光声
- 基于光声技术的聚焦超声组织热损伤监测研究
疗监测中的应用，光声成像（Photoacoustic Imaging，PAI）以其优秀的光学对比度、时间及空间分辨率，以超声为媒介达到了无损的医学成像目的。光声成像对热病变成像有很大的优势，可以提供生物组织的结构和功能信息，如：氧合血红蛋白及脱氧血红蛋白浓度、黑色素和脂质含量等[10-12]。目前，PAI 在HIFU 治疗中的应用已经有一些研究，例如HIFU 焦域的可视化[13]、损伤前的组织温度检测[14]，以及治疗后的热凝固组织评估[15]等。然而在H
科技创新与应用 2023年24期2023-08-28
- 长光程共振式二氧化碳气体光声传感器研究
30026引 言光声光谱技术具有灵敏度高、选择性好、响应快速等优点受到广泛关注，其大量应用于医学诊断、工业控制、大气监测以及燃烧分析等方面[1-2]。随着工业化的发展，石油、煤炭等能源的燃烧加速了CO2的排放，导致冰川融化、海平面上升、极端天气等环境问题[3-4]。国内外标准普遍要求室内CO2浓度应低于1 000×10-6，长期处于高浓度CO2环境，会使人体产生注意力不集中、机能混乱等症状。近年来，国内外许多学者基于光声效应开发了CO2气体检测传感器。Hu
光谱学与光谱分析 2023年1期2023-02-01
- 聆听光的声音：光声成像
物医学成像技术，光声成像以光声效应为成像基础，将光学和超声相结合，兼备光学高对比度、光谱多功能成像、超声高穿透度、易于与超声图像相融合、无创多尺度多模态成像等优点，具有广阔的临床应用前景。在物理学上，光与声就像兄弟一样，都是“波”的一种表现形式，因而二者有着种种相似的特征。在生活中，我们常用颜色描述光，如“白光”“红光”“七色光”，但你可曾听过光的声音？光声效应与光声成像1880年，光声效应由世界上第一台电话机的发明人亚历山大·贝尔（Alexander B
张江科技评论 2022年1期2023-01-05
- 基于光声和LIBS双模态成像技术在生物医学中的发展现状及趋势
成像的方法, 如光声成像（photoacoustic imaging, PAI）、激光诱导击穿光谱技术（laser induced breakdown spectroscopy, LIBS）、荧光显微成像、光学相干断层扫描技术、激光扫描共聚焦显微成像等, 在肿瘤诊断、血液动态变化以及细胞研究等领域已成为有力的新手段。光声成像和LIBS是其中应用前景比较好的两种技术。在1880年, 美国科学家贝尔首次发现了光声效应, 即周期性的光照射物体时, 会导致物体发生
激光生物学报 2022年5期2022-11-15
- 基于声学扫描振镜的超声/光声双模态成像技术*
0065)超声/光声双模态成像技术因其同时兼具超声的高分辨率结构成像和光声的高对比度功能成像优势,极大地推动了光声成像技术的临床应用推广.传统超声/光声双模态成像技术多基于超声成像所用阵列探头同时收集光声信号,系统结构紧凑且无需图像配准,操作便捷.但该类设备使用阵列探头和多通道数据采集,使得其成本较高;且成像结果易受通道一致性差异影响.本文提出了一种基于声学扫描振镜的超声/光声双模态成像技术,该技术采用单个超声换能器结合一维声学扫描振镜进行快速声束扫描,实
物理学报 2022年5期2022-03-18
- 新研究实现背景噪声抑制的肿瘤靶向光声成像
织肿瘤靶向零背景光声成像。 该研究中，科研人员提出了一种GPS（G代表基因编码开关蛋白、P代表光声成像、S代表合成生物学）策略，为基因编码开关蛋白真正走向活体应用提供了思路。研究人员设计合成出F469W基因编码蛋白，利用遗传编码规则，将该蛋白基因质粒转染到大肠杆菌中，利用后者对肿瘤缺氧微环境的靶向特性，将开关蛋白基因靶向递送至肿瘤区域，通过基于光开关的光声成像方法抑制血液背景噪声，实现肿瘤内细菌的精准定位与光声成像。
科学导报 2022年14期2022-03-12
- 新型光声传感及成像系统探测乳腺癌前哨淋巴结的基础研究
LN［6-7］。光声成像（photoacoustic imaging，PAI）是近年新兴的成像技术，其结合了光学成像高对比度和超声成像高穿透力的优势，具有良好的应用前景。ICG是常用的小分子近红外光声造影剂，它是一种获得中国国家食品药品监督管理局批准的低毒染料，具有较高的摩尔吸光系数［（2.3×105/（mol·cm）］。在水溶液中，ICG的光吸收峰在波长为780 nm处，此波长下可获得在荧光染料中较低的荧光量子产率（0.027）。ICG能迅速与血浆蛋白结
