检索结果-内蒙古大学图书馆

光电工程 2025年第2期52卷 68-81页

作者：何昱昊陈一巍樊金宇何益史国华中国科学技术大学生物医学工程学院安徽合肥230026 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所江苏省医用光学重点实验室江苏苏州215163

针对视网膜显微手术中的复杂干扰情况,本文利用深度学习的方法提出一种手术器械检测算法。首先,构建并手动标注了RET1数据集,并以YOLO框架为基础,针对部分图像退化,提出利用SGConv和RGSCSP特征提取模块增强模型对图像细节特征的提取能... 详细信息

针对视网膜显微手术中的复杂干扰情况,本文利用深度学习的方法提出一种手术器械检测算法。首先,构建并手动标注了RET1数据集,并以YOLO框架为基础,针对部分图像退化,提出利用SGConv和RGSCSP特征提取模块增强模型对图像细节特征的提取能力。针对IoU损失函数收敛速度慢以及边界框回归不准确的问题,提出DeltaIoU边界框损失函数。最后,运用动态头部和解耦头部的集成对特征融合的目标进行检测。实验结果表明,提出的方法在RET1数据集上mAP50-95达到72.4%,相较原有算法提升了3.8%,并能在复杂手术场景中对器械有效检测,为后续手术显微镜自动跟踪以及智能化手术导航提供有效帮助。

关键词：视网膜显微手术目标检测 YOLO 手术显微镜损失函数

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单细胞分辨视网膜成像技术研究进展及其在视网膜毛细血管血流检测中的应用

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中国激光 2025年

作者：孔文叶夏笛黄江杰史国华何益中国科学院苏州生物医学工程技术研究所江苏省医用光学重点实验室中国科学技术大学生物医学工程学院(苏州)生命科学与医学部

视网膜黄斑中心凹处的感光细胞分布密度最高，是视网膜上视觉最敏锐的区域，还有着人体唯一能通过光学成像方法直接观察到的深层毛细血管，实现对深层毛细血管的高分辨率成像和血流的功能性检测对视网膜疾病的早期诊断具有极其重要的意... 详细信息

视网膜黄斑中心凹处的感光细胞分布密度最高，是视网膜上视觉最敏锐的区域，还有着人体唯一能通过光学成像方法直接观察到的深层毛细血管，实现对深层毛细血管的高分辨率成像和血流的功能性检测对视网膜疾病的早期诊断具有极其重要的意义。随着自适应光学技术与视网膜成像技术相结合，感光细胞和视网膜毛细血管得以被清晰分辨，毛细血管血流速度也得以被准确测量，为视网膜疾病的诊断和研究提供了全新的视角和见解。本文着重介绍了自适应光学单细胞分辨视网膜成像技术的研究进展与毛细血管血流检测上的应用，并分析了目前存在的困难和技术挑战，最后总结了应对挑战的思路，并对未来的发展进行展望。

关键词：视网膜自适应光学单细胞分辨毛细血管血流检测

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激光扫描共聚焦高速显微成像行间错位校正

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激光与光电子学进展 2025年第6期 64-73页

作者：万海滨黄维季林吴爽夏蔚刘玉龙张运海中国科学技术大学生物医学工程学院(苏州)生命科学与医学部中国科学院苏州生物医学工程技术研究所江苏省医用光学重点实验室苏州大学附属第一医院苏州大学附属第二医院

为解决激光扫描共聚焦显微成像系统中，采用逐行采样进行成像时存在的图像行间错位导致图像质量大幅度降低的问题，提出一种错位校正方法。从自然图像行间相似度大的先验知识出发，对错位图像的奇偶行进行互相关计算得到行错位量，通过... 详细信息

