采用一种基于时域有限差分(FDTD)的数值算法,仿真计算了抛物线形和大锥角形两种新型单光纤光镊的出射光场,并在稳态场下通过对麦克斯韦应力张量积分求得介质球在两种光场中受到的光阱力,得到大锥角型光纤端产生的光阱力较大的结论; 讨论了不同介质球大小、折射率,光纤探针形状对光阱力的影响。在实验中这两种光纤探针都实现了对水中酵母菌细胞的捕获,且采用流体力学法对抛物线形和大锥角形二种新型单光纤光镊产生的光阱力进行了标定。结果表明：基于FDTD数值仿真方法计算受力与实验结果一致,并且这种计算光纤光镊产生的光阱力的方法简单,适用; 且抛物线形和大锥角形光纤探头都具备构成单光纤光镊的条件。

目前市售胶囊内窥镜仅能观察到前方视场,而人体内肠道组织的褶皱和回环会导致大量后方视野出现盲区。设计了一种可以同时对前后方视场进行成像的胶囊物镜,该物镜的前方视场为0°~80°,侧后方视场为50°~80°。该物镜总长为15.6 mm,最大径向直径为8 mm。该物镜搭配OH02A10成像芯片可满足高分辨率(89 lp/mm处的最大截止频率大于0.5)的要求,且具有良好的成像质量。

虚拟现实(VR)与其所衍生的增强现实(AR)和混合现实(MR)能把携带三维信息的虚拟场景与真实世界相互叠加,极大地提升用户感官世界的直观性、精准性、实时性。该技术的推广与应用,将会给医学领域带来变革式发展。本文剖析VR/AR/MR的概念并简述其发展历程,分别对虚拟现实和增强现实在医学领域的应用进行阐述,并通过微软产品HoloLens的特点分析基于混合现实的解决方案在医学领域的优势。最后对VR/AR/MR目前在医学领域所存在的不足进行归纳,并对未来的发展趋势进行展望。

建立医用硬性内窥镜畸变的评定基础和方法,用视轴对称的球面Z视场为模型来模拟体腔凹面特征,以建立内窥镜物像共轭的分析基础;运用光学原理并结合ISO9039:1994“光学和光学仪器光学系统质量评价——畸变的测定”的定义原则,并根据理论畸变的临床要求确定畸变定义;采用主光线追迹原理推导不同球面Z形状的畸变换算通式。创立了医用硬性内窥镜以单位相对畸变表述的定义和表达式,并导出变换视场面的畸变换算通用公式和测试方法。本文建立的畸变评定基础和方法适用于医用硬性内窥镜的标准应用。

20210506-东吴证券-海泰新光-688677-好风凭借力，医用光学成像创新者展翅高飞.pdf

提出一种随深度变化的色散补偿方法, 用以提升频域光学相干层析成像系统的纵向分辨率。该方法利用迭代算法计算出不同成像深度处的色散补偿系数, 通过数值计算, 得到色散补偿系数与成像深度的关系表达式, 计算出各成像深度处的色散补偿系数, 利用这些色散补偿系数消除相应深度位置处信号的高阶色散相位, 从而有针对性地对系统中参考臂与样品臂的色散失配进行补偿, 消除色散的展宽效应。理论推导和实验结果表明, 光学相干层析成像系统中, 随深度变化的色散补偿方法对各成像深度位置处的信号, 包括成像深度较深位置处的弱信号, 均可以进行有效的色散补偿, 进而得到更多的样品结构信息。

冠状动脉支架置入已经成为冠状动脉粥样硬化性心脏病的重要治疗手段。药物洗脱冠状动脉支架断裂(CSF)的识别与检测是目前的难点问题。血管内光学相干层析成像(IVOCT)系统以其极高的成像分辨率在CSF识别与检测方面具有独特优势。本文提出了一种在IVOCT中对冠状动脉支架精准重建的方法。该方法利用金属支架具有成像阴影这一特征,在血管边界分割后,将支架及其一定深度阴影的强度值进行累加生成一维数组,然后将一维数组按照回撤次序排列形成支架展开图像。与三维成像、纵切图像等支架重建方法相比,所提方法不仅可以保持支架的整体结构,而且避免了对操作人员空间想象力的要求。本文利用所提重建方法定量识别和分析了CSF,该方法可针对不同的支架结构选择不同的IVOCT成像参数。

研究正常生理条件蛋白酶的活化情况仍然存在很多困难，将蛋白酶荧光探针技术和基于各种光学平台的显微成像技术有机地结合起来，可以最大限度地记录活细胞生理条件下蛋白酶活性变化的时空信息。综述了蛋白酶荧光探针技术及其与该类探针应用相关的新型显微成像技术在生物医学光子学领域的应用进展。

设计了无损检测光波沿人体经脉传输特性的实验方案，测量了658 nm光波沿人体手臂心包经脉线与旁开非经脉线方向的漫射光辐出度，分析了光波斩波频率和经脉阻滞对测量光信号的影响。结果表明,658 nm光波沿心包经脉方向和非经脉方向传输时，光强度的衰减遵循一定规律，但衰减程度存在明显的差异，这种差异性具有高度的医学统计意义(P<0.01)。研究表明斩波频率、经脉阻滞对光信号具有一定的影响，即在低频范围内(10-370 Hz)，光信号随着斩波频率的增加而相应减弱，经脉线与非经脉线方向测得光波信号的相对差异随着阻滞压力的增加而增大。研究结果对于揭示人体经脉现象的客观存在以及经脉腧穴理化特性研究具有参考价值。

太赫兹波（THz）是一种介于微波和红外线波之间的电磁波。由于生物体对THz波的独特响应性，太赫兹波在生物医学领域的应用研究特别是其与生物组织的相互作用成为了研究热点。该研究旨在探索太赫兹波能否激发光敏剂产生光敏效应。采用纳焦级宽谱（1~3 THz）的脉冲太赫兹光源对光敏剂（PS）血卟啉单甲醚（HMME）照射30 min，用DPBF作为单态氧的捕获剂检测单态氧产率。采用相同的太赫兹光源照射常规培养的HepG2细胞，光学显微镜下观察细胞形态，MTT法检测细胞活性。PS+THz组单态氧产率显著高于单纯太赫兹波组（21.04% vs. 2.39%）；PS+THz组HepG2细胞形态较对照组略圆，细胞有收缩趋势；细胞活性检测结果显示，太赫兹波照射后HMME孵育的HepG2细胞的活性降低至81.13%（THz组为99.21%）。实验结果表明宽谱1~3 THz纳焦级太赫兹波可激发光敏剂HMME，激发效率约为20%。