中国癌症杂志 2022年2期2022-03-08
- 光声成像在肿瘤诊断和治疗中的研究进展
死于癌症［1］。光声成像（PAI）作为近代新型医学成像技术，不仅可以克服光在生物体传播过程中的强散射干扰，还结合了超声波对组织较强的穿透能力，从而获得高分辨率图像。同时，此种成像技术还能利用组织中生色团对光的固有吸收，实现分子及功能成像［2］，因此在生物医学领域受到了极大的关注。近年来，光声成像在肿瘤的临床应用领域和基础研究方面（包括在乳腺癌、前列腺癌、卵巢癌以及其他组织的成像）中都表现出不可忽视的潜质，本文对光声成像的原理及与癌症成像相关的潜在临床应用作
分子影像学杂志 2021年2期2021-12-02
- 光声光谱测量气溶胶光吸收研究进展
包含消光减散射和光声光谱的方法。消光减散射方法的原理是通过光学多通池[10]、腔增强吸收光谱[11]、腔衰荡吸收光谱等[12]测量气溶胶的消光系数,通过浊度计等测量气溶胶的散射系数[11],然后将二者相减得到气溶胶的吸收系数。它是一种间接测量气溶胶光吸收特性的方法,探测灵敏度较高。然而这种方法在单次散射反照度较高的情况下(例如在大气环境下),由于此时气溶胶吸收系数由两个几乎相同的值相减得到,误差明显增加。根据文献报道,即使气溶胶的单次散射反照度仅有3%的误
量子电子学报 2021年5期2021-10-23
- 基于镂空阵列探头的反射式光声/热声双模态组织成像*
国 33620)光声和热声成像技术除激发源不同外, 可共用一套数据采集和处理系统, 具有天然的融合优势.本文提出了一种基于镂空阵列的反射式光声/热声双模态成像技术, 该技术利用光纤与天线, 通过镂空阵列的开孔进行光声/热声信号激发, 使得激发光、微波和接收超声信号共轴, 构成明场光声/热声双模态成像模式.通过对探头镂空部分晶元相位和幅值的补偿校准, 成功实现了3 mm直径塑料管、人体手臂、手背和脚背的双模态成像.实验结果表明: 系统空间分辨率为0.33 m
物理学报 2021年10期2021-06-01
- 基于光声成像的生物组织微结构定征研究进展∗
学成像那样敏感。光声成像是基于光声效应的一种新型复合无创生物医学成像技术[7]。当生物组织被脉冲或者调制激光照射后，组织中的光吸收体吸收激光能量而产生瞬时热膨胀，进而向周围媒质辐射超声波，这就是光声效应[9−10]。光声效应激发出来的超声波信号又叫光声信号。通过接收组织激发出来的光声信号，可以反演组织中的光吸收系数空间分布，并构建图像。可以这样说，光声成像过程以超声波为载体，获取组织深处的光学吸收信息。因此，光声成像兼具了声学成像在深层组织中成像深度深、空
应用声学 2021年1期2021-04-22
- 光声成像技术及其在乳腺肿瘤诊断中的应用
[7]。近年来，光声成像技术日渐发展并开始临床转化应用，该技术在一定程度上能够弥补传统成像方式的不足，并提供新的诊断信息，具有较好的临床应用前景。目前国内外关于乳腺肿瘤光声成像的临床应用研究报道较多，本文将对光声成像技术特点及其在乳腺肿瘤领域的临床应用现状和前景作一综述。1 光声成像技术光声成像是一种无创、非电离辐射的新型生物医学成像方法。其以光声效应为理论基础[8]，即当生物组织被脉冲激光照射后，组织会吸收入射光，引起局部轻微变热进而产生弹性热膨胀，这种
协和医学杂志 2021年1期2021-02-04
- 光声成像技术
1 引言1.1 光声成像技术光声成像技术是基于生物组织的光声效应的一种三维成像手段。在光声效应过程中，物体吸收光照能量转换成热能，再进一步发生热弹性膨胀，从而产生并向外传播超声信号。因此光声成像技术是一种融合了光学成像和超声成像特性，能够反映成像区域光吸收特性的成像模式。一百年前，光声效应就已经由 Bell 在 1880 年得到了证 实，但是直到最近数十年来才在基础科学和工程学中逐渐广泛应用。而在生物医学领域，光声效应的研究和应用始于20世纪 70 年代，
光散射学报 2020年3期2021-01-29
- 葡萄糖溶液光声信号时域与频域特性对比
类光谱法中，基于光声效应的光声光谱法逐渐崭露头角。光声效应是物体吸收调制激光能量之后，内部温度改变而引起其体积涨缩，辐射超声波的现象。血糖的成分为葡萄糖，组织中葡萄糖会吸收光的能量产生热膨胀，激发出超声信号，即通常所说的光声信号[5]。这些超声信号的强弱和被测液体的浓度紧密相关。因此，通过研究光声信号的强弱则可以判断出葡萄糖溶液浓度的大小。目前，光声信号方面的研究工作主要集中在时域，即通过分析时域光声信号峰峰值的大小来判断液体浓度的高低。但是，时域信号受到
