生物組織中的光學(xué)成像研究2300字

1、生物組織中的光學(xué)成像研究2300字 在生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域中，混濁介質(zhì)特性的研究是一個(gè)很重要的方向，以下是搜集整理的一篇關(guān)于生物組織中的光學(xué)成像研究的論文范文，供大家閱讀參考。前言醫(yī)學(xué)成像在醫(yī)學(xué)診斷中有著重要的作用，有助于人們觀察生物組織，理解材料構(gòu)造，它的開展是物理、數(shù)學(xué)、電子學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和生物醫(yī)學(xué)等多門學(xué)科互相結(jié)合的結(jié)果。目前，各種醫(yī)學(xué)成像技術(shù)不斷開展，常用的醫(yī)學(xué)成像方法有：(1)超聲波醫(yī)學(xué)成像;(2)X射線計(jì)算機(jī)層析成像;(3)放射性同位素成像;(4)核磁共振醫(yī)學(xué)成像。各種成像技術(shù)由于不同的工作原理，決定了其不同的功能特點(diǎn)、不同的適用范圍和局限性.為了進(jìn)一步進(jìn)步成像分辨率，降低對(duì)人體的損害，

2、需要開展更有優(yōu)勢(shì)的成像技術(shù)，而光學(xué)成像技術(shù)以其非侵入性、低本錢等特點(diǎn)成為了一個(gè)重要的研究方向。1生物組織中的光學(xué)成像研究在生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域中，混濁介質(zhì)(生物組織)特性的研究是一個(gè)很重要的方向，這就需要開展相應(yīng)的技術(shù)應(yīng)用于對(duì)它的研究。隨著激光技術(shù)、光電子技術(shù)與光子學(xué)的開展和逐步完善，光學(xué)技術(shù)在混濁介質(zhì)特性的研究中正顯現(xiàn)出其優(yōu)勢(shì)，特別在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用，光與生物組織互相作用的問題，尤其是光波在生物組織中的傳輸與分布引起人們的廣泛關(guān)注，并且出現(xiàn)了一個(gè)以光子學(xué)和生命科學(xué)互相交融和促進(jìn)的學(xué)科分支-生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)，主要包括利用光子來研究生命的生物光子學(xué)和為了探究導(dǎo)致疾病的規(guī)律而研究醫(yī)學(xué)診斷和治療的新方法的醫(yī)

3、學(xué)光子學(xué)。其中醫(yī)學(xué)光子學(xué)的理論根底為光在生物組織中的傳播規(guī)律，研究?jī)?nèi)容主要有醫(yī)學(xué)光譜技術(shù)、醫(yī)學(xué)成像、醫(yī)用半導(dǎo)體激光及其應(yīng)用。隨著對(duì)光在生物組織中傳播規(guī)律的深化研究，各種用于醫(yī)學(xué)成像的光學(xué)技術(shù)不斷出現(xiàn)，光學(xué)成像技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域展現(xiàn)出宏大優(yōu)勢(shì)。由于生物組織是高散射的介質(zhì)，光與生物組織的作用機(jī)理復(fù)雜，不僅與光波的特性有關(guān)，而且與生物組織的構(gòu)造、物理化學(xué)及生物特性有關(guān)，所以要研究生物組織中的成像，首先要對(duì)光在散射介質(zhì)中的傳播特性進(jìn)展分析。光在散射介質(zhì)中傳播時(shí)，存在吸收和散射，其中吸收是因?yàn)榻M織內(nèi)部原子和分子不同能級(jí)間的電子躍遷產(chǎn)生的，散射是因?yàn)榻M織中的構(gòu)造折射率的改變?cè)斐傻?，并且組織的散射和吸收導(dǎo)致

