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医学光子技术主要内容的探讨

? 2018年05月23日 09:56 ? 次阅读

美高梅官网,金沙网投领导者,金沙网投网站,金沙网投开户 www.tongshi-cn.com 人们致力的目标是:发展无辐射损伤、高分辨率的生物组织光学成像方法与技术,同时应具有非侵入式、实时、安全、经济、小型、且能监测活体组织内部处于自然状态化学成分的特点。目前研究工作主要集中在以下几个方面:

1.时间分辨成像技术,它以超短脉冲激光作为光源,根据光脉冲在组织内传播时的时间分辨特性,使用门控技术分离出漫反射脉冲中未被散射的所谓早期光,进行成像。正在研究的典型时间门有条纹照相机、克尔门、电子全息等。该项技术是光学层析(断层)造影(OT)技术中最主要的一种;

2.相干分辨成像技术(OCT)。它采用的是弱相干光光源(如,弱相干脉冲激光或宽带的非相干光光源),其相干长度很短(如20μm)。利用光源的低相干性能通过散射介质来实现成像,实现手段有干涉仪、全息术等;

3.漫射光子密度波成像技术。透过生物组织的漫射光占相当大的比例,也可利用它进行医学成像。高频调制的光射入生物组织,被漫射后的光子在生物组织内部呈周期分布,形成漫射光子密度波。这种光子密度波以一定的相速度和振幅衰减系数在生物组织中传播,又被折射、衍射、色散、散射,因而使之出射光携带生物组织内部结构的信息。测量其振幅和相位,再经过计算机数据处理便能够得到生物组织的有关图像。

4.图像重建技术。生物散射介质的结构特征信息隐含在漫射光中。若能找到描述光在介质中迁徙规律,通过测试漫射光的有关参数,在眼光的散射路径逆向追溯,则应能重建散射介质结构图像。如采用锁摸激光器作光源,条纹相机测试散射体周围的漫射光的时间分辨参量,再用逆问题算法进行图像重建。目前,逆问题算法大体有两类:一类为蒙特卡罗法,采用这种方法,图像重建精度高,但是计算复杂;另一类是基于光的传输方程,采用优化算法,根据测试周围时间分辨率漫射光的信号进行图像重建。

除了上面四种技术外,近年来还发展了其它一些生物组织成像技术,如空间选通门成像技术、时间分辨荧光成像、受激喇曼散射成像以及光声医学成像技术等。目前,国际上光学医学成像技术尚处于初始研究阶段,离实用化还有相当距离,但人们已经看到它初露曙光。

医用半导体激光及其应用技术 由于半导体激光器具有体积小、效率高、寿命场合多种波长可供选择等一系列显著优点,所以它在激光诊断医疗技术中有逐渐取代其他多种激光器的趋势,从而有可能成为激光医用仪器的最主要光源。目前的状况是:低功率半导体激光器,波长为800nm~900nm,功率为3~10mW,已逐渐替代He-Ne激光器作照射治疗和光针疗法,以及作各种指示光源;中功率器件,波长652nm~690nm,功率1~5W,已逐渐替代染料激光用于光动力疗法,可治疗较深部的肿瘤;高功率半导体激光器,也有可能替代Nd:YAG激光治疗机。如波长为800nm~900,功率为30W的高功率半导体激光,穿透组织深,适用于Nd:YAG激光所能治疗的大部分病种。

其它医用激光技术发展动向 近年来,值得注意的研究动向还有:其一是新工作波长激光医疗仪器的开拓;其二是Ho:YAG和Er:YAG激光手术刀走向实用化;其三是腔内治疗适用的光纤内窥式激光医疗技术的开发;其四是激光医疗设备实现智能化。

.医学光子技术分为两大类:光子诊断医学技术与光子治疗医学技术,前者是以光子作为信息载体,后者则以光子作为能量载体。 目前,无论是光诊断还是光治疗技术,多以激光为光源。如果着眼于人体应用为对象,这两种技术则归属于激光医学范畴。激光医学是医学光子技术的一个特有的重要应用领域,也是近多年来迅猛兴起的一个新学科分支。

