆吴剑何宏辉清华大学深圳研究生院生物医学工程研究所广东深圳518055 清华大学深圳研究生院深圳市无损监测与微创医学技术重点实验室广东深圳518055

mueller矩阵偏振成像可用于获取生物组织的浅表层生理学信息,在疾病早期诊断与预防中具有重要意义。而在偏振成像系统中直接使用商用面阵CMOS相机不能得到用于解算mueller矩阵的正确图像信息,限制了其在小型化内窥领域上的应用。对商用... 详细信息

mueller矩阵偏振成像可用于获取生物组织的浅表层生理学信息,在疾病早期诊断与预防中具有重要意义。而在偏振成像系统中直接使用商用面阵CMOS相机不能得到用于解算mueller矩阵的正确图像信息,限制了其在小型化内窥领域上的应用。对商用面阵CMOS的研究表明其光信号输入输出呈非线性映射关系。综合考虑到传感器固有的成像噪声,提出一种基于校正的方法对CMOS的输出数据进行映射以获取正确的组织偏振信息值。实验结果表明校正后的偏振信息可以解算得到正确的mueller矩阵值,误差可以控制在3%以内,对蚕丝样品的测试也证明了该方法的有效性。上述结果使得内窥探头上应用小型化的商用面阵CMOS图像传感器进行体内生物组织mueller矩阵测量成为可能。

关键词：非线性校正面阵CMOS mueller矩阵内窥

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偏振光成像技术用于肿瘤病变检测的研究进展

生物化学与生物物理进展 2015年第5期42卷 419-433页

作者：何宏辉曾楠廖然马辉清华大学深圳研究生院深圳市无损监测与微创医学技术重点实验室光学检测与成像研究所深圳518055 清华大学物理系北京100084

偏振光成像是一种非标记、无损伤检测技术,它与现有非偏振光学方法硬件兼容,但能提供更丰富的样品结构和光学信息,并且对亚波长微观结构变化十分敏感.最近,偏振光成像方法在生物医学,特别是肿瘤癌症检测领域显示出很好的应用前景.本文... 详细信息

偏振光成像是一种非标记、无损伤检测技术,它与现有非偏振光学方法硬件兼容,但能提供更丰富的样品结构和光学信息,并且对亚波长微观结构变化十分敏感.最近,偏振光成像方法在生物医学,特别是肿瘤癌症检测领域显示出很好的应用前景.本文介绍了常用的偏振光散射成像方法,包括偏振差、偏振度、旋转线偏振成像、偏振显微、穆勒矩阵成像等,并展示这些偏振方法在生物医学领域,特别是癌症检测方面的最新研究进展.目前偏振差、偏振度等成像方法已被初步用于皮肤癌的诊断,而穆勒矩阵包含更为丰富的组织微观结构信息,因而具有更好的诊断应用前景.通过对穆勒矩阵进行分解、变换等处理,可获得具有明确物理意义的成像参数,并发展为针对不同应用的特异性方法.目前,随着新型光源、偏振器件和探测器的出现,特别是数据计算处理能力的急剧提升,偏振成像在数据解释和测量方法方面的研究快速发展,已经在生物医学领域显示出很好的应用前景.

关键词：偏振光散射生物医学成像穆勒矩阵

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基于体视显微镜的立体视觉测量系统

清华大学学报（自然科学版） 2015年第2期55卷 223-230页

作者：彭诚任涛段侪杰清华大学深圳研究生院深圳518055 深圳市无损监测与微创医学技术重点实验室深圳518055 清华大学生物医学工程系北京100084

该文基于体视显微镜(SLM),根据双目视觉原理,构建了显微立体视觉测量系统;通过图像采集、系统标定、图像预处理、图像匹配、物体重建等步骤实现微观物体的立体重构和测量。系统采用改进的DLT(direct linear transformation)方法;在图像... 详细信息

该文基于体视显微镜(SLM),根据双目视觉原理,构建了显微立体视觉测量系统;通过图像采集、系统标定、图像预处理、图像匹配、物体重建等步骤实现微观物体的立体重构和测量。系统采用改进的DLT(direct linear transformation)方法;在图像匹配过程中,依据被测量物体不同的特征,采用了基于特征的匹配和基于图割的全局匹配2种方式。该统实现了微型物体的立体重建及尺寸测量功能。

关键词：显微测量视觉测量立体匹配摄像机标定体视显微镜(SLM)