光学精密工程 2020年11期2020-12-23
- 光声成像在前列腺癌诊断和治疗中的研究进展
的研究中，多波长光声成像具有以高特异性和灵敏度区分癌组织和正常组织的能力。同时光声成像技术分别与前列腺根治术和放射治疗相结合时，可以改善治疗效果并且减少副作用。在这篇综述中，我们介绍了这种新兴的成像方式，即光声成像在诊断和治疗前列腺癌方面的研究进展。1 光声成像技术的原理光声成像，是一种新型的非侵入性混合成像方式，在各种领域都具有潜力，包括医学诊断，治疗监测，生物学研究等。在过去二十多年的时间里，光声成像飞速发展。光声成像的原理主要基于光声效应，组织在脉冲
影像研究与医学应用 2020年6期2020-12-17
- 变压器油中溶解气体的光声光谱检测气压特性研究
的方法之一。其中光声光谱法具有灵敏度高、稳定性好、实时性等优点，有利于变压器的故障诊断和预测，也能用于分析待测气体与变压器故障间的联系[1]，因而得到广泛应用。光声光谱法是一种基于光声效应的量热光谱技术，在光和声的影响下，通过测量材料吸收光后产生的声场强度来对气体进行定性和定量分析，其中气压是最重要的干扰因素之一[2]。因此，有必要分析气压对光声光谱技术的影响。本文基于气体光声电压信号的激励机制，设计了一种可调的便携式实验装置，理论推导了气压与气体吸收系数
机电信息 2020年33期2020-11-29
- 基于FFT滤波高精度光声二次谐波检测技术的研究
外吸收光谱原理的光声光谱和可调谐二极管吸收光谱气体检测技术因其灵敏度高、稳定性好、检测时间短、无需载气、便于在线监测等优点，特别适合于低浓度气体的在线监测[3-4]。最低检测限(limit of detection,LOD)是衡量气体浓度检测的一个很重要的参数，代表了检测系统能够检测到的气体最低浓度，在痕量气体检测中其意义尤为重要，LOD可用式(1)表示为LOD=Kσb/δs(1)式(1)中，K为信噪比或风险系数，σb为背景信号的标准偏差，δs为检测系统的
光谱学与光谱分析 2020年10期2020-11-06
- 光声成像技术研究
翔 焦运良摘 要光声成像技术是综合光学成像和超声成像两方面成像理论的无损成像技术，当下在生物医学成像领域具有广泛应用前景。实验搭建了一个后向模式的聚焦光声成像系统，通过蒙特卡洛模拟仿真了在生物组织中准直激光的传播现象，反映了激光照射生物组织后光子在组织中的具体分布情况，有利于我们更好的认识光声成像，对相关的光声实验有很大的指导意义。关键词光声成像;生物医学成像;蒙特卡洛模拟;成像系统中图分类号： R445 文献标识
科技视界 2020年4期2020-04-26
- 缓冲气体对光声光谱法气体检测的影响
的方法众多，其中光声光谱技术凭借其灵敏度高、稳定性好、响应速度快以及便于现场检测等优点被广泛应用[3-7]。但在现场进行气体检测时，光声光谱检测效果易受气体压强及缓冲气体等因素的干扰，那么深入分析两者对光声光谱气体检测的影响很有必要。对于气压对光声检测的影响，重庆大学、中国科学院电工研究所、燕山大学、哈尔滨理工大学、中国科技大学等研究单位都在传统的光声光谱系统中做了相关研究[8-14]，此外，PATIMISCO,TITTLE等人在石英增强型光声光谱系统中也
激光技术 2020年1期2020-01-16
- 基于光纤迈克尔逊干涉仪的非接触光声成像实验系统
求解[6]。基于光声效应的光声成像(Photoacoustic Imaging，PAI)是近十几年逐渐发展成熟的一种新的生物组织成像技术[7-8]，PAI结合了光学成像的高对比度和超声成像的高分辨率、高穿透深度等优点，可以用于生物组织的结构及功能成像，为生物医学领域提供了一种新的成像工具。PAI的物理基础为光声效应，当用短脉冲激光照射吸收体时，吸收体吸收光能，导致局部温升发生热弹性膨胀，从而产生超声波，光声信号的产生过程是“光能-热能-机械能”的转化过程。
实验室研究与探索 2019年11期2019-12-20
- 光声光谱气体传感技术研究进展
30031)引言光声光谱是基于1880年A.G.Bell发现的光声效应的一种光谱技术[1]，当处于分子吸收波段的光源照射到样品上时，样品分子吸收光能量而跃迁到激发态，处于激发态的分子通过碰撞弛豫回到基态，同时吸收的光能量转化为分子的内能，并导致分子的局部温度升高。当调制照射到样品分子上的激光时，分子的局部温度就产生周期性的变化，从而产生周期性的压力变化，即声波。用麦克风等声传感器记录声信号随激光波长的关系，就得到了光声光谱信号。光声光谱信号S的数学表达式可