根据国际、国内的发展情况,以下诸点是医学光子技术的主要研究内容:

医学光谱技术

医学光子技术主要内容的探讨

激光光谱以其极高的光谱和时间分辨率、灵敏度、精确度以及无损、安全、快速等优点而成为医学光子学的重要研究领域。随着激光光谱技术在医学领域应用研究的深入开展,一门有发展潜力和应用前景的“医学光谱学”逐渐形成。

1.生物组织的自体荧光与药物荧光光谱。已对激光诱导生物组织自体荧光和药物荧光诊断动脉粥样斑块和恶性肿瘤进行了临床前的研究。内容涉及光敏剂的吸收谱、激发与发射荧光谱以及各种波长激光激发下正常组织与病变组织内源性荧光基团特征光谱等。在此基础上还研究了用于癌瘤诊断和定位的实时荧光图像处理系统。

激光荧光光谱诊断肿瘤技术的研究一直倍受关注,光谱检验法的灵敏度很高,如能找到肿瘤细胞的特征荧光峰,来诊断癌细胞的存在,则对肿瘤的早期诊断和治疗将起巨大作用。但至今该技术在临床上无法单独作为癌细胞检测的依据,关键原因是尚未找到癌细胞真正的特征荧光峰。现在人们所谓的特征荧光峰实际上只是卟啉分子的荧光峰??凸酆涂蒲У嘏卸霞す庥夤馄锥灾琢龅恼锒媳曜际鞘直匾?。

目前,某些癌瘤的药物荧光诊断已进入临床试用,自体荧光的应用尚处于摸索之中。需要开展激光激发生物组织和细胞内物质的机理研究,探讨激光诱发组织自体荧光与癌组织病理类型的相关性以及新型光敏剂的荧光谱、荧光产额和最佳激发波长等方面的研究,以期获得极其稳定、可靠的特征数据,为诊断技术的发展提供科学依据。

2.生物组织的喇曼光谱。近年来,喇曼光谱技术应用于医学中已显示出它在灵敏度、分辨率、无损伤等方面的优势,克服了荧光光谱技术区分病变组织是由于生物大分子荧光带较宽、易于重叠对准确诊断带来的影响。目前,这一研究领域尚处于起步阶段,应加紧开展以下研究工作:其一,对重要医学物质的喇曼光谱进行研究,并建立其光谱数据库(包括分子组分与结构相对应的敏感特征谱线及其强度等);其二,研究疾病的喇曼光谱,分析从正常到病变过程中生物组分的变化与发病机理;其三,开发小型、高效、适用于体表与体内的医用喇曼光谱仪和诊断仪。

3.生物组织的超快时间分辨光谱。超快时间分辨光谱比稳态光谱在技术上更灵敏、更客观和更具有选择性。因此,将脉宽为ps、fs量级的超短激光脉冲光源用于医学受到广泛重视,其一,应发展超快时间分辨荧光光谱技术,用于测量生物组织及生物分子的荧光衰变时间,分析癌组织分子驰豫动力学性质等,为进一步研究自体荧光法诊断恶性肿瘤提供基础数据;其二,应发展超快时间分辨漫反射(透射)光谱技术。以时域的角度测量组织的漫反射,从而间接确定组织的光学特征。这是一种全新的、适用于活体的、无损和实时的测量方法,为确知光与生物组织的相互作用,解决医学光子学中基础测量问题开辟一条新径。应抓紧开展原理与技术的研究,以获得有价值的活体光学参数,为光诊断与光治疗技术的发展提供依据。

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发表于 2018-02-03 12:39 ? 330次阅读
新型X光乳腺成像方式--辐射降低25倍,分辨率提...

医疗电子创意:可诊断癫痫的无线耳机简析

想像一下,只要一付200美元的无线耳机,就拥有足以撷取大脑讯号的灵敏度,用来诊断癫痫,或是协助有注意...

发表于 2018-02-03 12:36 ? 353次阅读
医疗电子创意:可诊断癫痫的无线耳机简析

隔离变压器系统厂家及品牌

隔离变压器,是用以对两个或多个有耦合关系的电路进行电隔离的变压器。属于安全 电源,一般用来机器维修保...