为解决激光扫描共聚焦显微成像系统中，采用逐行采样进行成像时存在的图像行间错位导致图像质量大幅度降低的问题，提出一种错位校正方法。从自然图像行间相似度大的先验知识出发，对错位图像的奇偶行进行互相关计算得到行错位量，通过基于k均值聚类的算法来消除图像暗光区域对错位量计算的影响并计算总错位量。根据扫描成像的过程将图像转换为一维数据，使用基于傅里叶变换的方法在频域对图像数据进行亚像素级的校正。经实验验证，在自主搭建的激光扫描共聚焦成像系统中，所提算法在30 frame/s的高速成像场景中将图像错位量降低～96%，可有效校正错位图像，且具有一定的鲁棒性。

关键词：激光扫描共聚焦显微成像错位校正互相关法 k均值聚类傅里叶变换

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多面转镜激光器扫频光学相干层析成像系统的全光谱重采样方法

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物理学报 2017年第11期66卷 106-115页

作者：樊金宇高峰孔文黎海文史国华中国科学院苏州生物医学工程技术研究所江苏省医用光学重点实验室苏州215163

在多面转镜激光器扫频光学相干层析成像系统中,激光器存在着输出光谱错位与扫频范围波动的问题.目前的重采样方法中,普遍利用互相关运算校正光谱错位,并进行大范围的截取,保证扫频范围的一致性,但这会导致成像信噪比与分辨率的降低.本... 详细信息

在多面转镜激光器扫频光学相干层析成像系统中,激光器存在着输出光谱错位与扫频范围波动的问题.目前的重采样方法中,普遍利用互相关运算校正光谱错位,并进行大范围的截取,保证扫频范围的一致性,但这会导致成像信噪比与分辨率的降低.本文用马赫-曾德尔干涉仪(MZI)采集到的干涉信号对扫频范围波动的问题进行了详细的测量与分析,其中干涉信号的解缠相位曲线的非随机性和平行性,表明该类激光器输出光谱的波长分布具备一致性.在此基础上,提出了一种用最长扫频范围的MZI干涉信号,对样品干涉信号进行时域光谱对齐、然后进行一对多插值的重采样方法.实验与分析表明,该方法利用了所有的光谱信号,保证了样品干涉信号的能量利用率,能有效提高图像的信噪比与分辨率.

关键词：多面转镜扫频激光器扫频范围重采样信号利用率

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基于激光干涉的结构光照明超分辨荧光显微镜系统

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光学学报 2017年第3期37卷 25-35页

作者：文刚李思黾杨西斌王林波梁永金鑫朱茜李辉中国科学院苏州生物医学工程技术研究所江苏省医用光学重点实验室江苏苏州215163

结构光照明荧光显微术(SIM)是一种可突破阿贝衍射极限的宽场显微成像技术,因其非侵入、成像速度快及光损伤小等优点在生物医学研究中具有广泛的应用前景。从结构光照明显微成像系统基本原理出发,分析了超分辨图像重构算法原理、重构图... 详细信息

结构光照明荧光显微术(SIM)是一种可突破阿贝衍射极限的宽场显微成像技术,因其非侵入、成像速度快及光损伤小等优点在生物医学研究中具有广泛的应用前景。从结构光照明显微成像系统基本原理出发,分析了超分辨图像重构算法原理、重构图像中伪影来源及优化方法;结合研制的线性/非线性结构光照明显微镜,详细讨论了基于激光干涉的SIM成像系统光机结构。重点讨论了系统的同步时序设计和光路中的几个关键技术问题。设计对比实验验证了自主开发的SIM重构算法的可靠性,并基于研制的线性SIM系统开展细胞骨架的成像实验。最后,对SIM技术在生物上的发展和应用提出展望。

关键词：显微超分辨荧光显微镜结构光照明激光干涉

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受激辐射损耗超分辨成像技术研究

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红外与激光工程 2016年第6期45卷 123-128页

作者：魏通达张运海杨皓旻中国科学院苏州生物医学工程技术研究所江苏省医用光学重点实验室江苏苏州215163

受激辐射损耗显微成像(STED)是一种超分辨荧光显微成像技术,它能够突破传统光学衍射极限的限制,把远场光学分辨率提高到百纳米以内,被广泛应用于生物医学等领域,是目前光学显微成像领域研究的热点之一。采用了一种基于超连续谱皮秒脉冲... 详细信息