应用光学 2019年6期2019-12-13
- 光声成像技术在早期肝癌诊断和治疗中的应用
解。近年来，随着光声成像技术的快速发展，肝胆外科医生发现，光声成像高分辨率、高对比度的成像特点，以及血管功能成像的种种优势，使其在肝癌早期诊断中前景巨大。此外，光声成像又可以协助光热疗法靶向消灭肿瘤，在肝癌的药物治疗、手术导航及预后中也发挥重要作用[1]。本文主要介绍基于光声原理的各种光声成像模式和系统，以及光声成像技术在肝癌临床治疗中的应用和研究进展。1 光声成像概述1.1 光声成像基本原理光声成像是以超声作为媒介的生物光子成像法，即当一束短的脉冲（～1
分子影像学杂志 2019年2期2019-06-01
- 皮肤鳞状细胞癌小鼠模型的光声成像及光声谱分析
等不足。生物医学光声技术（photoacoustic）是一种基于光声效应的无创诊断技术［2］，近年已成为临床医学影像领域的研究热点。光声效应的原理为脉冲激光或连续调制激光被组织吸收后，引起组织周期性热弹体积胀缩并以声波形式传输出来，即光声信号［3］。这些信号携带了组织的光学、弹性、热力学和结构等丰富的理化信息，通过处理分析后可用于疾病的诊断与组织的评估［4］。目前光声技术在皮肤疾病中的研究较少，主要是基于对所获光声信号进行图像重建，达到对皮肤组织进行组织结
中华皮肤科杂志 2019年4期2019-05-23
- 基于可调谐CO2激光器的SF6差分光声检测研究
难实现现场检测。光声光谱(photoacoustic spectroscopy，PAS)技术具有灵敏度高、选择性好、检测浓度范围大等优点，广泛应用于工农业生产[6-7]、环境监测[8-10]、生物医学[11-13]等众多领域的气体检测[14-15]。近年来，运用光声技术检测SF6气体逐渐成为研究热点，东北电力大学[16-17]、西南科技大学[18]、意大利巴里理工[19-21]、伊朗德黑兰理工[22-23]等研究单位都在这方面做了一定工作，在灵敏度方面达到
激光技术 2018年5期2018-11-01
- 全光学光声/OCT双模态成像系统及其应用
510631)光声成像(photoacoustic imaging)技术已经成功地应用于皮下微血管结构成像、功能成像和早期的肿瘤监测中，其具有很高的灵敏度和特异性，并拥有光学成像无法比拟的成像深度[1-5]，这都得益于光声成像高度依赖于组织的光学吸收和以超声信号作为信息载体的特性。然而，对于弱吸收物质，光声成像提供的有效信息相对较少，通常需要其他的成像方式加以判别。光学相干层析成像(optical coherence tomography, OCT)是一
激光生物学报 2018年3期2018-09-03
- X射线光声成像的信号检测与仿真
圳 518060光声成像的理论基础是光声效应．所谓光声效应是指当使用短脉冲的光照射生物组织时，组织吸收光能量产生局部温度变化，进而造成组织发生热弹性膨胀从而产生超声信号，这种超声信号即为光声信号[1]．光声成像技术就是先利用高灵敏度超声探头检测组织产生的光声信号，再利用检测到的光声信号重建出组织中光的吸收分布图像的一种新兴的成像模式．组织对光的吸收差异与其化学成分密切相关，而化学成分又可反应组织的功能信息，因此，组织的光吸收分布图像可为各种疾病的早期诊断、
深圳大学学报（理工版） 2018年3期2018-06-14
- 基于7.6µm量子级联激光的光声光谱探测N2O气体∗
化具有重要意义.光声光谱技术是一种基于光声效应的光谱探测技术[5].自20世纪60年代以来,随着激光的问世,激光光谱技术得到了长足的发展,此技术具有检测速度快、灵敏度高和动态检测范围大等优点[6,7].1968年,Kerr和Atwood[8]以固体激光器作为光源,测量了空气中的水气浓度.1971年,Kreuzer[9]采用氦氖激光器测量了甲烷(CH4)的浓度,探测极限达到10−9数量级.Wynn等[10]利用CO2激光器对氨气(NH3)和六氟化硫(SF6)
物理学报 2018年8期2018-05-08
- 不同图像重建算法对定量化光声重建效果的影响
210003引言光声成像结合了光学成像高对比度和超声成像高分辨度的优点。光声成像的原理是用光照射生物组织，生物组织吸收一部分能量并转化成热能，使生物组织的温度升高，引起热膨胀并产生超声波。生物组织吸收的能量正比于光子数密度和生物组织的吸收系数。光声重建的第一步是用采集到的超声波重建初始场强，初始场强是Grüneisen系数（反映生物组织的声学特性）、光子数密度和生物组织的光吸收系数三者的乘积，只有生物组织的光学系数才能反映生物组织的本质，所以光声成像的第二