发表于 2018-01-29 08:53 ? 340次阅读
隔离变压器系统厂家及品牌

数字化转型助力人工智能改变医疗保健的三种方式

尽管完全以人工智能为主导对世界所带来的影响仍然成谜,但越来越明显的是,人工智能或许很快就能为我们提供...

发表于 2018-01-23 22:10 ? 439次阅读
数字化转型助力人工智能改变医疗保健的三种方式

ADI移动医疗电子方案--全体征信号监测技术方案

近年来,随着IoT的广泛应用,数据采集结合无线传输成为有利搭档,大大提高了人们对数据变化监测的力度。...

发表于 2018-01-22 11:48 ? 454次阅读
ADI移动医疗电子方案--全体征信号监测技术方案

可穿戴医疗电子发展现状以及如何提升其安全性

先前可穿戴设备在大厂的带动下,曾经被视为半导体科技产业的未来之一,不过,由于可穿戴设备迟迟未找到应用...

发表于 2018-01-11 15:25 ? 1296次阅读
可穿戴医疗电子发展现状以及如何提升其安全性

ADI助力中国医疗电子全信号链创新,2018续写...

伴随IoT和AI两大“强心剂”持续影响,信息化、移动化、智能化成为全球医疗电子产业发展的主旋律,而由...

发表于 2018-01-05 11:46 ? 3772次阅读
ADI助力中国医疗电子全信号链创新,2018续写...

中国医疗电子十强企业排名

市场规模持续扩大、区域分布城乡差异大,产品品牌集中等特点成为中国医疗电子整体市场现状的重要写照,中国...

发表于 2018-01-05 09:20 ? 6222次阅读
中国医疗电子十强企业排名

从医疗可穿戴设备到检测设备,三项创新设计

从设计角度看,MedWand的工程师必须将多个医用传感器集成到一个比计算机鼠标略大的装置中,所以内部...

发表于 2018-01-03 08:54 ? 4328次阅读
从医疗可穿戴设备到检测设备,三项创新设计

清华大学教授:柔性传感技术在医疗领域最新突破

2017年12月20日,清华大学航天航空学院、柔性电子技术研究中心冯雪教授课题组在Science A...

发表于 2017-12-25 10:12 ? 3265次阅读
清华大学教授:柔性传感技术在医疗领域最新突破

善用EDA功能 强化医疗电子设计优势

2018年全球智能医疗服务支出将达300亿美元,映阳科技资深应用工程师吴忠链表示,如此巨额的数字中,...

发表于 2017-12-18 13:45 ? 269次阅读
善用EDA功能 强化医疗电子设计优势

全球首款可感知心理压力耳机面世 华为运动心率蓝牙...

12月7日,华为在北京召开新品发布会,发布包括最新的HUAWEI nova 2s、华为智能体脂秤等在...

发表于 2017-12-08 15:25 ? 464次阅读
全球首款可感知心理压力耳机面世 华为运动心率蓝牙...

协和医院出现机器人“大白”

“大白”会自动充电,有大半个人高,宽半米左右,容积190升,可承重200公斤,主要承担手术室医用耗材...

发表于 2017-12-07 10:15 ? 2691次阅读
协和医院出现机器人“大白”

基于MSP430FF449D单片机低功耗、智能化...

血压的概念就是血液流经血管壁时的压力。由心脏出来的血液,需要有推力,才能绕行身体一周,心脏就是借着不...

发表于 2017-12-04 09:47 ? 2632次阅读
基于MSP430FF449D单片机低功耗、智能化...

新时期医疗信息化建设与医院精细化管理

爱普生的智慧打印服务管理系统,可以与医院信息化系统对接,实现各业务流程信息都在同一平台下展现,从而实...

发表于 2017-11-27 11:56 ? 4318次阅读
新时期医疗信息化建设与医院精细化管理

智能型医疗可穿戴设备解决方案

总体医疗电子市场在 2015 年的估值约为 30 亿美元,并预期将以 5.4% 的年复合增长率持续成...

