导读:本文包含了在体成像系统论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:表面等离子体,超表面,超透镜,石墨烯
在体成像系统论文文献综述
邵泓焰[1]（2018）在《超表面等离子体成像系统设计及其光学效应研究》一文中研究指出表面等离子体极化激元(Surface Plasmon Polaritons,SPPs)是一种由光子与电子共振耦合而激发出来的沿金属与介质分界面传输的电磁倏逝波,在近几十年里,以其独特的光学性质受到了广泛关注,并且取得了大量令人瞩目的突破性发展。在成像系统方面,各种等离子透镜被设计出来,并且在光束聚焦、光束偏转等方面突破传统衍射极限的限制,展现出了独特的效果。而随着科学技术的发展以及生产生活需求的提高,超表面(Metasurface)结构成为了当前等离子体成像系统设计方面的主力军,其对电磁波空间相位以及振幅的调制作用,使其在很多领域具有十分巨大的应用潜力。同时,石墨烯等二维材料的广泛研究也使得超表面成像系统设计向着高效率、低损耗、易于调控的方向发展,更加符合当今人类社会进步的需要。本文结合理论设计以及仿真模拟的研究手段,完成了以下相关工作:首先,提出了一种由金属倾斜狭缝阵列构成的平面透镜。在入射光照射下,激发出来的SPPs通过狭缝传输到自由空间,并且每个狭缝提供不同的传输距离,理论和仿真表明,由此可以实现波前空间相位的控制,从而使各狭缝出射光在自由空间的预设焦点处发生相位相长迭加,得到聚焦效果。另外,通过对阵列结构的非对称性设计,控制各狭缝的倾斜角,可以实现空间聚焦位置的调节,使其在实际应用中的功能性得到强化。然后,通过对超表面的研究,设计了一种基于非平行双缝的反巴比涅纳米天线结构,分析了该单元结构对空间相位以及振幅的调制效果和规律,选取八个能够均匀覆盖2π相位且具有相似透射振幅的基本单元,从而可以通过合理排列实现一定的波前相位控制。本工作中,通过相位分析设计了光束偏转器以及不同焦距的聚焦透镜,其中还包括多个焦点的情况,有限元法的数值仿真很好的验证了我们的设计,并且可以观察出其数值孔径较大,且焦点尺寸非常小,十分有利于高精确度光学器件的集成应用。此外,还设计了一种基于布拉格光栅与石墨烯波导的多通道滤波器件。石墨烯作为中红外波导,展现出了可由电场调节而实现局部光学参数可变的特性,通过对该结构施加电压,可以使得石墨烯波导的有效折射率呈周期性变化,此时石墨烯SPPs传输时就会发生布拉格效应。当引入缺陷时,波导中就会产生缺陷共振模,该结构可看作一个法布里-珀罗腔,产生一个滤波通道。据此,进一步引入多个缺陷,便可实现多通道滤波的效果,本工作中,提出了两种多通道滤波结构的设计方法,串级多缺陷结构和双对称法布里-珀罗结构,并且通过COMSOL数值仿真很好地验证了它们的可精确调节效果。(本文来源于《江南大学》期刊2018-06-01）
包成鹏[2]（2016）在《内窥式切伦科夫荧光成像系统对肝肿瘤的在体评估》一文中研究指出近年来,切伦科夫荧光成像,即Cerenkov Luminescence Imaging(CLI),在分子成像领域中迅速崛起,吸引了大量关注。这种成像模式的机理是,放射性核素在衰变的过程中,产生的高速带电粒子在非真空的透明介质中以超光速的速度穿行时会产生一种以蓝紫光为主的可见光,通过光学设备捕捉可见光光子完成显像。相对于核医学领域比较先进的临床检查影像技术——正电子发射计算机断层显像(Positron emitting computed tomography,PET),切伦科夫荧光成像同时具备高分辨率、无毒核素等优势的同时,还大大降低了成本。目前切伦科夫荧光成像在肿瘤检测、药物疗效评估、基础研究等生物医学领域开展了大量的研究。