中国医疗设备 2018年3期2018-04-08
- 消化道光声内窥成像技术研究进展
近年来快速发展的光声成像技术，在恶性肿瘤、心血管病等重大疾病的精准诊断与治疗方面展现了良好的应用价值，是肿瘤诊断、疗效监测、诊疗一体化等方向从基础到临床研究的关注热点[13-15]。将光声技术与内窥成像结合，有望为实现病变深度信息高分辨成像与肿瘤新生血管靶向检测提供新思路和新技术。1 光声成像原理与特点新兴的光声成像技术是一种基于光声效应的无损医学检测成像技术，在获取肿瘤周边滋养血管的形态与功能信息方面展现出巨大的潜力[16]。脉冲激光照射到生物组织后，激
中华灾害救援医学 2018年4期2018-02-04
- 非接触式光声成像技术及其应用
31引言目前，在光声成像技术中，光声信号通常需要使用超声换能器进行接触式探测。由于超声波（光声信号）无法在空气中传播，在样品和超声换能器之间必须添加水或超声凝胶作为超声波的耦合介质，这使其在很多应用中受到限制。比如，在高温、强辐射等的工业应用中，往往因为待检测区域所处的环境恶劣，无法使用耦合剂进行耦合，或者超声换能器无法置于被检测区域；在烧伤检测和溃疡检测等的生物医学应用中，使用耦合剂会污染乃至感染待检测组织区域，而且在手术导航中耦合剂的使用会对目标区域的
中国医疗设备 2018年1期2018-01-29
- 面向临床应用的光声成像技术
518060引言光声成像主要基于光声效应，即当物体被脉冲激光照射后，会吸收光能并将部分能量转化为热能，进而引起样品的瞬时热膨胀和后续的高频振动，这种高频振荡的超声波即光声信号，用超声换能器探测该信号并通过计算机重建成像[1]。早在1880年，Bell实验室就发现了光声现象，但直到二十世纪60～70年代，光声效应才与现代激光技术、超声探测技术、微弱信号放大技术相结合而开始迅速发展。二十世纪90年代，光声效应被引入生物组织成像领域，后又经过10余年的努力，光声
中国医疗设备 2018年1期2018-01-29
- 一种基于双波长的光声测温技术∗
一种基于双波长的光声测温技术∗廖宇1)2) 简小华2) 崔崤峣2)† 张麒1)‡1)(上海大学通信与信息工程学院,上海 200444)2)(中国科学院苏州生物医学工程技术研究所,苏州215163)(2017年1月9日收到;2017年4月1日收到修改稿)光声测温是一种利用光声效应来进行温度监控的新方法,具有非侵入式、高灵敏度和探测深度较深等优点.但现有的单波长光声测温方法极易受到系统及测量环境干扰而导致测量精度降低.为了解决这一问题,本文提出了一种双波长光声
物理学报 2017年11期2017-08-09
- 吲哚克酮酸的合成及其作为光声成像造影剂的初步研究
酸的合成及其作为光声成像造影剂的初步研究鲁 亮, 郭 丽, 胡曰富, 齐庆蓉*(四川大学 华西药学院，四川 成都 610041)以克酮酸和2,3,3-三甲基-3H吲哚为原料，经缩合反应合成了吲哚克酮酸(ICR)，其结构经1H NMR和MS确证。并将ICR作为光声成像造影剂进行了初步研究。结果表明：ICR在近红外区的吸收强烈且尖锐，最大吸收波长为755 nm，发射波长为775 nm，摩尔吸光系数为4.14×105L·mol-1·cm-1； ICR的体外光声成
合成化学 2017年4期2017-04-14
- 多功能光声成像造影剂的研究进展
刚 冉海涛多功能光声成像造影剂的研究进展肖洋 王志刚 冉海涛光声成像是一种新兴的生物医学成像模式，在临床及生物医学研究领域具有重要的应用价值。将光声与其他成像技术及治疗方式结合起来制备的多功能光声成像造影剂是当前国内外研究的前沿与热点，本文就目前这一领域的研究进展进行综述。光声；造影剂；多功能光声成像技术是一种新兴的无损非侵入性成像模式，其基本原理是局部组织吸收特定波长的光能转化为热能，发生热弹性膨胀，形成宽带的超声波信号被探头接收，从而实现组织的功能性和
临床超声医学杂志 2017年9期2017-03-07
- 问：通过光声断层扫描改良以后穿透力能提升多少？
家问答·问：通过光声断层扫描改良以后穿透力能提升多少？答：一般来讲，不同厂家产品各有优缺点，没有一个具体的数值。就我们的经验来说，使用光声断层扫描穿透小鼠全身是没问题的，但是涉及穿透头骨目前还是没办法。如果是腹腔比较深的器官可能还无法完全保证，但是实验上有一些操作方法，比如通过摆位使小鼠的体位发生变化，基本上在可见光范围内都能够解决。我们提到的两个新的解决方案，包括光声断层扫描系统和近红外光都有办法可以穿透，尤其是光声断层扫描，几乎体内深层的器官和组织都可
