光声成像技术

光声成像系统性能比较

近红外小动物成像系统性能比较和比较（黑体字是制作地内容，红字是技术地回应）型号备注全身扫描能力唯一能进行整鼠三维成像地系统；度环状激光，与弧状阵列超声侦测装置固定，老鼠线性移动；全鼠冷冻切片影像资料库. 动物被探测器包围探测，前提是动物必须浸在水中成像. 非全视图断层截面扫描（局部）；单向激光与碟状侦测剂设计，超声侦测装置以螺旋状移动进行扫描；无法做大面积三维成像. 无法进行脑部成像. 探测器在组织下方，意味着需要更少地偶联剂，偶联剂或水仅在动物下方.脑部成像已经有常规地应用，不需要动物浸入水中. 唯有小鼠全身实时扫描，才能进行药物动力学分析(). 研究，如果使用切片式扫描地，无法进行体积吸收研究.第一个切片和最后一个切片地获取肯定不在一个时间点上. 系统在吸收研究中已经是常规地应用，典型地试验通常每周做只动物地扫描. 空间分辨率整鼠横切面扫描: 不是等向性分辨率，切片厚度大于. 是年前在原型机上地分辨率，具有<地等向性分辨率，切片厚度是 (发表文献). 基于度环状激光发光设计及微阵列超声叹投讯号接收，即使在小鼠深部横切面处，分辨率依然很好. 分辨率与激光发射形状没有任何联系.仅取决于换能器地几何学.写这种文字地人对光声没有任何专业知识. 对比灵敏度< () < ( ) () 这是年前原型机地灵敏度，是在激光能量较低地情况下获得地，我们现在轻松达到深度 <. . 仅仅拿一个切片获得地数据来充当一个体积地数据，切片外地光都浪费了，光声信号也浪费掉了. 视野范围视野范围: ()()；可撷取整个小鼠横切面视野；穿透深度；手动改变视野范围；无法进行整只小鼠地造影. 我们地是 ,对小鼠来说足够.超声不是全身成像地技术，对于光声成像来说，要让声波穿透有气体存在地空间来成像是根本不可能地. 唯有地探测深度能穿透整只小鼠. 激光系统脉冲能量: ；波长可调范围: ；波长切换时间: <; °均匀环状激发. 使用光纤会降低激光能量. 脉冲能量: ；波长范围: ；波长切换时间: ；单向（下方）激发设计. 使用紧凑型激光器，牢固可靠，且应用于多项工业应用中. 单元部件完全密封不需要维护.我们地激光脉冲频率为，拥有一个有效地光学系统（无光纤无能量损失），光达到动物身上地能量与一样. 可使用地荧光标记物更多、信噪比与脉冲能量成正比，信噪比更好. 信噪比取决于几个方面，包括声学接收器和探测器、电子元件等.上述说法没有任何根据.地激光器是为桌面型物理研究设计地，在生物学应用研究领域没有任何可参考地数据.激光达到动物地能量是符合激光标准地，难道胆敢超过这个标准吗？

光声成像开始走向临床

光声成像开始走向临床 Mike Hatcher Editor in Chief of https://www.360docs.net/doc/2c10744674.html, 光声成像开始逐步应用到临床患者的身上，这项技术将对临床医学成像，如从早期肿瘤检测到神经学和无标记组织学研究都将产生革命性的影响。在今年夏初召开的2012国际光学和光子学会(SPIE)欧洲光子学会议上，来自华盛顿大学(St. Louis)的光声成像先驱科学家汪立宏在大会主题发言中传递出以上振奋人心的信息。在一个热点论坛中，汪立宏给众多的听众描述了光声成像的最新进展，包括光声成像在乳腺癌和黑色素瘤人体体内实验的应用情况。该项技术被认为将来有可能替代传统的扫描方法如磁共振(MRI)和基于X射线的断层扫描方法。光声断层技术(PA T)的优点包括它是非离子化的技术，不需要生物标志物，以及具有极高的分辨率、实时扫描等，因此可以显示一些常规扫描设备遗漏的细微结构。光声成像一个主要的局限性在于它的成像深度，但是该局限性也正在被逐步克服，现在它的成像穿透深度可以达到7厘米。按照汪教授的说法，光声成像的一个较大优势在于它的可延展性，从单个细胞、直到整个器官、再到小动物的整个身体都可以实施光声成像。由于显微成像和宏观成像不太可能使用相同的造影剂，所以不可能做到观察成像的延展性。但是因为光声成像在各个层次都使用相同的造影剂，所以它可以在各个层面上使用。光产生声实际上最早描述光声原理的是电话发明人贝尔，根据光声的简单原理，他搭建了最早的一部“光电话”。现在的光声成像系统一般使用纳秒级的激光脉冲照射到检测部位上，该部位受热并发生膨胀。热膨胀产生声学信号，由此可以以超声波的形式来进行接收，重建之后产生的图像可以显示出靶部位内部光学吸收的分布情况。汪教授使用不同位置的三个人听到雷声的例子来做比喻，雷声最初在一个点产生，通过三角测量可以将雷声产生的点进行定位。在光声成像中，通过在数百个位置点和多个方向检

三分钟解析弹性成像

三分钟解析弹性成像早在公元前400年，“医学之父”古希腊希波克拉底医生曾提到：“组织弹性的改变与病理有关”。组织间的弹性差异远大于声阻抗的差异，应用这种显著的差异，我们可以对组织良恶性进行更精确的鉴别诊断。目前超声弹性成像分为以下三种： 1，应力式弹性成像（见图1）指应用外力（手动加压、心跳、呼吸、脉搏）作用于被检组织，观察被检组织的应变情况，并以红黄蓝等彩阶显示出不同的硬度分布，目前主要应用于浅表组织，已在中高端彩超设备中普及。图 1：应力式弹性成像优势：实时、彩色的形变图，可有半定量评分及形变比值。劣势：不是直观、量化反映弹性值，受人为影像大，应用范围局限。 2，点式剪切波弹性成像（见图2）探头发射推力脉冲波（纵波），作用于组织，引起组织形变并产生剪切波（横波），计算剪切波速度以换算组织硬度，应用范围为腹部、浅表。