受激辐射损耗显微成像(STED)是一种超分辨荧光显微成像技术,它能够突破传统光学衍射极限的限制,把远场光学分辨率提高到百纳米以内,被广泛应用于生物医学等领域,是目前光学显微成像领域研究的热点之一。采用了一种基于超连续谱皮秒脉冲白激光光源的STED显微系统,实现超分辨成像。并从精密合束、脉冲延迟和损耗光残留光强几个方面探讨系统优化,从而获得最佳的成像效果。对直径约25 nm荧光微球成像实验的数据表明:该系统成像分辨率可达约60 nm,分辨能力远远高于衍射极限。另外,系统成功实现了对核孔复合物、微管和微丝等一系列生物样品的超分辨成像,共聚焦成像中某些模糊不清的结构在STED成像中清晰可辨。

关键词：荧光显微成像超分辨受激辐射损耗

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应用Hilbert变换提取拉曼光谱相位信息进行血液识别分类方法的研究

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光谱学与光谱分析 2018年第8期38卷 2412-2418页

作者：王宁王驰卞海溢王钧王鹏白鹏利尹焕才田玉冰高静上海大学机电工程及自动化学院上海200072 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所江苏省医用光学重点实验室江苏苏州215163 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所中国科学院生物医学检验技术重点实验室江苏苏州215163

将拉曼光谱技术和化学计量学方法相结合实现了对人血和动物血种属的区分,并提出了一种基于Hilbert变换的拉曼光谱相位提取方法,提高了人血与动物血区分的准确度。分别对血液光谱数据和它所对应的相位信息进行主成分分析(PCA),通过主成... 详细信息

将拉曼光谱技术和化学计量学方法相结合实现了对人血和动物血种属的区分,并提出了一种基于Hilbert变换的拉曼光谱相位提取方法,提高了人血与动物血区分的准确度。分别对血液光谱数据和它所对应的相位信息进行主成分分析(PCA),通过主成分得分图比较两者对人与动物血液的区分程度,并建立偏最小二乘判别分析(PLS-DA)模型,通过设置合适的分类阈值y,可以实现人与动物血液的有效区分。结果表明在选取第一、第二主成分分析时,利用光谱数据相位信息建立的PCA模型,识别率更高,人与动物血液明显区分开来。其所对应的PLS-DA模型最优主成分数为3,预测标准误差(RMSEP)和决定系数(R2)分别为0.044 3和0.993 2。而用血液原始光谱建立的PLS-DA模型最优主成分数为6,RMSEP和R2分别为0.053 7和0.990 1。说明利用拉曼光谱相位信息建立的PLS-DA模型可以拟合较少的主成分数来获得误差更小的预测结果。进一步观察PLS-DA模型拟合不同主成分数的预测标准误差曲线图,当选取同样多的拟合主成分数时,利用血液拉曼光谱相位信息建立的PLS-DA模型其所对应的预测标准误差均低于原始血液光谱数据。所以,通过提取血液拉曼光谱数据的相位信息,可以降低模型的复杂程度,提高识别准确度。

关键词：拉曼光谱技术化学计量学方法血液相位信息

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一种极紫外单色仪波长定标新方法

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光学学报 2014年第13期34卷 40-44页

作者：董宁宁王帆崔锦江徐建根中国科学院苏州生物医学工程技术研究所江苏省医用光学重点实验室江苏苏州215163

提出了一种极紫外（EUV）单色仪定标新方法。对Mcpherson247型EuV单色仪进行波长定标，通过测量标准气体He空阴极光源的两条发射光谱30．38nm和58．43nm和标定过的中心波长为13．90nm的Mo／Si多层膜反射镜的反射率峰值位置，在单色仪的... 详细信息