然而,切伦科夫荧光成像也有其自身的缺陷,切伦科夫荧光的光强较弱,并且其在生物体中传播时容易产生散射,组织穿透性较弱,这些因素使得其对深层组织成像产生了阻碍,从而限制了切伦科夫荧光成像广泛地应用于临床诊断、治疗中。针对此问题,本文设计了一套内窥式切伦科夫荧光成像系统,其采用内窥技术与光学成像结合的原理从空间上减少切伦科夫光子的损失,提高成像的分辨率。内窥式切伦科夫荧光成像系统的搭建主要包括两部分:系统硬件的设计与软件相关工作。系统硬件主要包括成像模块、系统降温模块、辅助平台模块以及控制模块。通过模块之间的协同运作,完成切伦科夫图像的采集。软件工作方面,主要完成数据参数的调控、图像滤噪和图像融合。通过软、硬件的结合,提供了一套完整的、高分辨率的光学成像系统。除此之外,为了验证该系统在活体成像方面的性能,本研究设计了一系列生物实验,用实际数据说明了内窥式切伦科夫荧光系统的实用性。生物实验采用人原肝癌细胞构建皮下异种移植瘤模型和原位异种移植瘤模型,实验对象均采用具有基因缺陷的裸鼠。该成像对皮下肝癌异种移植瘤模型实现了高灵敏度地检测,并利用术中成像,指导了肿瘤切除手术的完成。其实验结果与传统切伦科夫成像模式的实验结果具有一致性,验证了成像系统在皮下瘤检测方面的高鲁棒性。对原位肝癌异种移植瘤的检测是切伦科夫成像在深层肿瘤组织成像方面的突破性进展。在本研究中将传统切伦科夫成像模式采集到的图像数据作为对照组,来验证内窥式切伦科夫成像系统的优势。其结果是鼓舞人心的,传统切伦科夫成像下的图像数据没有探测到任何关于原位肝肿瘤的有意义的信息。相反,使用内窥式切伦科夫成像系统则完成了肿瘤检测与切除,具有很大的实际意义与临床应用前景。(本文来源于《哈尔滨理工大学》期刊2016-03-01）
刘高[3]（2016）在《在体小动物光学分子断层成像系统设计与实现》一文中研究指出在体光学分子成像技术是一种新兴的医学成像技术,具有高灵敏度、高对比度、无创、低成本等优点,已被广泛应用于肿瘤诊断、疾病早期检测、药物疗效定量评估等方面。目前,在体光学分子成像系统成熟产品不多,且国外的产品占据主要市场份额,因此,研究具有自主知识产权的在体光学分子成像系统十分必要。本文研发了一套小动物在体光学分子断层成像系统(AOIS),可以实现生物自发光和激发光断层成像。本文主要工作如下:(1)设计与搭建AOIS硬件系统,主要包括暗箱、激发光光源、滤光轮、实验台、小动物固定装置、CCD相机及镜头。通过小动物固定装置的旋转,可以实现小动物体表多角度荧光数据的采集。(2)AOIS系统利用CT或MRI结构数据进行多模态成像时,在CT图像预处理中,提出了基于区间扫描的固定管分割算法并结合Otsu算法,可有效去除图像中的床板、固定管及固定管与小动物体表间的空气部分,精确提取小动物的体数据;在MRI图像预处理中,使用Otsu算法及基于区域面积统计的方法,可有效去除图像中的噪声,精确提取小动物的体数据。(3)针对荧光图像中存在亮线区域的问题,本文采用基于海森矩阵的线增强算法对亮线区域进行检测,并提出了基于双向邻域均值的方法对亮线区域进行修复,有效地改善了荧光图像的质量。(4)设计并实现了AOIS软件系统。AOIS软件系统实现了对硬件系统的控制、荧光数据的采集、存储和分析、CT/MRI图像的分割及体网格生成、小动物体内光源重建与融合显示。(5)设计小鼠实验,根据采集的荧光数据对小鼠体内光源进行重建,验证了系统的可靠性与算法的可行性。本文研发的AOIS是基于细胞、分子和基因水平表达的断层成像系统,可以实现在体小动物体内光源的精确定位,是分析和检测生物体内肿瘤的生长和转移、特定基因的表达等生物学过程的重要工具。(本文来源于《南京航空航天大学》期刊2016-03-01）