中国比较医学杂志 2017年9期2017-01-16
- 问：光声断层扫描系统介绍
专家问答问：光声断层扫描系统介绍答：多光谱光声断层扫描系统(multispectral optoacoustic tomography, MSOT)主要是利用了光声成像原理。光声成像是近年来发展起来的一种无创医学成像方法，是根据生物组织对光的吸收分布反映组织结构的一种新兴的成像模式。该技术检测的是超声信号，因而能够克服纯光学成像技术在成像深度与分辨率上不可兼得的缺陷，并解决单纯超声成像技术在对比度和功能性方面的不足。结合光学和超声这两种成像技术各自的优点，
中国比较医学杂志 2017年10期2017-01-16
- 频域光声成像系统的探讨
伟慈 梁瑞生频域光声成像系统的探讨广州工商学院电子信息工程系 刘伟慈 梁瑞生本文研究频域光声成像系统，即频域光声断层成像系统和频域光声显微系统，并探讨了其成像模式：线性频率调制模式、离散频率调制模式和复合频率调制模式。频域光声断层成像系统；频域光声显微系统；频率调制模式1 引言光声成像作为一种新型无损的生物医学影像技术，具有非接触、高对比度、高分辨率及深度探测等优点，近年来在生物组织医学图像领域广受关注与期待，具有很大的发展与创新空间。光声成像系统主要分为
电子世界 2016年16期2016-09-27
- 基于光声光谱联合主成分回归法的血糖浓度无损检测研究
330031基于光声光谱联合主成分回归法的血糖浓度无损检测研究任 重1,2，刘国栋1*，黄 振1，熊志华11. 江西科技师范大学光电子与通信重点实验室，江西 南昌 330038 2. 南昌大学机电工程学院，江西 南昌 330031利用可调谐脉冲激光器激发联合聚焦超声探测器前向探测模式搭建了一套血糖光声无损检测实验装置。为了测试该装置的可靠性，实验中利用532 nm泵浦Nd∶YAG调Q脉冲激光器激发不同浓度的葡萄糖水溶液产生实时光声信号； 采用脉冲激光在近红
光谱学与光谱分析 2016年6期2016-07-12
- 光声成像在泌尿系疾病的研究进展
065·综 述·光声成像在泌尿系疾病的研究进展黄盛松，刘 博（综述），吴登龙（审校） 同济大学附属同济医院泌尿外科，上海 200065光声技术能对组织内部结构进行非电离、实时分子成像，这个特性使得光声成像在临床医学领域的应用存在巨大潜力。由于光声成像能与现存的超声等成像技术很好地融合，因此其在临床医学中的应用具有较高的可操作性，目前包括泌尿外科等众多学科已开展了相关疾病的光声成像研究。本文就光声成像在泌尿系疾病中的研究进展进行综述。泌尿系疾病；光声成像；非
外科研究与新技术 2016年1期2016-03-15
- 利用散射光声微分成像技术实现弱吸收物质显微成像
006）利用散射光声微分成像技术实现弱吸收物质显微成像黄敏芳1，唐志列1，2，3，吴泳波1，2，3（1.华南师范大学物理与电信工程学院，广东广州510006；2.广东省量子调控工程与材料重点实验室，广东广州510006；3.广东省光电检测仪器工程技术研究中心，广东广州510006）光声显微成像技术依赖于样品的内源性光吸收，对强散射弱吸收样品成像效果差，甚至无法进行成像。为了实现强散射弱吸收高透明生物样品的光声显微成像，以及获得图像的边缘增强效果，使光声显微
激光生物学报 2015年3期2015-08-25
- 碳量子点作为光声造影剂的性能评价与基础研究
2)碳量子点作为光声造影剂的性能评价与基础研究彭乔立, 王骁勇, 黄 超, 刘 刚(厦门大学分子影像与转化医学研究中心, 福建 厦门 361102)基于碳量子点的优异光吸收性能, 探讨碳量子点作为光声造影剂的潜质. 测试碳量子点的基本物理性质, 以及不同浓度、 波长、 缓冲液中的体外光声成像效果. 进而研究其在小鼠皮下注射及尾静脉注射下的体内光声造影效果及生物相容性. 结果显示, 碳量子点具有优良的光声性能, 在多种缓冲液中具备稳定的光声信号. 动物体内实
福州大学学报（自然科学版） 2015年6期2015-05-11
- 石英晶体的光声光谱法CO2浓度检测技术研究
59)石英晶体的光声光谱法CO2浓度检测技术研究陈 亮，周海龙(沈阳理工大学 信息科学与工程学院，辽宁 沈阳 110159)利用光声光谱技术对CO2进行浓度检测过程中的精度问题进行研究，提出光纤光路石英增强光声光谱系统方案，利用与CO2光声中心频率范围内的激光器发射的激光产生声波，使石英音叉晶振产生谐振，通过石英音叉的压电效应检测到电信号并通过锁相放大器进行信号放大，利用互相关法抑制过程噪声，达到检测微量级CO2高精度浓度的目的。实验结果表明，石英晶体的光