图2：点式剪切波弹性成像优势：可以直接显示被检组织的硬度值、检查更直观、应用范围较广。劣势：非实时、取样容积大小不可调、取样深度受限、参考值单一、无彩色图、测量重复性差。 3，实时剪切波弹性成像（E-成像）（见图3）以马赫圆锥形式发射多组序列脉冲，通过连续多点快速动态聚焦作用于被检区域，并以极速成像平台高速捕获剪切波的传播过程及组织的形变信息，进而实时、全幅、全定量的显示组织质地信息(杨氏模量值Kpa)，此技术为法国声科影像专利技术。它创新的采用了叠波成像技术，使得传统超声的纵波与剪切波的横波实时同屏显示。

图3：乳腺浸润性导管癌的实时剪切波弹性成像（典型面包圈征）优势：实时全幅全定量显示，多参考值显示（最大值、最小值、平均值、平均差），取样框、定量工具大小可调，应用不受限（腹部、浅表、腔内、容积），重复性好，可应用于全身上下各个器官的慢性病分级、占位性病变鉴别诊断等。总结：弹性成像的发展趋势正由外力按压一生理按压一点式剪切波一实时全幅剪切波、由外力式到声力式、由点到面不断提高其实用性与准确性。超声检查也正经历着由B成像（二维灰阶）到C成像（彩色）到D成像（多普勒）再到E-成像（弹性）的不断创新变革中。

声光调制型可见光高光谱成像技术研究

声光调制型可见光高光谱成像技术研究基于布拉格调制的声光可调谐滤波器（Acousto-optic tunable filter,AOTF）是一种超声波与光波可以在各向异性介质中发生声光相互作用的新型分光元件,因其既可以被看作是分光元件又可以被看作是偏振元件,而且其具有大孔径角、衍射效率高、调谐速度快等突出优点,以至于这种滤波器被广泛应用于高光谱成像技术中。目前,国外对基于声光可调谐滤波器的高光谱成像技术的相关研究较为成熟,而国内对该研究起步较晚,基本上都处于基础理论和探索性实验阶段,虽然已经有实际应用,但其诸如光谱分辨率、衍射效率等关键性能与国外相比较仍有一定差距,还可以进一步提升,所以仍需要大量深入的理论与实验研究。鉴于此,本文以布拉格调制的声光可调谐滤波技术为基础,开展了相关的理论分析和实验研究工作,旨在将声光可调谐滤波技术完美应用于高光谱成像领域中,进而对我国高光谱成像技术的发展起到积极的促进作用。在理论上,从TeO₂ 单晶的光学性质和声学性质出发,首先推导了参量互作用基本方程,并以此为依据得到了声光调制下的耦合波方程的一般形式。接着根据耦合波方程和动量匹配条件推导出了两种偏振方向相互垂直的入射光的基本调谐模式,并给出了选取合适入射角和超声切变波的入射方向的依据。最后针对实验需求计算出了两个声光可调谐滤波器的其它性能指标。在此过程中,解决了介质外+1级衍射光与0级透射光的分离、由色差引起的衍射光漂移以及降低射频驱动功率等关键问题。分析了锥形光束对声光可调谐滤波器内部分离角、外部分离角、光谱带宽以及衍射效率等性能参数的影响,以此为依据给设计前置光学系统提出了严格的要求。在实验中利用宽带光源对设计的非共线声光可调谐滤波器的入射光波长与超声驱动频率、入射光极角与超声驱动频率等基本调谐关系以及衍射光光谱带宽、衍射效率、空间分辨率和介质外衍射光漂移量等性能进行了详细的测量,并根据测量结果对设计的声光可调谐滤波器参数进行优化,直到满足高光谱成像要求。基于设计的声光可调谐滤波器搭建了高光谱成像实验系统,首先利用宽带光源研究了波长调谐范围内色差对衍射光漂移量的影响,并给出了图像漂移量与入射光波长的函数关系式,为设计后置光学接收系统提供了可靠依据。接着在 419.48⁸65.07 nm的光谱范围、100²00 m的探测距离内

超声弹性成像

百胜超声弹性成像及定量分析(Real-time Elastography Imaging with Quantity ElaXto TM) 百胜超声弹性成像技术-ElaXto TM利用非相干的射频信号频谱应变估计法，分析肿瘤或其他病变区域与周围正常组织间弹性系数的差异、在外部压力作用下产生应变大小的不同，以黑白、伪彩或者彩色编码的方式显示，来判别病变组织的弹性大小，从而实现临床应用中的鉴别诊断。技术原理： ElaXto TM超声弹性成像技术，亦称实时应变成像技术Real-time Elastography Imaging，其基本原理为：根据不同靶组织（正常及病变）的弹性系数不同，在加外力或交变振动后其应变（主要为形态改变）的不同，收集靶组织在某时间段的各个片段信号，通过主机处理，再以黑白、伪彩或者彩色编码的方式显示，最终通过对弹性图像的判读诊断靶组织的良恶性质或者组织的特性【图表1】。图表1：用不同的方式显示组织弹性在相同外力作用下，弹性系数大，引起的应变小；反之，弹性系数小，相应的应变大。也就是说在同等压力条件下柔软的正常组织变形超过坚硬的肿瘤组织。施加一个外力后，比较加压（用超声探头紧压病变）前后靶组织弹性信息的超声图像、前后病变的应变来说明靶组织的硬度，后者是鉴别病变性质的重要参数。超声弹性成像即是利用生物组织的弹性信息帮助疾病的诊断。弹性成像技术实现方法 1）弹性成像技术实现方法这一成像技术一般采用两种方法实现：相干法和非相干法。相干法：通过互相关技术对施压前、后的射频信号进行时延估计，可以计算出组织部不同位置的移动，进而计算出组织部的应变分布情况[1]。 Strain=(△t1-△t2)/△t1 =[(t1b-t1a)-(t2b-t2a)]/(t1b-t1a) 其中t1a，t1b表示没有加压前回波中相邻两个回波界面的回波位置（度量单