刘浩,高万荣,陈朝良[4]（2016）在《手持式牙齿在体谱域光学相干层析成像系统研究》一文中研究指出光学相干层析(OCT)是一种高分辨率、高灵敏度、无损伤的断层深度探测方法。搭建了一台手持式谱域光学相干层析(SDOCT)系统,对人体牙齿组织进行成像。介绍了手持式OCT探头设计。该手持式探头利用扫描振镜进行横向扫描,结构简单且十分紧凑,可以稳定地检测活体组织。利用该系统分别对离体牙齿和活体牙齿进行成像。通过实验结果可以清晰地看到活体牙齿的牙釉质、牙本质和釉质本质界面等组织,实现了高分辨率的断层成像。(本文来源于《中国激光》期刊2016年02期）
杜持新,倪秧,李鹏,徐柏升,吴兰[5]（2015）在《光学相干层析成像系统在体评估小鼠全眼对渗透压刺激的反应》一文中研究指出目的:利用OCT在体观察和评估小鼠全眼对渗透压刺激的反应。方法:选取小鼠(C57BL/6)25只,随机分为5组,分别用不同浓度和渗透压的(100、250、500和1000 mOsmol/kg)氯化钠溶液滴于小鼠角膜,利用探测深度为12.38mm的光学相干层析成像系统(opticalcoherence tomography,OCT),实时、在体观察小鼠全眼对于不同渗透压刺激的反应过程。通过对(本文来源于《2015年浙江省眼科学术年会暨国际眼科临床前沿技术论坛论文汇编》期刊2015-11-26）
宋博凡[6]（2015）在《在体和离体荧光生物分子成像系统的研制》一文中研究指出在医学成像领域,光子学在提供结构和分子信息方面起着越来越重要的作用,为疾病的诊断和治疗提供了重要的工具,并开辟了全新的视野。具有无害、非侵入、高灵敏和可进行多目标成像等优点。本文切合医学成像领域的发展前沿,自主研制了基于双目立体视觉的近红外荧光叁维定位体内成像系统和用于现场检测的核酸定量检测系统。传统的体内荧光成像设备只能提供单角度的两维图像信息,无法满足最新科学研究对目标精确定位的要求。本文中设计搭建的基于双目立体视觉技术的近红外荧光叁维定位体内成像系统具有靶点目标叁维定位和深源探测能力,建立了一个基于光谱分离的前处理算法的双目立体视觉技术,提供了一种在荧光发射光谱混迭和生物组织内光散射条件下进行叁维坐标计算的方法。算法可以从多光谱图像中有效的提取靶点目标并确定分离后的靶点中心坐标。选用近红外量子点作为荧光标记物标记靶点,进一步的实验显示该方法可以对小动物体内的荧光靶点进行叁维定位。实验还显示结合大功率激光器和深度制冷光电耦合器件对深源的荧光探测提供了很好的研究前景。现场检测是实验室医学的最新概念,可以在病人旁边完成检测并快速得到检测结果,可以消除因临床样本的运输和准备所造成的延误,减少临床决策的时间。在发展中国家,超过一半的死亡率都是因为传染性疾病造成的。考虑到全世界范围内高风险病原体患病率的迅速增加,快速的传染病检测是至关重要的。核酸检测是非常具有前景的现场检测方法,本文设计搭建的用于现场检测诊断的核酸定量系统可以低成本、便携、自动化的完成核酸绝对定量,现场检测,快速分析和实时获取反应结果。系统由一个可更换的脱气驱动的微流控芯片,低成本的电池供电的温度控制单元和成像单元,一个有高分辨率成像模块的移动设备,和运行于移动设备的定制软件组成。微流控芯片包含1024个2纳升的小室进行等温数字核酸扩增反应。实验数据显示了该系统准确的核酸定量能力。该系统对于传染病的现场检测具有重要的价值。综上,本文设计搭建的系统采用医学成像相关技术,切合生物医学应用的紧迫需求,为生命科学的研究和疾病的诊断治疗开辟了新方法,具有十分重要的意义。(本文来源于《浙江大学》期刊2015-06-20）