沈阳理工大学学报 2015年2期2015-02-20
- 可用于光声成像的新型纳米材料研究进展
0387）可用于光声成像的新型纳米材料研究进展潘 杰，汪丽丽，刘伟娇，张炬辰，万 冬（天津工业大学环境与化学工程学院，天津 300387）光声成像是通过成像材料将激光能量在热弹效应作用下转化为超声能量，再通过广谱超声检测器检测超声信号并将其转变为图像信息的一种新型成像技术，同时具备荧光成像以及超声成像的优点.本文就基于近红外染料纳米材料、碳基纳米材料、无机纳米材料、共轭高分子纳米材料、光声增强型复合纳米材料以及金属纳米材料作为造影剂在光声成像中的应用进行综
天津工业大学学报 2015年5期2015-02-11
- 新式光声成像技术可诊断宫颈癌
光声成像，不需要活检和涂片检查。技术的原理是癌组织能够吸收更多的光，这是因为癌组织如新异常血管形成和胶原纤维更少。超声扫描能够检出癌组织是因为癌细胞吸收更多光能产热引起细胞膨胀进而影响回弹回扫描仪的声波，从而产生图像改变。研究人员表示光声成像还能鉴别癌症的分期。因为癌症进展越高，癌细胞吸收光能越多，在超声扫描显示更多的回声。 该技术已经进行临床试验，30位受检女性有癌症患者也有健康女性，结果显示该技术能区分癌症患者和健康女性。
中国医学计算机成像杂志 2015年2期2015-01-24
- 光声成像技术在兔脑成像中的应用
洲412007）光声成像技术在兔脑成像中的应用周智斌（湖南工业大学绿色包装与生物纳米技术应用重点实验室，湖南株洲412007）伴随着无损检测技术的不断发展，光声成像技术已成为生物医学工程领域的研究热点之一。采用环形阵列探测器作为成像平台，高频短波脉冲激光作为辐射源，滤波反投影重建算法进行图像重建，利用光声成像技术对兔子头部进行快速成像试验。结果表明，该系统能够实现兔子脑部无损伤、快速高效地成像，并揭示了提高大尺寸动物成像分辨率的方法，为进一步实现医学无损检
湖南工业大学学报 2014年4期2014-05-04
- 基于三光路光声光谱法检测烟气氮氧化物
用具有重要意义。光声光谱法具有灵敏度高，实时性好的优点。这种检测方法的检测机理是检测物质的吸收光谱，因此更加适合弱吸收气体的检测。文中主要介绍了光声光谱检测方法的基本原理，建立了气体检测的数学模型，并在此基础上分析了光声光谱法检测中可能产生的噪声干扰。1 时间三光路法检测原理激励光经过调制后以频率υ射入光声池内，使光声池内部分气体分子从基态E0跃迁至激发态E1，通过无辐射弛豫过程返回至基态，将吸收的光能转变为碰撞分子间的平移动能，产生热。当激励光源受到频率
仪表技术与传感器 2014年10期2014-03-22
- 生物医学光声成像技术及其临床应用进展
引 言1.1 光声成像原理光声成像技术是一种新兴的生物医学成像模式，是近十年发展最快的成像方式之一，因其具有高光学对比度和大超声成像深度等优点，已成为目前生物医学成像领域的研究热点。光声成像基本原理是：利用脉冲激光照射生物组织，当组织吸收光能量后受热膨胀形成瞬时压力，产生一个宽带的超声信号(通常带宽在几十甚至上百 MHz)，即光声信号。光声信号经由重建算法反演得到组织光吸收图像，即光声图像。在激发光参数不变的情况下，光声信号的强度、频谱与生物组织的光吸收
集成技术 2013年5期2013-11-23
- 生物组织光声粘弹显微成像＊
具有重要的意义。光声成像融合了纯光学成像的高对比度和纯声学成像的高分辨率的优点［3-7］，在过去的十年中，光声成像在血氧饱和度的监测，脑功能成像［8］和易损斑块的检测［9］等很多生物医学应用领域中已经取得了很大的进展［10-13］。目前，常规光声显像依靠的是组织光吸收对比度，反映的是组织的光吸收系数，技术上主要是靠测量脉冲或强度调制的激光所激发出光声信号的幅值来进行组织内部光吸收分布的反演，并没有考虑到光声信号产生和传播过程中的相位信息。实际上，如果以一定
激光生物学报 2013年6期2013-11-10
- 煤矿瓦斯气体的光声光谱检测研究*
器、价格昂贵等。光声光谱技术是基于光声效应的一种新型微量气体检测技术，具有选择性好、灵敏度高、动态监测范围大、不消耗被测气体等优点，其在气体检测中的应用受到越来越多的关注［2］。气体光声光谱检测技术是基于光声效应用来检微量气体浓度的一种光谱技术，近年来，经过学者对气体光声光谱技术的不断研究，已取得了长足的进步。研究中，荷兰Nijmegen大学的光声光谱小组利用光参量振荡器搭建了光声光谱系统，并对乙烷气体进行了检测［3］;Reuss J等人设计了给予CO2激