光声成像技术的最新进展

第4卷第2期 2011年4月中国光学 Chinese Optics Vol．4No．2 Apr．2011 收稿日期：2010- 11-01；修订日期：2011-02-13文章编号1674- 2915（2011）02-0111-07光声成像技术的最新进展张建英，谢文明，曾志平，李晖（福建师范大学物理与光电信息科技学院，医学光电科学与技术教育部重点实验室，福建福州350007）摘要：光声成像技术是生物医学领域中新兴的无损检测技术，具有对比度高、分辨率好、穿透能力强等优点。本文介绍了光声成像技术近年来的进展状况，主要涉及成像探测方式的改进、成像速度的加快、成像分辨率的提高以及图像重构算法的发展等。以该项技术在现代临床诊断中的应用为例，描述了其在生物医学领域中应用范围的拓宽。最后，总结了该项技术现存的主要问题，指出多模式组合的成像方式，如光声与超声的组合，光声与OCT 方式的组合是该项技术的发展趋势；另外，结合造影剂的分子光声成像技术也同样很有发展前景。关键词：生物医学光子学；光声成像技术；图像重构算法；生物医学应用中图分类号：Q- 334文献标识码：A Recent progress in photoacoustic imaging technology ZHANG Jian-ying ，XIE Wen-ming ，ZENG Zhi-ping ，LI Hui （Key Laboratory of Optoelectronic Science and Technology for Medicine ，Ministry of Education ，School of Physics and Optoelectronics Technology ，Fujian Normal University ，Fuzhou 350007，China ）Abstract ：Photoacoustic Imaging Technology （PAT ）with high contrast ，excellent resolution and deep penetra-tion is an emerging noninvasive detecting technology in biomedical applications．This paper introduces the lat-est progress in PAT ，which contains the improvement of image detecting modes ，increase of imaging speed ，enhancement of imaging resolution and the modification of image reconstruction algorithm．By taking applica-tion of PAT to the clinical diagnosis as examples ， it describes that the PAT applications have been expanded in biomedical fields．Finally ，it overviews the shortcomings of the PAT ，and points out that multi-mode combina-tion will a developing trend of the PAT ，such as combination of the photoacoustic imaging and the ultrasonic imaging or the photoacoustic imaging and the OCT．Moreover ，the molecular PAT based on the contrast agent will also has a good prospect． Key words ：biomedicine photonics ；Photoacoustic Imaging Technology （PAT ）；image reconstructed algorithm ； biomedical applications

光声成像系统性能比较

近红外小动物成像系统性能比较 iThera和Endra比较（黑体字是iThera制作的内容，红字是Endra技术的回应）型号iThera Medical Endra Nexus 128 备注全身扫描能力唯一能进行整鼠三维成像的系统； 360度环状激光，与弧状阵列超声侦测装置固定，老鼠线性移动；全鼠冷冻切片影像资料库。动物被探测器包围探测，前提是动物必须浸在水中成像。非全视图断层截面扫描（局部）；单向激光与碟状侦测剂设计，超声侦测装置以螺旋状移动进行扫描；无法做大面积三维成像。无法进行脑部成像。探测器在组织下方，意味着需要更少的偶联剂，偶联剂或水仅在动物下方。脑部成像已经有常规的应用，不需要动物浸入水中。唯有小鼠全身实时扫描，才能进行药物动力学分析 (pK/pD)。 PK/PD研究，如果使用切片式扫描的，无法进行体积 3-D吸收研究。第一个切片和最后一个切片的获取肯定不在一个时间点上。 Endra系统在吸收研究中已经是常规的应用，典型的试验通常每周做50只动物的扫描。空间分辨率整鼠横切面扫描: 150um 不是等向性分辨率，切片厚度大于400um. 280um 280um是3年前在原型机上的分辨率，Endra具有<250um 的等向性分辨率， iThera切片厚度是400um (发表文献). 基于360度环状激光发光设计及微阵列超声叹投讯号接收，即使在小鼠深部横切面处，分辨率依然很好。分辨率与激光发射形状没有任何联系。仅取决于换能器的几何学。写这种文字的人对光声没有任何专业知识。对比灵敏度<95nM (ICG) <15fM (gold nanoparticle) 350nM (ICG) 这是3年前原型机的灵敏度，是在激光能量较低的情况下获得的，我们现在轻松达到 10mm深度<100nM。 iThera is better. iThera仅仅拿一个切片获得的数据来充当一个体积的数据，切片外的光都浪费了，光声信号也浪费掉了。视野范围视野范围: 20(25)x20(25)x120mm；可撷取整个小鼠横切面视野；穿透深度40mm 20mm；手动改变视野范围；无法进行整只小鼠的造影。我们的FOV是 25mm,对小鼠来说足够。超声不是全身成像的技术，对于光声成像来说，要让声波穿透有气体存在的空间来成像是根本不可能的。唯有 iThera的探测深度能穿透整只小鼠。激光系统脉冲能量: 80-120mJ；波长可调范围: 410-980nm；波长切换时间: <50ms; 360°均匀环状激发。使用光纤会降低激光能量。脉冲能量: 25mJ；波长范围: 680-980nm；波长切换时间: ~1S；单向（下方）激发设计。使用紧凑型激光器，牢固可靠，且应用于多项工业应用中。单元部件完全密封不需要维护。我们的激光脉冲频率为 20Hz，拥有一个有效的光学系统（无光纤无能量损失），光达到动物身上的能量与 iThera一样。 iThera可使用的荧光标记物更多、信噪比与脉冲能量成正比，iThera信噪比更好。信噪比取决于几个方面，包括声学接收器和探测器、电子元件等。上述说法没有任何根据。iThera的激光器是为桌面型物理研究设计的，在生物学应用研究领域没有任何可参考的数据。 Endra激光达到动物的能量是符合ANSI激光标准