谢焕瑛[7]（2014）在《国家重大科研仪器研制项目“超高时空分辨微型化双光子在体显微成像系统”取得重大进展》一文中研究指出国家重大科研仪器研制项目"超高时空分辨微型化双光子在体显微成像系统"(项目批准号:3132 7901)项目组于2013年成立。成立伊始,项目组全体成员便积极开展调研,探索如何将下一代的激光、扫描、控制、成像新原理和图像处理新方法等有机结合应用于在体荧光成像过程中。2013年11月,项目组发现了通过调制超声可调制梯度(TAG)透镜高速点扫描产生片层光的新原理。在国家重大科研仪器研制项目的支持下,项目组整合了光学仪器研发、电路控制、生物学实验等各方面的力量,调集关键设备、确定时间节点,群策群力,于2014年3月份完成了新型双光子光片显微镜,命名为2P3A-(本文来源于《中国科学基金》期刊2014年06期）
石莹,陈露岚,姜民[8]（2012）在《光纤式在体荧光显微成像系统在动态观测活体动物脑内神经元中的应用》一文中研究指出本文旨在利用光纤式在体荧光显微成像系统,建立大鼠脑内神经元的在体显微荧光连续观察的实验方法。将含有绿色荧光蛋白的重组病毒载体(Ubi-GFP)微注射到Sprague Dawley(SD)大鼠大脑皮层区,7天后用微创手术将光纤探头植入动物脑内目标位置,使用在体荧光显微成像技术观察到微注射区GFP标记神经元的特异性荧光信号。随后对大鼠脑组织行冰冻切片,荧光显微镜对切片的观察结果验证了在体荧光显微成像实验中观察到的荧光信号。该方法既保证了在体实验中动物处于生理状态,又满足了体内神经组织荧光显微水平成像的要求,可以用于动物脑内神经元荧光信号的在体追踪记录,为在体神经科学实验提供了有效的技术保障。(本文来源于《生理学报》期刊2012年06期）
南楠,步鹏,郭昕,王向朝[9]（2012）在《叁维全深度复频域光学相干层析成像系统及其对人体皮肤的在体成像》一文中研究指出基于正弦相位调制建立了用于人体皮肤在体叁维成像的全深度复频域光学相干层析(FDOCT)成像系统。通过在不同横向位置获取的干涉谱信号中引入正弦相位调制,利用傅里叶变换结合带通滤波的方法重建复干涉谱信号,使成像深度范围扩大为原来的两倍,且适合对活体组织进行在体成像。通过优化相位调制周期内的采样点数,提高了镜像抑制比。基于该系统在体获得了人体皮肤的叁维全深度层析图,图中角质层、表皮层及真皮乳突层等皮肤层状结构清晰可见,镜像消除比约为36dB。(本文来源于《中国激光》期刊2012年07期）
白剑强,夏群,苗军,贺金亮,刘恺[10]（2012）在《双X线透视成像系统进行颈椎在体运动研究方法学的探索》一文中研究指出目的观察应用双X线透视成像系统在颈椎在体运动学研究中下颌骨对颈椎图像的干扰度,探索颈椎在体运动学最佳位置的透视方法,为颈椎在体运动学研究提供方法学的可行性论证。方法应用双X线透视成像系统分别在两个C型臂夹角呈正交(90°)位、60°位及45°位采集健康志愿者5名(男4名,女1名)颈椎双平面X线图像,包括中立位、前屈后伸位、左右旋转位、左右侧屈位,比较各个不同位置时下颌骨对颈椎椎体图像的遮挡;采用下颌角对颈椎的干扰程度来作为评价的标准,通过对各个不同位置时下颌骨对颈椎图像干扰程度的评分,筛选最佳角度的透视方法。在做颈椎左右旋转运动透视时,比较躯干固定-头颅旋转模式和头颅固定-躯干旋转模式下下颌骨对颈椎图像的干扰程度,分别采集两种模式下的透视图像。结果 90°、60°和45°位时中立位、前屈后伸位、左右侧屈位、左右旋位透视下颌骨对颈椎图像干扰度均存在显着性差异(P<0.05)。45°位在上述位置时干扰度最小。在相同角度60°位,躯干固定-头颅旋转组与头颅固定-躯干旋转组相比有显着性差异(P<0.05)。结论颈椎在体运动学研究中应用双X线透视成像系统在交角45°位时可以最大限度的减少下颌骨的阻挡,坐位同轴躯干旋转代替头颅旋转可以减少下颌骨的干扰度,基本满足双X线成像系统二维-叁维图像的匹配条件。(本文来源于《医用生物力学》期刊2012年02期）
在体成像系统论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
