【摘 要】
：
晶状体是眼成像系统主要组成部分之一,往往晶状体疾病的病理变化伴随着弹性变化。因此,有利于更好地了解晶状体力学特性和功能之间的联系,同时量化晶状体的弹性变化可以为疾病的诊断、治疗和预防提供科学依据。目前晶状体弹性检测的主要手段有传统机械测试、弹性成像技术和声学技术,但是这些技术存在成像分辨率较低或者有损检测等缺点。针对这一问题,一种具有微米级成像分辨率、非侵入性、无损等技术优势的布里渊散射弹性成像技
论文部分内容阅读
晶状体是眼成像系统主要组成部分之一,往往晶状体疾病的病理变化伴随着弹性变化。因此,有利于更好地了解晶状体力学特性和功能之间的联系,同时量化晶状体的弹性变化可以为疾病的诊断、治疗和预防提供科学依据。目前晶状体弹性检测的主要手段有传统机械测试、弹性成像技术和声学技术,但是这些技术存在成像分辨率较低或者有损检测等缺点。针对这一问题,一种具有微米级成像分辨率、非侵入性、无损等技术优势的布里渊散射弹性成像技术被提出,该技术基于光子与物质热运动产生的声子间相互作用,对物质的弹性模量进行检测,在临床检测中具有巨大的应用潜力。为了对晶状体弹性性能进行研究,本文的主要内容包括研发布里渊系统、开发频移提取算法和实验测量离体猪眼晶状体弹性模量三个方面。首先,研发了基于虚像相位阵列（Virtually Imaged Phased Array,VIPA）的布里渊散射（Brillouin Scattering,BS）系统和基于法布里-珀罗（Fabry Perot,F-P）标准具的BS系统,分别对水进行测量以验证系统的可行性并评估两种光谱仪的性能,其评估的标准主要包括布里渊频移的测量精度、稳定性以及信噪比,并进一步分析了主要影响因素。其次,为了使猪眼晶状体的弹性模量检测更加准确,提出了一种基于VIPA的布里渊频移提取算法。最后,采用了基于VIPA的自发布里渊散射系统测量离体猪眼晶状体频移,并量化弹性模量。研究结果表明:相同条件下,VIPA光谱仪比F-P光谱仪,能够有效地提高散射信号强度。利用本文提出的布里渊频移提取算法,达到了亚像素级的频移转换,能够更加简单准确地实现布里渊频移的高精度计算。利用基于VIPA的自发布里渊散射系统实现了猪眼晶状体弹性模量测量,其中布里渊模量、杨氏模量和剪切模量分别为3.35±0.13GPa、20.09±0.75KPa和6.70±0.25KPa。结果证实了该系统能够进行生物组织弹性的测量与分析,也为未来实现临床运用提供了宝贵的经验。
其他文献
作为业内光纤通信,光纤传感等一系列技术领域的核心部件——功能性光纤器件,一直是光学工程相关领域的研究热点。在全球微纳光学加工研究领域相关的光学理论日益成熟完备、相关微纳加工技术的不断更新迭代的今天,功能性光纤器件的高效、经济、灵活加工技术的实现早已日趋完善和多样化,其中利用基于数字微镜器件（Digital Micromirror Device,DMD）的紫外数字无掩模光刻技术来实现光纤端面微结构的
使用人工巡逻、摄像头监视等传统方法对油气管道进行监测,会导致监测成本高、监测效率低,并且不能保证监测的实时性。近些年来,分布式光纤传感在上述领域的应用引起了广泛关注。目前分布式光纤传感的主流技术是采用相位敏感型光时域反射仪,基于Sagnac效应的分布式光纤传感研究相对较少,但是Sagnac分布式光纤传感具有系统简单、成本低、响应频率高、性能稳定等优势。因此,本文对基于时延估计的直线型Sagnac光