弹性成像

超声弹性成像超声弹性成像是一种新型超声诊断技术，能够研究传统超声无法探测的肿瘤及扩散疾病成像，正处于观察研究阶段，可应用于乳腺、甲状腺、前列腺等方面。原理临床医生通过触诊定性评价和诊断乳腺肿块，其基础是组织硬度或弹性与病变的组织病理密切相关。组织的弹性依赖于其分子和微观结构,新的弹性成像技术提供了组织硬度的图像，也就是关于病变的组织特征的信息。超声弹性成像是利用生物组织的弹性信息帮助疾病的诊断。其基本原理为：根据各种不同组织的弹性系数不同，在相同外力作用下，弹性系数大的，引起的应变比较小；反之，弹性系数较小的，相应的应变比较大。也就是比较柔软的正常组织变形超过坚硬的肿瘤组织。弹性系数小、受压后位移变化大的组织显示为红色，弹性系数大、受压后位移变化小的组织显示为蓝色，弹性系数中等的组织显示为绿色。优点生物组织的弹性（或硬度）与病灶的生物学特性紧密相关，对于疾病的诊断具有重要的参考价值。作为一种全新的成像技术,它扩展了超声诊断理论的内涵和超声诊断范围，弥补了常规超声的不足,能更生动地显示、定位病变及鉴别病变性质，使现代超声技术更为完善，被称为继A型、B型、D型、M型之后的E 型超声模式。分类超声弹性成像可大致分为：血管内超声弹性成像及组织超声弹性成像两大类。1）血管内超声弹性成像是利用气囊、血压变化或者外部挤压来激励血管，估计血管的运动即位移，得到血管的应变分布，从而表征血管的弹性。2）组织超声弹性成像多采用静态/准静态的组织激励方法。利用探头或者一个探头-挤压板装置，沿着探头的纵向(轴向)压缩组织，给组织施加一个微小的应变。根据各种不同组织的弹性系数不同，再加外力或交变振动后其应变也不同，收集被测体某时间段内的各个信号片段，利用复合互相关方法对压迫前后反射的回波信号进行分析，估计组织内部不同位置的位移，从而计算出变形程度，再以灰阶或彩色编码成像。

小型可见光双视场光学系统的研制_魏群

第２０卷　第４期２０１２年４月光学精密工程　Ｏｐｔｉｃｓ　ａｎｄ　Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ　ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＶｏｌ．２０　Ｎｏ．４　Ａｐｒ．２０１２收稿日期：２０１１－０２－１６；修订日期：２０１１－０４－１９．基金项目：总装装备预研基金资助项目（Ｎｏ．５１３０１０６０２０７）文章编号　１００４－９２４Ｘ（２０１２）０４－０７３９－０６小型可见光双视场光学系统的研制魏　群＊，艾兴乔，贾宏光（中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春１３００３３）摘要：基于光学设计基本理论，设计了一种体积小，跟踪范围可以达到整个前半球的可见光双视场光学系统。系统由前部集束系统，中间光路转折系统及后部成像系统３部分组成。集束系统采用望远镜式结构，用于改变光束的口径；光路转折系统采用库德光路，由４片反射镜组成，用于转折光路及扫描；成像系统由长焦成像系统和短焦成像系统组成，分别形成两个视场的像，用于目标识别与跟踪。光学系统焦距分别为６０ｍｍ和１２０ｍｍ，设计传递函数在５８ｌｐ／ｍｍ处均大于０．５。加工装调后进行了成像试验验证，结果表明，该系统能够同时完成大视场及小视场的图像获取，在可视范围内成像质量满足系统总体要求。关　键　词：双视场光学系统；可见光镜头；库德光路；光学设计中图分类号：ＴＨ７０３文献标识码：Ａｄｏｉ：１０．３７８８／ＯＰＥ．２０１２２００４．０７３９Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｓｍａｌｌ－ｓｃａｌｅ　ａｎｄ　ｄｕａｌ－ｆｉｅｌｄ　ｖｉｓｉｂｌｅ　ｌｉｇｈｔ　ｏｐｔｉｃａｌ　ｓｙｓｔｅｍＷＥＩ　Ｑｕｎ＊，ＡＩ　Ｘｉｎｇ－ｑｉａｏ，ＪＩＡ　Ｈｏｎｇ－ｇｕａｎｇ（Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｏｐｔｉｃｓ，Ｆｉｎｅ　Ｍａｃｈａｎｉｃｓ　ａｎｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ，Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ１３００３３，Ｃｈｉｎａ）＊Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ　ａｕｔｈｏｒ，Ｅ－ｍａｉｌ：ｗｅｉ．ｑ＠ｈｏｔｍａｉｌ．ｃｏｍＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｏｎ　ｔｈｅ　ｂａｓｉｓ　ｏｆ　ｏｐｔｉｃａｌ　ｄｅｓｉｇｎ　ｔｈｅｏｒｙ，ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｄｅｓｉｇｎｓ　ａ　ｓｍａｌｌ－ｓｃａｌｅ　ａｎｄ　ｄｕａｌ－ｆｉｅｌｄ　ｏｐｔｉｃａｌｓｙｓｔｅｍ　ｗｉｔｈ　ａ　ｈａｌｆ　ｓｐｈｅｒｅ　ｔｒａｃｋｉｎｇ　ｆｉｅｌｄ．Ｔｈｉｓ　ｏｐｔｉｃａｌ　ｓｙｓｔｅｍ　ｔａｋｅｓ　ａ　Ｃｏｄｅ　ｏｐｔｉｃａｌ　ｐａｔｈ　ａｓ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｓｙｓ－ｔｅｍ　ａｎｄ　ｃｏｎｓｉｓｔｓ　ｏｆ　ｔｈｒｅｅ　ｐａｒｔｓ：ｔｅｌｅ－ｓｙｓｔｅｍ　ａｔ　ｆｒｏｎｔ，ｒａｙ　ｔｕｎｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｍｉｄｄｌｅ，ａｎｄ　ｉｍａｇｉｎｇｓｙｓｔｅｍ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｂａｃｋ．Ｔｈｅ　ｆｉｒｓｔ　ｐａｒｔ　ｉｓ　ａ　ｔｅｌｅｓｃｏｐｅ　ｃｏｍｐｏｕｎｄ　ｆｏｒ　ａｄｊｕｓｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｄｉａｍｅｔｅｒ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｌｉｇｈｔｂｅａｍ；ｔｈｅ　ｍｉｄｄｌｅ　ｐａｒｔ　ｉｓ　Ｃｏｄｅ　ｏｐｔｉｃａｌ　ｐａｔｈ　ｍａｄｅ　ｕｐ　ｆｏｕｒ　ｍｉｒｒｏｒｓ，ｗｈｉｃｈ　ｉｓ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｔｕｒｎ　ｔｈｅ　ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ　ｏｆｔｈｅ　ｌｉｇｈｔ　ｂｅａｍ；ａｎｄ　ｔｈｅ　ｌａｓｔ　ｐａｒｔ　ｉｓ　ａｎ　ｉｍａｇｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　ｌｏｎｇ　ｆｏｃａｌ　ａｎｄ　ｓｈｏｒｔ　ｆｏｃａｌ　ｉｍａｇｉｎｇ　ａｎｄ　ｆｏｒｔｒａｃｋｉｎｇ　ａｎｄ　ｒｅｃｏｇｎｉｚｉｎｇ　ｔａｒｇｅｔｓ．Ｔｈｅ　ｆｏｃａｌ　ｌｅｎｇｔｈｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ａｒｅ　６０ｍｍ　ａｎｄ　１２０ｍｍ　ａｎｄ　ｔｈｅｉｒＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ　Ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ（ＭＴＦｓ）ａｒｅ　ａｌｌ　ａｂｏｖｅ　０．５ａｔ　５．８ｌｐ／ｍｍ．Ｂｙ　ｉｍａｇｉｎｇ　ｔｅｓｔｓ，ｔｈｉｓ　ｏｐｔｉｃａｌｓｙｓｔｅｍ　ｈａｓ　ｂｅｔｔｅｒ　ｉｍａｇｉｎｇ　ｑｕａｌｉｔｙ　ａｎｄ　ｃａｎ　ｃａｐｔｕｒｅ　ｔｈｅ　ｉｍａｇｅｓ　ｆｏｒｍ　ｔｈｅ　ｌａｒｇｅ　ｆｉｅｌｄ　ａｎｄ　ｓｍａｌｌ　ｏｎｅ　ａｔ　ｔｈｅｓａｍｅ　ｔｉｍｅ．Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｄｕａｌ－ｆｉｅｌｄ　ｏｐｔｉｃａｌ　ｓｙｓｔｅｍ；ｖｉｓｉｂｌｅ　ｌｉｇｈｔ　ｌｅｎｓ；Ｃｏｄｅ　ｓｙｓｔｅｍ；ｏｐｔｉｃａｌ　ｄｅｓｉｇｎ