近年来,切伦科夫荧光成像,即Cerenkov Luminescence Imaging(CLI),在分子成像领域中迅速崛起,吸引了大量关注。这种成像模式的机理是,放射性核素在衰变的过程中,产生的高速带电粒子在非真空的透明介质中以超光速的速度穿行时会产生一种以蓝紫光为主的可见光,通过光学设备捕捉可见光光子完成显像。相对于核医学领域比较先进的临床检查影像技术——正电子发射计算机断层显像(Positron emitting computed tomography,PET),切伦科夫荧光成像同时具备高分辨率、无毒核素等优势的同时,还大大降低了成本。目前切伦科夫荧光成像在肿瘤检测、药物疗效评估、基础研究等生物医学领域开展了大量的研究。然而,切伦科夫荧光成像也有其自身的缺陷,切伦科夫荧光的光强较弱,并且其在生物体中传播时容易产生散射,组织穿透性较弱,这些因素使得其对深层组织成像产生了阻碍,从而限制了切伦科夫荧光成像广泛地应用于临床诊断、治疗中。针对此问题,本文设计了一套内窥式切伦科夫荧光成像系统,其采用内窥技术与光学成像结合的原理从空间上减少切伦科夫光子的损失,提高成像的分辨率。内窥式切伦科夫荧光成像系统的搭建主要包括两部分:系统硬件的设计与软件相关工作。系统硬件主要包括成像模块、系统降温模块、辅助平台模块以及控制模块。通过模块之间的协同运作,完成切伦科夫图像的采集。软件工作方面,主要完成数据参数的调控、图像滤噪和图像融合。通过软、硬件的结合,提供了一套完整的、高分辨率的光学成像系统。除此之外,为了验证该系统在活体成像方面的性能,本研究设计了一系列生物实验,用实际数据说明了内窥式切伦科夫荧光系统的实用性。生物实验采用人原肝癌细胞构建皮下异种移植瘤模型和原位异种移植瘤模型,实验对象均采用具有基因缺陷的裸鼠。该成像对皮下肝癌异种移植瘤模型实现了高灵敏度地检测,并利用术中成像,指导了肿瘤切除手术的完成。其实验结果与传统切伦科夫成像模式的实验结果具有一致性,验证了成像系统在皮下瘤检测方面的高鲁棒性。对原位肝癌异种移植瘤的检测是切伦科夫成像在深层肿瘤组织成像方面的突破性进展。在本研究中将传统切伦科夫成像模式采集到的图像数据作为对照组,来验证内窥式切伦科夫成像系统的优势。其结果是鼓舞人心的,传统切伦科夫成像下的图像数据没有探测到任何关于原位肝肿瘤的有意义的信息。相反,使用内窥式切伦科夫成像系统则完成了肿瘤检测与切除,具有很大的实际意义与临床应用前景。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
在体成像系统论文参考文献
[1].邵泓焰.超表面等离子体成像系统设计及其光学效应研究[D].江南大学.2018
[2].包成鹏.内窥式切伦科夫荧光成像系统对肝肿瘤的在体评估[D].哈尔滨理工大学.2016
[3].刘高.在体小动物光学分子断层成像系统设计与实现[D].南京航空航天大学.2016
[4].刘浩,高万荣,陈朝良.手持式牙齿在体谱域光学相干层析成像系统研究[J].中国激光.2016
[5].杜持新,倪秧,李鹏,徐柏升,吴兰.光学相干层析成像系统在体评估小鼠全眼对渗透压刺激的反应[C].2015年浙江省眼科学术年会暨国际眼科临床前沿技术论坛论文汇编.2015
[6].宋博凡.在体和离体荧光生物分子成像系统的研制[D].浙江大学.2015
[7].谢焕瑛.国家重大科研仪器研制项目“超高时空分辨微型化双光子在体显微成像系统”取得重大进展[J].中国科学基金.2014
[8].石莹,陈露岚,姜民.光纤式在体荧光显微成像系统在动态观测活体动物脑内神经元中的应用[J].生理学报.2012
[9].南楠,步鹏,郭昕,王向朝.叁维全深度复频域光学相干层析成像系统及其对人体皮肤的在体成像[J].中国激光.2012
[10].白剑强,夏群,苗军,贺金亮,刘恺.双X线透视成像系统进行颈椎在体运动研究方法学的探索[J].医用生物力学.2012