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基于稀疏散乱数据的实时心内膜三维重建方法

计算机应用研究 2014年第8期31卷 2516-2519页

作者：付轶帆吴剑清华大学深圳研究生院深圳市无损监测与微创医学技术重点实验室广东深圳518055

心内膜三维可视化可用于辅助心内科导管消融手术中靶点的准确定位和消融。为满足术中图像导航需求,针对由心内膜结构上动态采集到的三维坐标点的稀疏性和散乱性进行分析,提出一种心内膜三维模型实时构建方法。以采集到的稀疏采样点云的... 详细信息

心内膜三维可视化可用于辅助心内科导管消融手术中靶点的准确定位和消融。为满足术中图像导航需求,针对由心内膜结构上动态采集到的三维坐标点的稀疏性和散乱性进行分析,提出一种心内膜三维模型实时构建方法。以采集到的稀疏采样点云的空间坐标数据构建心内膜网格模型,并以薄板样条(thin plate splines,TPS)作为网格模型弯曲能量的约束准则,通过对心内膜网格模型的形变逼近目标结构,快速准确达到收敛条件。实验结果表明,该方法重建模型对心内膜表面整体和局部具有良好的贴合性,重建的表面误差满足临床要求,模型形变时间满足由动态采集的坐标点实时更新对应心内膜表面的要求。

关键词：稀疏散乱薄板样条心内膜实时重建

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一种MR膀胱图像增强后基于图论的分割策略

清华大学学报（自然科学版） 2015年第6期55卷 695-699页

作者：段侪杰张一嘉郭卉叶大田梁正荣清华大学深圳研究生院深圳市无损监测与微创医学技术重点实验室深圳518055 清华大学生物医学工程系北京100084 美国纽约州立大学石溪分校美国石溪镇NY 11794

为了从具有低信噪比和运动伪影的虚拟膀胱镜核磁成像图像MR(magnetic resonance)中获得精确的膀胱分割结果,该文提出一种针对连续采集的多套短时膀胱MR影像的处理策略。该策略选取一套图像作为配准基准,对其他短时图像先后进行仿射变换... 详细信息

为了从具有低信噪比和运动伪影的虚拟膀胱镜核磁成像图像MR(magnetic resonance)中获得精确的膀胱分割结果,该文提出一种针对连续采集的多套短时膀胱MR影像的处理策略。该策略选取一套图像作为配准基准,对其他短时图像先后进行仿射变换和分层B样条变换配准,最后对配准结果平均,获得增强图像。继而利用基于闭集模型的图割方法分别对基准图像和增强图像进行分割。该文利用计算机生成的模拟图像以及临床MR图像测试该策略。实验结果表明:模拟增强图像和MR增强图像的信噪比分别增大到原来的3.26倍和2.17倍,图像信噪比在配准后明显提高;对增强图像使用该文提供的分割方法获得了更好的分割结果。实验证明该文提出的策略能通过配准方法获得高信噪比、高对比度、较少伪影的膀胱增强影像。

关键词：膀胱造影核磁共振(MR) 配准图割

基于DCMTK的DICOM-ECG实现的研究

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中国医疗器械杂志 2013年第6期37卷 404-406页

作者：王祥吴剑马亚全彭诚清华大学深圳研究生院深圳市无损监测与微创医学技术重点实验室深圳市518055 深圳华清心仪医疗电子有限公司深圳市518054

通过解析DICOM 3.0标准关于ECG描述的部分,借助工具包DCMTK实现符合DICOM标准的DICOM-ECG文件,使生成的DICOM-ECG文件能直接与支持DICOM标准的系统通讯。

关键词： DICOM-ECG DCMTK

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一种乳腺立体定位穿刺导向架的研制

中国医疗器械杂志 2013年第6期37卷 423-426页

作者：孔龙阳吴剑高鹏吴国辉李修往清华大学深圳研究生院深圳市无损监测与微创医学技术重点实验室深圳市518055 深圳安科高技术股份有限公司深圳市518067

针对临床上乳腺穿刺手术中精确定位穿刺枪的需求,设计出一款能匹配于国产乳腺机的立体定位穿刺导向架,以帮助医生提高手术质量。该装置包括运动模块、位移测量模块及显示模块,可实现三个方向相互垂直的直线运动,能实时显示三方向的运动... 详细信息

针对临床上乳腺穿刺手术中精确定位穿刺枪的需求,设计出一款能匹配于国产乳腺机的立体定位穿刺导向架,以帮助医生提高手术质量。该装置包括运动模块、位移测量模块及显示模块,可实现三个方向相互垂直的直线运动,能实时显示三方向的运动位移。实验结果表明,该装置能与国产乳腺机良好匹配,使用感觉良好,各个运动方向的定位精度和重复性均较好,通过观察显示值,操作者可以准确改变穿刺枪的空间位置。

关键词：乳腺穿刺立体定位穿刺架三自由度