光声成像

光声成像的原理生物通 https://www.360docs.net/doc/2c10744674.html, 虽然我们已经接受了X射线成像所获得的灰色照片，但这只是我们机体内部“照片” 的一个稀疏替代品。然而由于光子只能穿透约为一毫米的软体组织，之后就会散射出去，无法解析其途径，获得图形，因此我们只能接受这样的图片。生物通 https://www.360docs.net/doc/2c10744674.html, 但是散射并没有破坏光子，这些基本粒子能直达7厘米的深处（大约3英寸）。光声成像的方法就在于将深处的吸收光转变成了声波，后者比光散射情况低一千倍。这可以通过某光波长纳秒脉冲激光照射成像组织来实现。生物通 https://www.360docs.net/doc/2c10744674.html, 也就是说，当宽束短脉冲激光辐照生物组织时，位于组织体内的吸收体 (如肿瘤 )吸收脉冲光能量，导致升温膨胀，产生超声波。这时位于组织体表面的超声探测器件可以接收到这些外传的超声波，并依据探测到的光声信号来重建组织内光能量吸收分布的图像。生物通 https://www.360docs.net/doc/2c10744674.html, 由此可见光声成像技术检测的是超声信号，反映的是光能量吸收的差异，所以这一技术能很好地结合光学和超声这两种成像技术各自的优点。而且由于探测的是超声信号，所以这一技术能克服了纯光学成像技术在成像深度与分辨率上不可兼得的不足。而且由于光声技术的图像差异来源于组织体光学吸收的不同，这就能够有效地补充纯超声成像技术在对比度和功能性方面的缺陷。生物通 https://www.360docs.net/doc/2c10744674.html, 除此之外，光不同于X射线，不会产生任何健康威胁，而且光声成像也比X射线成像对比度更高，还能由“内源性”造影剂，获得彩色分子图像，这包括血红蛋白——随着获得和失去氧气，而改变颜色，还有黑色素，以及DNA——处于细胞核中的DNA 比细胞质中的DNA更“暗”。生物通 https://www.360docs.net/doc/2c10744674.html, 通过“外源性（引入）”造影剂的帮助，比如有机染料，或者能表达彩色分子的基因，光声成像也能对组织成像，比如淋巴结，这一结构易于周围环境混淆。汪教授还利用报告基因编码了彩色物质进行实验，这获得了良好的结果。生物通 https://www.360docs.net/doc/2c10744674.html,