4、探測(cè)光的光強(qiáng)沿探測(cè)深度指數(shù)衰減，導(dǎo)致有用信號(hào)被噪聲所湮沒，為此，需要設(shè)法將有用信號(hào)從噪聲中提取出來，目前主要有兩種方法：一類是從雜亂無(wú)章;的光子中挑選出能直接成像的光子，從而產(chǎn)生了各種門技術(shù)，使得能直接用于成像的光子與噪聲背景光子相別離;另一類那么相反，探測(cè)組織在不同方向的所有散射光子，然后借助光的傳播模型，通過適宜的算法在時(shí)域或頻域內(nèi)進(jìn)展逆向圖像重建，從而得知物體的位置和性質(zhì)。在散射介質(zhì)中傳播的光子根據(jù)受散射的次數(shù)可以分為沒有經(jīng)過散射的彈道光子，少數(shù)散射的蛇行光子和屢次散射的漫射光子。彈道光子保存了入射光子的大局部特征，傳播方向與入射光一樣，通過生物組織的光程最短，攜帶生物組織的信息最多，蛇

5、行光子保存了入射光子的一些初始特征，攜帶局部生物組織內(nèi)部構(gòu)造的信息，傳播軌跡比彈道光子長(zhǎng)，而漫射光子喪失了大局部的入射光的初始特征。經(jīng)過散射介質(zhì)后彈道光子最先到達(dá)探測(cè)器，然后是蛇行光子和漫射光子。門技術(shù)就是將可以直接用于成像的彈道光子和蛇行光子與漫射光子相別離的技術(shù)。時(shí)間門技術(shù)根據(jù)光子經(jīng)過散射介質(zhì)后到達(dá)探測(cè)器的時(shí)間不同而加以區(qū)分，彈道光子和蛇行光子到達(dá)的時(shí)間早，而漫射光子到達(dá)的時(shí)間晚，由時(shí)間門的選通作用到達(dá)濾除漫射光子的目的?？臻g門技術(shù)利用對(duì)漫射光子方向性的限制進(jìn)展濾波，共焦顯微成像和傅立葉空間濾波就是兩種常見的空間門技術(shù)。相干門技術(shù)利用彈道光子和蛇行光子保持了入射光子的相干性，可以與從原入射

6、光中別離出來的參考光束相干預(yù)，而漫射光子卻不能與參考光束相干預(yù)，從而提取出帶有介質(zhì)信息光子的成像方法，到達(dá)了濾除漫射光子的目的。偏振門那么利用了彈道光子保持了入射光子的偏振態(tài)，而漫射光子是隨機(jī)偏振的特點(diǎn)，用來濾除漫射光子。為了獲得更高的分辨率，上述各種門技術(shù)通常是綜合在一起運(yùn)用的。如空間門技術(shù)不能濾除入射光前進(jìn)方向上的散射光子，而將空間門技術(shù)與時(shí)間門技術(shù)結(jié)合，就可以很好的解決這個(gè)問題?；诟鞣N門技術(shù)的成像技術(shù)中，光學(xué)相干層析成像是一項(xiàng)新興的光學(xué)成像技術(shù)，當(dāng)從散射介質(zhì)中返回的光與參考光的光程差在光源的相干長(zhǎng)度范圍內(nèi)那么發(fā)生干預(yù)，否那么不能發(fā)生干預(yù)，從而把帶有被測(cè)樣品信息提取出來進(jìn)展成像，它可以實(shí)

7、現(xiàn)對(duì)生物組織高分辨率的非侵入層析測(cè)量，具有廣泛的應(yīng)用前景。2結(jié)語(yǔ)光學(xué)成像技術(shù)以其非接觸性和無(wú)損傷、及高靈敏度、高分辨率等優(yōu)越性，在生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的開展前景。參考文獻(xiàn)：1王保華.生物醫(yī)學(xué)測(cè)量與儀器M.上海:復(fù)旦大學(xué)出版社,2022:32-64.2S.T.Flock,M.S.Patterson,B.C.Wilson,etal.MonteCarloModelingofLightPropagationinHighlyScatteringTissues-Iota;：ModelPredictionsandparisonwithDiffusionTheoryJ.IEEETrans.Biomed.Eng,1989,36(12)：1162-116