提出了一种极紫外（EUV）单色仪定标新方法。对Mcpherson247型EuV单色仪进行波长定标，通过测量标准气体He空阴极光源的两条发射光谱30．38nm和58．43nm和标定过的中心波长为13．90nm的Mo／Si多层膜反射镜的反射率峰值位置，在单色仪的运动轨迹上将所定的标准点作相应的标识，并用Origin软件进行处理。分析标定结果，得出了在12～60nm波段内，用激光等离子体光源软X射线反射率计测量多层膜反射镜反射峰值位置时，测量准确度为0．09nm，测量重复性为±0．04nm。测量误差主要来源是光源的不稳定性和机械转动误差。

关键词：探测器极紫外单色仪定标多层膜反射镜准确度重复性

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类金刚石薄膜在硅基底上的沉积及其热导率

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物理学报 2016年第9期65卷 257-263页

作者：艾立强张相雄陈民熊大曦清华大学工程力学系北京100084 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所江苏省医用光学重点实验室苏州215163

采用分子动力学方法模拟了碳在晶体硅基底上的沉积过程,并分析计算了所沉积的类金刚石薄膜的面向及法向热导率.对沉积过程的模拟表明,薄膜密度及sp^3杂化类型的碳原子所占比例均随沉积高度的增加而减小,在碳原子以1 e V能量垂直入射的... 详细信息

采用分子动力学方法模拟了碳在晶体硅基底上的沉积过程,并分析计算了所沉积的类金刚石薄膜的面向及法向热导率.对沉积过程的模拟表明,薄膜密度及sp^3杂化类型的碳原子所占比例均随沉积高度的增加而减小,在碳原子以1 e V能量垂直入射的情况下,在硅基底上沉积的薄膜密度约为2.8 g/cm^3,sp^3杂化类型的碳原子所占比例约为22%,均低于碳在金刚石基底上沉积的情况.采用Green-Kubo方法,计算了所沉积类金刚石薄膜的热导率,其面向热导率可以达到相同尺寸规则金刚石晶体的50%左右,并且随着薄膜密度与sp^3杂化类型碳原子所占比例的升高而升高.

关键词：类金刚石薄膜化学气相沉积热导率分子动力学模拟

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激光扫描共聚焦光谱成像系统

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光学精密工程 2014年第6期22卷 1446-1453页

作者：张运海杨皓旻孔晨晖中国科学院苏州生物医学工程技术研究所江苏苏州215163 江苏省医用光学重点实验室江苏苏州215163

在激光扫描共聚焦显微成像技术基础上引入了光谱成像技术以便区分生物组织中的不同荧光成分.采用分光棱镜对荧光进行光谱展开,在光谱谱面处设置两个可移动缝片形成出射狭缝,两个步进电机带动安装其上的两个缝片设置系统在整个工作波长（... 详细信息

在激光扫描共聚焦显微成像技术基础上引入了光谱成像技术以便区分生物组织中的不同荧光成分.采用分光棱镜对荧光进行光谱展开,在光谱谱面处设置两个可移动缝片形成出射狭缝,两个步进电机带动安装其上的两个缝片设置系统在整个工作波长（400～ 700 nm）内的光谱带宽,其最小光谱带宽优于5 nm.用488 nm激光和低压汞灯实际测量了几条谱线对应的狭缝位置并和理论值做了比较,结果显示实际狭缝位置和理论值的差值均小于0.1 mm.在全光谱和50 μm出射狭缝（对应2.5 nm光谱带宽）对老鼠肾脏组织进行了共聚焦光谱成像实验,获得了老鼠肾脏组织中DAPI标定的细胞核图像和Alexa Fluor（R） 488标定的肾脏小球曲管图像,实现了对老鼠肾脏组织不同成分的区分.实验结果表明：提出的系统能够进行共聚焦光谱成像,扩大了共聚焦显微镜的适用范围.

关键词：激光扫描共聚焦显微镜荧光分光棱镜

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