光声成像的未来

万方数据

４光学与光电技术第７卷１２）射频诱导的热声层析成像能够作为未来的分子成像这种方法的优势是高分辨率、高灵敏度、高成像深度。射频信号如果频率足够低，可以穿透ｌｏｅｍ以上。在低频率时的背景信号，即体内的内源信号很弱，能够得到比较高的灵敏度。目前有个致命的问题，就是这种造影剂不存在。光学的造影剂已经有很多，但是射频的造影剂还不存在。所以，目前我们和很多化学家合作，想在这方面有些突破。４结束语１）超声和光／射频信号集成到一种组合式成像方式中。２）成像深度突破了光学准弹道光区域的成像软极限。３）空间分辨率由超声决定。４）对比度是由光学或射频提供的。５）图像的刷新频率可以很高，目前已经实现５０Ｈｚ，从根本上说是一种快速成像方式。６）避免了在光学弱相干层析成像和超声扫描成像中存在的散斑效应。７）使用非电离辐射，非常安全。８）价格较低，柏当ｒｒ超声成像系统。９）预测了最有发展前景的十二个方面。２０２０年之后，我们可以检验其中有哪些是对的。（本文为汪立宏博士在第三期武汉光电论坛所作学术报告全文，本刊发表时略有删节）汪立宏博士简介现任美国圣路易斯华盛顿大学生物工程系ＧｅｎｅＫ．Ｂｅａｒｅ杰出教授，是国际生物医学光学学会（１Ｂ（）ｓ）主席，国际光学工程学会（ＳＰＩＥ）、美国光学学会（ＯＳＡ）、美国医学和生物工程学会（ＡＩＭ【ＢＥ）、美国电子和电气工程学会（ＩＥＥＥ）等学会会士；担任ＡｐｐｌｉｅｄＯｐｔｉｃｓ、ＪｏｕｍａｌｏｆＢｉｏｍｅｄｉｃａｌＯｐｔｉｃｓ编委以及ＮａｔｕｒｅＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、ＮａｔｕｒｅＰｈｏｔｏｎｉｃｓ、ＰＮＡＳ、ＡＰＩ，、０Ｐ、ＡＯ等３３种权威刊物的审稿人。多次担任国际会议主席；１０次担任美国国家卫生局科研项目的首席科学家；获科研经费超过一千万美元；曾在Ｎａ—ｔｕｒｅＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、ＮａｔｕｒｅＰｒｏｔｏｃｏｌｓ、ＰｈｙｓｉｃａｌＲｅｖｉｅｗＬｅｔｔｅｒｓ、ＯｐｔｉｃａｌＬｅｔｔｅｒｓ和ＡｐｐｌｉｅｄＯｐｔｉｃｓ等国际权威学术刊物上发表学术论文１５０余篇，均被ＳＣＩ收录，他引逾１５００次。主要学术成就包括：１）在国际上率先发展了ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ方法，并编制程序模拟了生物组织中光子传输规律，该方法和程序已成为本领域基础理论研究的经典内容；２）将光波与超声波技术进行了有效地结合，发明了暗场共焦光声显微镜，首次展示了活体小动物的功能性光声层析成像，并取得高质量的成像效果，填补了高分辨深层光学成像的空白。首次报道了光声层析的精确逆向重建方法，为将来的光声成像的研究工作奠定了坚实的基础。实验上发现了光声多普勒效应，为血流成像提供了一种新的机制；３）成功实现了生物组织的脉冲微波感应热声层析成像，通过精确重建算法，在生物组织深部的空间分辨率可达到０．５ｎｕｎ；４）首次实验上实现了声光层析成像，发明了扫频声光成像，阐明了生物组织等散射介质中的声光调制机理，开辟了物理学的新领域；５）深入研究了光学偏振弱相干层析成像理论，建立了生物组织散射特性与深度分辨率的定量关系，发明了密勒光学相干成像。　万方数据

瞬时弹性成像技术(TE)临床应用专家共识(2015年)

瞬时弹性成像技术（TE）临床应用专家共识（2015年）瞬时弹性成像技术（TE）临床应用共识专家委员会肝脏纤维化是各种慢性肝脏疾病向肝硬化发展的病理过程。肝纤维化程度是各种慢性肝病严重程度及预后的重要预测指标。对肝纤维化程度的准确评价有助于指导临床的诊疗。目前评价肝纤维化的金标准仍然是肝脏活检的肝病理学检测。但肝活检是有创的，且由于肝脏病变可能不均匀，单个肝组织活检标本不一定能全面反映肝脏整体纤维化程度，不同阅片人判定的结果可能会有一定偏差等，此外尚不好满足目前临床上所需的多次动态检查的应用。瞬时弹性成像技术（transient elastography，TE）通过测量肝脏硬度值（liver stiffness measurement，LSM），从而反映肝纤维化程度。由于其具有无创、简便、快速、易于操作、可重复性、安全性和耐受性好的特点，目前已被AASLD、EASL及中国慢性乙型肝炎防治指南推荐为乙型、丙型肝炎病毒相关肝纤维化临床评估的重要手段。2013年《中华肝脏病杂志》发表了“瞬时弹性成像技术诊断肝纤维化专家意见”，同年澳大利亚肝病协会（ALA）在墨尔本澳大利亚胃肠病学周（AGW）上也发布了“TE 用于临床实践的专家共识”［1］。随着该技术应用的不断推广，近年来又有一些新进展。为此，《中华实验和临床感染病杂志（电子版）》和《中国肝脏病杂志（电子版）》组织全国部分专家，结合最新研究的相关资料，对该技术的临床应用进行广泛讨论并形成此共识，以为临床医务工作者提供最新的指导文献。本《共识》资料来源包括：① Pubmed截止至2015年3月关于瞬时弹性成像技术（TE）的文献；②中文数据库中关于瞬时弹性成像技术（TE）的文献；③截止至2015年3月AASLD、EASL、APASL及澳大利亚肝病学会（ALA）年会会议摘要、指南；④专家的个人经验与意见。相应证据及推荐等级见表1。《共识》经专家委员会讨论，可作为TE技术在临床应用的指导。随着相关临床实践的不断深入及文献的积累，专家委员会将对《共识》内容进行更新。 1瞬时弹性成像技术原理及应用注意事项 1.1 TE用于肝纤维化检测的基本原理剪切波在肝脏中的传递速度与肝组织硬度直接相关，肝组织硬度越大，剪切波的传播速度则越快，弹性数值越大，由此来评估肝纤维化的程度。基金项目：北京市医院管理局扬帆计划[京医管科教字（2014）2号]1.2 TE应用注意事项测量时患者仰卧，右手放在头后，暴露肝右叶区的肋间隙。通常取剑突水平线、右腋中线及肋骨下缘所包围的区域为检测区域。探头垂直紧贴于皮肤，于肋间隙选定测量位置, 检查者按探头按钮开始采集图像并获得测量值。10次成功测定值的中位数即为最终测定值，对于有效TE检测，要求操作成功率≥60%且四分位数间距（interquartile range）/中位数（median）即IQR/M ≤ 0.3。但LSM小于7.1 kPa时，即使IQR/M ＞ 0.3其结果也较为可靠［4］。 1.3 多种因素影响TE检测值如患者合并腹水、肥胖或肋间隙过窄可能致操作失败率为 2.4%～9.4%；肝脏炎症、胆汁淤积、肝脏淤血、进食等均可影响肝脏硬度，进而影响对肝纤维化程度判断的准确性。肝脏炎症会增加肝脏硬度，在慢性肝炎急性发作期，当反映肝脏炎症的ALT升高时，可使LSM检测值升高，这种情况在纤维化分期F≤2时影响更明显［5］；而在肝病相对稳定的肝硬化患者，轻度ALT升高（＜3倍）对LSM检测值影响不大。但当合并急性肝炎加重可能也会有影响［6,7］。故在解读LSM值时，若存在肝脏炎症，需特别谨慎。有学者[8]依据ALT水平分别界定明显肝纤维化的界值，以便更好地判断肝纤维化的真实情况（A1）。TBil升高时，LSM值会显著升高。此外，GGT、AST、AFP、PLT、ALB、PT、病毒载量及右心功能衰竭所致肝淤血等因素均对患者的LSM值也有一定影响[9]，解读LSM结果时亦需加以考虑。法国一项前瞻性研究显示体重指数BMI ≥ 30 kg/m2与检测失败或结果不可靠独立相关［10］。BMI < 30 kg/m2时，操作失败率为2.6%，而BMI ≥ 30 kg/m2的高加索或中国人中，3％检测结果不可靠、11.6％～18.4%检测失败［11-13］。另有研究显示，国外瞬时弹性检测仪FibroScan配置有不同探头，用M型探头检测失败率达25.5％，这可能与皮下脂肪较厚有关；当换用XL探头时，在之前操作失败的患者中可有61％检测成功，检测值要略低于M型探头所测值，分析时需加以考虑。但有研究认为肝脏脂肪变程度并不影响LSM值，故该法也可用于非酒精性脂肪肝患者肝纤维化程度的检测（A1）。国产瞬时弹性检测仪FibroTouch应用动态宽频探头技术减少肥胖等因素干扰，同时还增加了二维影像引导功能，在避开囊肿和血管等相关影响因素后，可大幅提升探头检测成功率和检测速