本文基于COMSOL软件,仿真研究了有涂覆层和无涂覆层基材的早期疲劳裂纹的激光红外无损检测方法。早期细微的疲劳裂纹渗透液难以进入,特别是有涂覆层的亚表面裂纹,常规的无损检测方法难以胜任。本文提出以激光点源为激励热源,其非接触激励有利于适应不规则表面,点热源在材料内部形成的沿半球半径方向传导的热量,在激励界面易形成对称温度场,当热量传导遇上裂纹阻隔时,哪怕是细微的裂纹,也会在某个时段内引起温度场的非
生物流体包含血液、脑脊液、淋巴液等,他们在人体不同器官中起到运输、调节人体温度、防御免疫以及润滑剂等作用。许多危害人类健康的疾病伴随着生物流体粘弹性的改变,寻求准确的粘弹性检测方法是目前临床上相关疾病诊疗的迫切需求。激光散斑流变学技术,通过分析时变的散斑信号,建立散斑波动与粘弹性物质内散射粒子均方位移的联系,定量计算出被测物质的粘弹性信息,达到对生物流体粘弹性定量检测的目的。然而技术本身仍需解决测
人体生理参数监测不仅能预防各种疾病,还能为运动保健以及医学诊断等提供重要参考依据。与传统的人体生理参数监测方法使用的压电传感器相比,光纤传感器通常具有测量灵敏度高、体积小、重量轻和抗电磁干扰性强等优势。本文提出了基于单模-多模-单模（SMS）结构光纤传感器的人体呼吸与血压信号监测方法,主要研究内容如下:一、对SMS结构光纤传感器原理进行了相关分析,阐述了该种传感器弯曲传感的原理并进行了相关的计算和
分布式光纤传感系统具有灵敏度高、抗腐蚀性好、抗电磁干扰能力强等突出优点,已广泛应用于电力系统、周界安防、地震波探测等领域。其中,基于直线型Sagnac原理的光纤传感系统由于布置便捷、无相位衰落且对光源的线宽要求低而备受关注。鉴于上述原因,论文重点分析了直线型Sagnac光纤传感系统及其信号判别方法。具体来说,论文主要就以下几个方面开展了研究工作:（1）针对直线型Sagnac光纤传感系统背景噪声强特
随着现代化工业的不断发展,大量的重金属污染物被排入江、河、湖、泊和地下水体。未经处理的重金属离子通过食物链进入人体后不能被分解,在人体的某些器官中富集,对人类的健康造成严重威胁。创建简便、快速、高精度的重金属离子痕量检测技术具有重要的意义和研究价值。本文提出一种基于离子印迹技术微纳光纤传感的水中重金属离子痕量检测方法,实现了对不同环境下水中Ni2+的高灵敏度,低检测限,特异性检测。主要研究内容如下
晶状体是眼球屈光系统的重要组成部分,也是唯一具有调节能力的屈光介质,其生物力学性质改变与老花眼、白内障等诸多眼科疾病密切相关。相应疾病的诊断、治疗依赖晶状体生物力学性质的检测,但目前临床上尚无晶状体在体弹性测量的方法。这一关键问题已经成为理解晶状体生物力学性质,开展老花眼、白内障等一系列疾病诊断、治疗的最大障碍之一。因此,本文对声辐射力光学相干弹性成像（Acoustic radiation for
量子点发光二极管（Quantum dot light-emitting diodes,QLED）以无机半导体材料量子点（Quantum dots,QDs）作为发光层,使得它具有高稳定性、高分辨率、低能耗等独特的优势。近年来,QLED在新一代显示器和照明领域中引起了广泛的关注,然而QLED在实际应用上还面临着巨大的挑战,最主要的原因在于QLED器件内部结构中载流子数目不平衡,由于电子的注入能力强于空
基于结构光的三维测量技术因其非接触、普适性、精度速度优越等固有的优势成为了航空航天、工业制造检测、生物医学成像等领域中不可或缺的重要技术。另外,科技水平和工业制造能力的飞速发展,对三维测量的要求也越来越严格,已经不只是得到一个物体的单个视角的三维形貌信息,而是如何更高效、更精确地重建空间中任意一个复杂物体的完整的三维形貌信息,为后期的检测、识别工作奠定数据基础。本文在现有的结构光三维测量的基础上,