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oe1(光电查) - 科学论文

15 条数据
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  • 一种用于观察医学影像的非接触式交互界面

    摘要： 利用体绘制技术生成三维模型时，存在目标区域特征缺失的问题——这些区域可能被其他信息遮蔽。本文提出一种新颖的聚焦-背景医学影像观察系统，通过手势交互技术构建无接触式操作环境。该系统提供两类医学影像观察工具：三维切片切割工具与三轴截面同步工具，使用户能快速便捷地观察组织切片。通过区域生长法与基于尺寸的传递方法实现特征分类，并结合视图穿透功能（圆柱/圆锥视图穿透函数），可直接观测隐藏特征。分析性实验结果验证了该系统在无接触环境下操作简便，能为观察与交互创造良好的用户体验。

    关键词： 焦点与背景，非接触式，医学成像，体绘制，可视化

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 与脑活检针集成的拉曼光谱引导系统的开发及首次人体应用

    摘要： 导航引导的脑部活检是诊断多种脑部病变的标准方法。然而，定位不精确和组织异质性常导致难以获取高质量组织样本，从而影响诊断率。我们报道了一种导航引导光纤拉曼探针的研发及首次临床测试，该探针可在切除组织前，让外科医生在活检针尖端原位检测脑组织。直径900微米的探针能在指纹区和高波数光谱区域检测到高光谱质量的拉曼信号，且对神经外科手术流程干扰极小。该探针在3例脑肿瘤患者中进行了测试，所获取的正常脑组织和肿瘤组织光谱均显示出预期的光谱特征，表明数据质量可靠。作为概念验证，我们还展示了不同系统和实验设置下所获拉曼信号的一致性。计划开展进一步临床开发，以评估系统性能并建立活检过程中实时组织分类的统计模型。

    关键词： 活检、癌症、神经外科、光学系统、拉曼光谱、医学成像

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 量子预训练与自编码器图像分类

    摘要： 计算机视觉的应用范围广泛，从医学图像分析到机器人技术。过去几年中，该领域因机器学习而发生变革，并有望从量子计算的潜在进步中获益。当前及近期量子设备处理图像的主要挑战在于这些设备能处理的数据量有限。图像可能体积庞大、具有多维特性且包含多个颜色通道。现有利用量子资源的计算机视觉机器学习方法需要对图像进行大量人工预处理才能适配设备。本文提出一个框架以解决小规模量子设备处理大规模数据的问题。该框架无需任何特定数据集的处理或信息，适用于大型灰度及RGB图像。此外，随着更大规模量子硬件架构的出现，该框架具备扩展能力。在所提出的方法中，先训练经典自编码器将图像数据压缩至可加载到量子设备的尺寸，随后在D-Wave设备上使用压缩数据训练受限玻尔兹曼机（RBM），并利用RBM的权重初始化用于图像分类的神经网络。研究结果在两个MNIST数据集和两个医学成像数据集上得到验证。

    关键词： 量子机器学习、医学成像、量子计算、机器学习

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 基于帧的编程与基于流的医学图像处理应用

    摘要： 本文提出并评估了一种方法，用于在面向流的硬件平台（如FPGA）上部署按帧处理设计的图像与视频处理流水线。首先，这需要专门的流式存储层次结构及配套软件框架，以透明地在图像处理流水线各阶段间传输图像片段。其次，我们采用可通过C编译器编程且具备硬件调试能力的软核VLIW处理器，在转向高级综合流程前进行软件评估与调试。算法开发阶段（包括在目标平台上的调试与优化）通常是新产品开发中极为耗时的环节。我们提出的平台能让软件开发者和硬件设计师在数秒内（编译时间）完成迭代测试，而非耗费数小时（综合或电路仿真时间）。

    关键词： 图像处理、FPGA、医学成像

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • [计算视觉与生物力学讲义] 临床与医学图像中的计算机辅助干预与诊断 第31卷 || Ⅱ型糖尿病患者视网膜血管分割用于糖尿病视网膜病变诊断

    摘要： 糖尿病视网膜病变是导致视力缺陷的眼科病因之一。研究重点聚焦于视网膜静脉直径偏差测量及新生血管生长情况。为观察这些变化，首先需进行图像分割。本文提出一种提升病理性视网膜图像分割质量的方法框架：采用自适应直方图均衡化进行预处理，运用脉冲耦合神经网络模型实现视网膜血管特征向量的自动生成与提取。测试结果表明，该方法优于其他视网膜图像分割竞争方法。该方案在标准公开数据集DRIVE、STARE、REVIEW、HRF和DRIONS眼底图像上进行了评估，在灵敏度、特异性和准确率等指标上均提升了分割效果。

    关键词： 眼底图像，特征提取，糖尿病视网膜病变，视网膜血管，医学成像

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • [IEEE 2018联合会议 - 声学 - 波兰乌斯特卡（2018年9月11日-2018年9月14日）] 2018联合会议 - 声学 - 医学超声断层成像中的串扰效应

    摘要： 超声断层成像（UT）是一种现代医学成像技术，近年来得到快速发展，用于女性乳腺的活体诊断。该方法能同步获取多种超声模式（包括透射和反射模式）的图像，且无需聚焦。因此扫描单个冠状面乳腺区域时，超声强度水平相对较低。通过环绕浸入水中的乳房、均匀分布于环形结构内侧的小型压电陶瓷换能器多阵元阵列来获取图像重建数据。此类装置的主要问题是串扰现象，它会给测量数据带来特定误差——这种由阵列元件间电气或机械隔离不足导致的串扰，会造成重建图像的畸变。本文研究分析了超声断层成像环形阵列中的串扰效应，揭示了其对乳腺结构重建图像的影响。通过研究发现了串扰源及传播路径，进而改进了多元件超声换能器环形阵列的设计并降低了串扰。