化学发光、荧光、可见光成像系统的技术指标：汇总

中山大学竞争性谈判采购公告项目编号:中大招（货）[2010]038号项目名称：中山大学医学院多功能酶标仪采购项目附件: 多功能酶标仪，1套，要求如下：: 一．主要功能 1. 紫外和可见光吸收光（连续波长）； 2. 荧光（FI）；3．时间分辨荧光（TRF）；4. 荧光偏振（FP）；5. 化学发光（延时和瞬时）二．主要技术参数全波长吸收光、孔域扫描、荧光、时间分辨荧光、荧光偏振、荧光共振能量转移FRET、发光共振能量转移BRET、化学发光－闪光和辉光、双注射器； 1 吸收光模块：波长范围200-999nm，0-4.0 OD的检测范围； 2 发光模块: 液导光纤，低噪音PMT，动态范围不小于6个数量级；灵敏度≦30 amol of ATP/well （96孔板）； 3 荧光模块： 3.1 荧光强度灵敏度≦1 pM fluorescein；3.2 时间分辨荧光灵敏度≦80 fM of Europium；3.3 可作荧光偏振FP，荧光偏振FP精确度3 mP at 1 nM fluorescein；3.4 荧光偏振FP使用二向色镜，光源可选择卤钨灯或高能DPR氙灯；3.5 具有顶部/底部探头：顶部探头位置可调，顶部探头荧光的灵敏度≦0.5fmol/孔；底部探头的灵敏度≦1.9fmol/孔。 4 通量≥384孔板； 5 读板速度:96孔板≦14 s，384孔板≦30 s，1536孔板≦47 s； 6具有光路径长度校正功能。； 7 双注射器：加样体积：5-1000ul，1nl递增，死体积≦40ul，分液速度可调； 8 软件：可以连接主要功能，最近使用的文件，并可直接进入预编好的程序和实验表中挑选，可对连接的仪器进行程序化操作步骤(读板, 分液, 震荡, 静置, 孵育等.)，可在一块或多块板上进行多组数据, 多个动力学结果分析； 9有温度孵育(室温+4-50℃)和振板摇床功能；三．配置 1．吸收光检测 1.1 光源：卤钨灯或高能DPR氙灯; 1.2 波长选择：单色器; 1.3 单色器带宽： 2.4nm; 1.4 连续波长，波长范围：200-999nm，1nm递增可调; 1.5 动态范围：0-4 OD; 1.6 分辨率：0.0001 OD1.7 单色器波长准确性：+/- 2 nm1.8 单色器波长可重复性：+/- 0.2 nm1.9 OD 准确性：< 1% at 2 OD typical，< 3%/ 3.0

小动物光声成像系统技术文档

目录一． (2) 多模式光声成像系统原理 (2) Endra Nexus 128技术优势 (3) 1 优异的科研级激光器系统 (4) 2 探测器系统与真正的3-D成像 (4) 3 方便快捷科学的动物处理系统 (5) 4 分辨率和灵敏度 (5) 5 穿透深度 (6) 6.操作步骤简单 (6) 7 光声图像定位 (7) 8 强大的软件处理功能 (7) 9卓越的科学顾问团队 (7) Endra Nexus 128系统硬件配置 (7) 二Endra Nexus 128系统科研应用 (8) 2.1 肿瘤学应用 (8) 2.1.1 肿瘤形态学 (8) 2.1.2 肿瘤灌注 (9) 2.1.3 探针吸收-动态扫描 (9) 2.1.4肿瘤治疗 (10) 2.2 纳米材料(新型造影剂)中的应用 (10) 2.3 解剖学应用 (12) 2.4 光学造影剂应用 (12) 三同动物活体荧光成像比较 (15)

一．多模式光声成像系统原理当一束光照射到生物组织上，生物组织吸收光能量而产生热膨胀，伴随着热膨胀会产生超声波，吸收光能量的多少决定了产生的超声波的强度。于是不同的组织就会产生不同强度的超声波，可以用来区分正常组织和病变组织。光声成像技术检测的是超声信号（该技术克服了光学成像技术在成像深度与分辨率上不可兼得的不足），反映的是光能量吸收的差异（补充超声成像技术在对比度和功能性方面的缺陷），结合光学和超声这两种成像技术各自的优点，能实现对组织体较大深度的高分辨率、高对比度的功能成像。 Endra Nexus 128多模式小动物光声成像是一种在生物医学基础研究和疾病相关的应用研究中都具有广阔前景的新技术。以动物模型为对象的生物医学研究可以避免在人体进行实验带来的风险，克服某些疾病潜伏期长、病程长的缺点，并且可以严格控制动物实验条件、减少个体差异的影响，是目前动物模型研究中不可或缺的工具之一。