发表于 2017-11-27 06:18 ? 5398次阅读
智能型医疗可穿戴设备解决方案

英特尔医疗新平台,有效解决远程动态监控患者

英特尔此次研发的HAP平台为整个医疗服务行业的智能变革做出贡献。

发表于 2017-11-20 07:30 ? 4603次阅读
英特尔医疗新平台,有效解决远程动态监控患者

基于低功耗蓝牙的nRF52832 SoC,有效针...

维亿魄SPO2手环解决方案使用Nordic的nRF52832 SoC,通过无线方式监控用户的血氧饱和...

发表于 2017-10-18 09:50 ? 5559次阅读
基于低功耗蓝牙的nRF52832 SoC,有效针...

光通信的新革命,光子芯片崛起

随着光子技术的不断发展,光子技术将帮助突破计算机电子技术的局限;通过大幅增加数据容量和提高数据传输速...

发表于 2017-10-10 12:44 ? 507次阅读
光通信的新革命,光子芯片崛起

实现自主可控,医疗设备要从“芯”出发

引言:医疗应用已成为半导体市场增长最快速的领域之一,巨大的市场前景及稳定的回报吸引众多半导体厂商的参...

发表于 2017-09-15 07:00 ? 1077次阅读
实现自主可控,医疗设备要从“芯”出发

AI用于癌症医疗:解决问题而不是将答案编入程序

利用现有的谷歌算法,斯坦福大学科学家创建了一个数据库,用以训练神经网络。最初用于辨别猫和狗的一种人工...

发表于 2017-09-11 10:40 ? 569次阅读
AI用于癌症医疗:解决问题而不是将答案编入程序

四个方面阐述智能可穿戴设备中的健康功能及应用

可穿戴设备市场的增长日益强劲,预计未来几年内销售量将达6亿,带着对未来的憧憬,2017第四届亚太可穿...

发表于 2017-09-05 10:45 ? 10865次阅读
四个方面阐述智能可穿戴设备中的健康功能及应用

导诊智能机器人“晓医”上线 安徽省立医院现首个智...

20日,全国首家人工智能诊疗平台在安徽省立医院挂牌成立,来自科大讯飞的导诊智能机器人“晓医”正是这个...

发表于 2017-08-22 11:09 ? 4055次阅读
导诊智能机器人“晓医”上线 安徽省立医院现首个智...

VR也是医疗工具!15种VR+医疗的实际应用分析

VR之所以如此之快的从科幻小说发展到消费者产品,很大的原因在于其和智能手机的结合让更多人有机会了解到...

发表于 2017-08-15 11:33 ? 2018次阅读
VR也是医疗工具!15种VR+医疗的实际应用分析

打造医疗微芯片 将芯片融入医疗诊断中

医疗微芯片可被用于微流体系统,以分析来自单细胞样本的基因组信息。 美国加州大学洛杉矶分校Dino ...

发表于 2017-08-15 10:52 ? 475次阅读
打造医疗微芯片 将芯片融入医疗诊断中

纳米级磁性设备模拟神经元行为来识别人类的音频信号

脑神经元表现为非线性振荡器,产生节律性活动和交互处理信息。从这个灵感来实现高密度、低能耗的仿神经计算...

发表于 2017-08-14 15:00 ? 502次阅读
纳米级磁性设备模拟神经元行为来识别人类的音频信号

基于M3352工控核心板的新型脑电监测TCI注射...

针对患者手术中麻醉剂的施用,当麻醉剂量超标时,容易造成患者心跳、呼吸骤停从而造成脑损伤。传统的麻醉剂...

发表于 2017-08-07 11:05 ? 494次阅读
基于M3352工控核心板的新型脑电监测TCI注射...

医疗电子改进荧光免疫分析仪的解决方案

生活水平的提升,人们越发关注自身健康问题,家庭医疗设备也得到广泛关注。而过往的荧光免疫分析仪,因体积...

发表于 2017-08-07 10:54 ? 352次阅读
医疗电子改进荧光免疫分析仪的解决方案

【TQi.MX6UL试用体验】医疗监护仪制作(一)概述

发表于 2017-07-04 10:30 ? 1131次阅读
【TQi.MX6UL试用体验】医疗监护仪制作(一)概述