    关键词： 医学成像、超声断层扫描方法、乳腺诊断、串扰效应

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 存在激光相位噪声时发射端信号旋转的优化

    摘要： 本文介绍了一种1050纳米电泵浦微机电可调谐垂直腔面发射激光器（MEMS-VCSEL），其动态调谐带宽达到创纪录的63.8纳米，适用于扫频源光学相干断层扫描（SS-OCT）成像。相比先前展示的光泵浦器件，该器件无需泵浦激光器及相关硬件，从而降低了成本与复杂度。我们采用电泵浦MEMS-VCSEL以400 kHz轴向扫描速率进行眼科SS-OCT成像：对活体人眼视网膜进行12毫米×12毫米宽场成像，以及对黄斑区6毫米×6毫米和3毫米×3毫米区域进行OCT血管造影，以显示视网膜血管及黄斑中心凹附近的毛细血管结构。这些结果证明了电泵浦MEMS-VCSEL在眼科仪器（OCT最大临床应用领域）中的可行性。此外，我们估算其在空气中的3分贝相干长度为225±51米，远超眼科SS-OCT需求，表明其适用于其他距离测量应用。

    关键词： 医学成像、可调谐激光器、光学相干断层扫描、微纳光机电系统（MOEMS）、半导体激光器

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • STIR库中用于列表模式和正弦图投影数据的飞行时间PET图像重建?？榈氖迪钟胙橹?

    摘要： 本文描述了开源断层图像重建软件STIR对飞行时间（TOF）正电子发射断层扫描（PET）的支持实现，涵盖列表模式与正弦图数据两种格式。我们采用开源GATE蒙特卡罗工具箱生成的模拟数据进行验证与性能表征，其TOF配置范围为81.2至209.6皮秒。通过校正晶体长度导致的计时分辨率衰减，实现了符合探测器的分辨率修正。列表模式与正弦图数据的重建对比显示，在TOF与非TOF情况下，相对绝对误差指标均具有良好一致性。为缩短重建时间，我们评估了沿响应线（LOR）截断TOF核函数的效果——剔除超过四倍TOF标准差的LOR元素可在保证图像质量的前提下实现约45%的显著加速。进一步缩小核函数范围虽能额外提升速度，但会导致重建图像误差逐渐增加。如预期所示，TOF重建在对比度恢复系数（CRC）和信噪比（SNR）方面均优于非TOF重建：TOF模式下CRC收敛更快且噪声更低；早期迭代中TOF的SNR更优但会快速衰减。更高计时分辨率可进一步提升重建性能，而TOF时间仓合并对重建图像影响甚微。

    关键词： 医学成像、开源软件、正电子发射断层扫描、蒙特卡罗方法、计算机模拟、飞行时间技术

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 眼动追踪数据的可视化与量化评估眼动功能

    摘要： 眼球运动功能障碍可能源于生理、心理或身体因素，且可能是精神分裂症或其他疾病的标志。目前的眼球运动功能观察测试虽易于实施，但存在主观性强、时效短暂及量化偏差困难等问题。迄今基于视频的眼动追踪系统尚未提供能整合眼动录像、刺激源与注视数据，并关联典型数值指标的量化反馈的情境化概览。本研究开发了一套带有交互时间轴的系统，使分析人员能逐帧浏览录像，同时对比三个不同来源的数据。这种可视化综合分析方式可定位并量化扫视不足/过冲现象，测定补偿性扫视与预期性扫视的频率与幅度。临床医师可根据注视轨迹图中的异常模式运用专业知识进行疾病诊断，通过折线图量化反应时间、扫视精确度和平滑追踪增益等指标相对于基准值的偏差。医师可随时调取眼动录像确认观测到的偏差源自注视行为而非系统性误差。

    关键词： 计算机科学，医学成像

    更新于2025-09-22 16:47:33

  • [IEEE 2019年第24届微光学会议(MOC) - 日本富山(2019.11.17-2019.11.20)] 2019年第24届微光学会议(MOC) - 石墨烯-金属相互作用下的等离子体纳米激光器研究

    摘要： 我们报道了一种用于改进X射线吸收成像的X射线发生器的设计、制造及概念验证特性研究。该发生器采用纳米结构场发射阴极作为电子源，微结构透射阳极作为X射线产生结构。与传统X射线发生器使用的热阴极相比，场发射阴极功耗更低、响应更快且能承受更低的真空度。使用透射阳极（而非传统反射阳极）可在较低电压下通过激发原子壳层跃迁高效产生X射线，同时过滤背景辐射（轫致辐射），从而发射出具有窄光谱线宽的X射线，实现生物组织更清晰的成像。制造的场发射阴极包含自对准栅控硅场发射体阵列，在低至25V的偏置电压下即可启动，其栅极几乎100%将电子传输至阳极。在80V偏置电压下，每个发射体产生的电子电流超过2μA（电流密度>2A/cm2）。我们搭建了桌面装置，利用场发射阴极和透射阳极产生X射线，据此获得了多个物体的X射线吸收图像。这些图像清晰显示出500微米以下的细节特征，以及无需造影剂即可观察的软组织和精细骨结构。

    关键词： 医学成像、场发射、X射线产生

    更新于2025-09-19 17:13:59