光声成像与近红外光学成像的完美结合

1，光声成像结合近红外光学，两种成像模式的融合：近红外超声成像技术的原理：当近红外脉冲激光照射到生物组织上,生物组织吸收光能量而产生热膨胀，在脉冲间隙释放能量发生收缩。伴随着热胀冷缩的过程会产生高频超声波，吸收光能量的多少决定了产生的超声波的强度。因为不同的组织对近红外光的吸收不同，于是就会产生不同强度的超声波，这个技术对于血管成像十分理想，因为血红蛋白是近红外超声成像内源性的造影剂。利用这个技术，在肿瘤学的研究中可以用来区分正常组织和病变组织（因为癌症组织的血管十分丰富）。另外，光声成像技术检测的是超声信号（该技术克服了纯光学成像技术在成像深度与分辨率上不可兼得的不足），反映的是光能量吸收的差异（补充纯超声成像技术在对比度和功能性方面的缺陷），结合近红外光学和超声这两种成像技术各自的优点，能实现对组织体较大深度的高分辨率、高对比度、高灵敏度的结构成像和功能成像的结合，并且能对感兴趣区域（肿瘤部位）做断层成像，效果要优于小动物CT。并且近红外成像由于其穿透力较深和组织背景低等特点，特别适合于体内的成像；并且该系统所配备的近红外实时成像系统，可实时指导小动物乃至大动物的手术操作，在造影剂的辅佐下，可完成靶向部位的探测成像，指导手术的细微操作。因此，该成像平台不仅可以完成无标记的组织结构和功能成像（光声部分），又可在造影剂的增强效果下完成手术的导航（近红外光学部分），是科研定量研究和转化医学的结合产物。近红外超声成像平台是近年来发展起来的一种无损医学成像方法，它结合了纯光学成像的高对比度特性和纯超声成像的高穿透深度特性，可以提供高分辨率和高对比度的组织成像。并可对组织进行3D定量分析，可完成多波长激发的断层扫描，可实时指导动物模型的手术操作过程，它是近几年来新兴的无损医学成像方法，也是动物模型研究中不可或缺的工具之一。目前应用近红外超声技术的文章多在国际前沿杂志上发表，如nature等，它代表了新型的小动物成像发展的趋势，也给小动物成像带来了技术上的革新。所以能够购买此平台将会大大提高科研技术水平，缩短与国际领先实验室的技术差距。近红外光学部分在染料、探针或造影剂的选择上与光声成像是兼容的，因为光声成像的波长就是在近红外区域，所以从实验设计上来讲，就能够做到完全与光声成像同步。不需要设计和增加额外的探针或造影剂，就能够实时同步确证的实验，从而节约了研究成本，也能够确保数据对比的可靠性。近红外光学部分具有实时光学成像的特点，可以持续对研究对象进行成像并录制成连续动态的电影，观察探针或造影剂在体内分布的时间分布。这种实时成像同时还具有开放的特点，即不需要专业暗室，动物也不需要进行麻醉，只要将近红外光学探头对准动物即可。这种简单易用的操作，不需要特殊试验条件的特点使得近红外光学更具有较强的实用性。由于它具有实时成像、实时录影的特点，因此对于某些吸收较快、清除较快的探针具有特别重要的现实意义。任何一个时间段的荧光信号变化都能够被完全捕获下来，不会漏掉某

基于声成像技术风力发电机噪声源识别

基于声成像技术风力发电机噪声源识别杨炯明，范德功，唐新安，陆金红金风科技股份有限公司摘要声成像技术通过多个传声器获取声场信息，使用成像成原理对声场信号进行处理，能对宽带声源进行有效识别。利用基于声成像噪声源分析技术，研究了风力发电机组辐射噪声的频率特性和能量分布特性，通过与光学图像的自动重叠，获得了风力发电机最大噪声源的频率、空间位置和产生来源。试验结果表明，声成像术能够快速有效地进行噪声源诊断和声源空间定位，从而为低噪声电机优化设计提供了依据。关键词风电机组，声阵列分析，噪声源识别，声成像技术 Abstract: Acoustic imaging technique through multiple microphones for sound field information, the use of imaging principle to the acoustic signal processing, can effectively to broadband noise source identification. Based on the acoustic imaging noise analysis technology, research the frequency characteristics and energy distribution characteristics of the wind power generators noise emission, through the optical image automatic overlap, get the frequency, space position and origin of the strongest noise. The test results show that the sound imaging technique is effective for the noise source diagnosis and sound spatial orientation, and provide foundation for the optimization design of low noise wind power generator. Key Words: Wind turbine generator system, Noise array analysis, noise source identification, Acoustic imaging technique 1、前言随着风力发电机组装机量的快速增长，机组噪声已成为一种重要的环境污染源，国内已出现多个发电场由于噪声过高导致影响当地居民生活的案例，同时机组噪声也很大程度上反应出生产厂家的设计水平和工艺水平，成为衡量风力发电机组质量的重要标志之一，因此有效的控制机组噪声，成为近年来风电行业的一种重要研究课题。直驱风力发电机组在运行时是一个复合噪声源，由叶片气动噪声、发电机组机械结构噪声、冷却系统风扇噪声组成，直驱风力发电机直接裸露在空间中，且为外转子结构，其产生的机械结构噪声是总噪声的重要组成部分，更有甚者发电机噪声是机组噪声音调的唯一来源，因此机组整体降噪的关键在于降低风力发电机噪声水平。直驱风力发电机尺寸大，结构相对复杂，可能产生机械结构噪声的部件多，要控制噪声，首先要找出发电机内部的噪声源。本文采用声阵列技术，采用先进的声相仪CASI-200P64测试系统，对金风某型直驱发电机组噪声特性进行分析，找出主要噪声源的空间位置和频率特性，为进一步开展整机降噪工作奠定基础。