传感器与微系统 2013年5期2013-10-22
- 利用散射光增强弱吸收固体混合物中主要光吸收物质的光声光谱特征*
修改稿)1 引言光声自光谱20技世术纪用7 0于年研代究R凝o s聚e n态c w试a ig样和的G吸e r收s ho光[1,谱2]将以来,光声光谱以其高灵敏度、高普适性的特点吸引了众多光谱工作者的关注,目前利用光声光谱技术测量各种固体、粉末、凝胶等凝聚态试样的吸收光谱已逐渐发展成为比较成熟的光谱技术[3-6].与传统的吸收光谱技术不同的是,光声光谱技术不直接测量光子,而是测量试样吸收光能后经无辐射退激发过程产生的周期性热流引起的声振动.从原理上讲,光声信
物理学报 2013年8期2013-09-27
- 光声信号的双谱分析方法研究*
l[1]就发现了光声效应(photoacoustic effect),但直到近20年,随着光纤、激光技术、压电陶瓷技术以及计算机技术的发展,针对光声效应的研究和应用才受到广泛关注[2-5].光声成像(photoacoustic imaging)就是利用光声效应,以脉冲光作为激励源、超声信号作为载体的一种功能成像方法.该方法有机地结合了光学成像和声学成像的优点[6],具有无损、安全、成本低、且可以提供深层组织的高分辨率和高对比度的无损检测[7].20世纪90
物理学报 2013年8期2013-09-27
- 医学光声层析成像技术及其临床应用研究进展
背景介绍1.1 光声技术原理早在19世纪，贝尔就发现了“光声(Photo-acoustic)”这种物理现象。但是直到20世纪90年代中期，随着激光技术、超声探测技术及CT技术的发展，人们才开始尝试将光声技术应用于生物医学成像领域。后又经过近10年的努力，光声成像技术在系统构成、图像重建、功能成像等各个方面均获得了巨大的发展，并显现出其在临床医学和基础医学研究方面的巨大应用潜力。生物医学光声成像技术的基本原理是，选择合适的脉冲激光（通常脉宽为纳秒级）对生物体
中国医疗器械信息 2013年3期2013-09-12
- 基于LabVIEW的光声光谱检测系统*
004)0 引言光声光谱技术(photoacoustic spectroscopy，PAS)是一种基于物质的光声效应发展而来的光谱技术．该技术具有灵敏度高、适应性广等特点，对传统光谱难以处理的高反射、高散射、不透明的物质同样适用，已广泛应用于物理、化学、生物医学等领域［1-3］．目前，市场上进口的光声光谱仪价格不菲，而国内能提供该产品的厂家很少且存在功能单一、自动化程度低等问题［4-6］．LabVIEW为Laboratory Virtual Instrum
浙江师范大学学报（自然科学版） 2011年3期2011-12-17
- 光声成像技术的最新进展
州350007）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）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
中国光学 2011年2期2011-02-18
- 多元相控聚焦探测器的方向特性
03)1 引 言光声层析成像技术是近年来迅速发展的一种非电离化的新兴的医学成像技术.当用脉冲激光照射生物组织时,组织中的吸收体吸收光能引起温升,温升导致组织热膨胀而产生光声压(超声波),这就是光声效应.利用超声换能器在各个方向探测从吸收体中传播出来的光声压,通过相应的图像重建算法,可以重建出吸收体的光吸收分布.该方法结合了纯光学成像和纯声学成像的优点,可以得到高分辨率、高对比度的重建图像[1].进一步提高光声重建图像的质量,或者将光声层析成像推向临床应用研
物理实验 2011年6期2011-01-26
- 光声光谱技术进行气体检测研究综述
046011)光声光谱技术进行气体检测研究综述逯美红，郝瑞宇，王志军，何春乐，周小芳(长治学院电子信息与物理系，山西 长治 046011)光声光谱技术是近几年发展起来的一种以光声效应为基础的新型光谱分析检测技术。基于其极高的检测灵敏度，已成为一种快速、安全、可靠、有效的微量气体检测技术手段。文章对光声光谱气体检测的基本原理及其在气体检测研究中的最新进展进行了概括和总结，并对其在乙烯等果蔬气体检测中的研究前景进行了分析。光声效应，光声光谱，微量气体检测，乙
长治学院学报 2011年5期2011-01-11