光纤非线性光学显微成像

在光学显微成像领域，基于光纤的小型非线性光学显微镜和内窥镜作为传统显微镜和其他光学成像方法的一种重要补充形式，近几年来受到人们的关注．该文介绍和总结了光纤非线性光学显微成像技术及其在生物医学中的应用．首先介绍了结合非线性光学显微技术和单模光纤耦合器获得小型非线性光学显微镜的方法；特别对基于双包层光子晶体光纤和微电机系统扫描镜的光纤非线性内窥成像系统进行了分析；最后通过消化器官的组织成像实验说明了光纤非线性光学显微镜的重要应用．研究证明了基于光纤和微电机系统MEMS扫描镜的非线性内窥镜的新概念，并用于生物组织的成像．     

高光谱成像仪在字迹检测方面的探索研究

近年来光谱成像技术在公安、司法鉴定中已经成为了必不可少的基础装备,在文件检验工作中发挥着不可替代的作用。高光谱成像相对于多光谱成像具有更丰富的图像和光谱信息。尝试研究高光谱成像技术在文件检验工作方面的应用,使用V10E-PS高光谱文检仪简易系统,在可见光波段范围内,实时地采集到光谱分辨率较高、通道数量多,且成像清晰的文字样本数据。用ENVI数据分析软件经过主成分分析、最小噪声分离、主成分分析和独立主成分分析等分析方法后,能够清晰准确的分辨部分数字的修改部位。     

多光楔板制作大面积光折变光子微结构

提出了一种制作大面积光子微结构的简便方法,利用多光楔板产生大面积的多光束干涉,在光折变晶体中制作出了大面积的周期性光子微结构和准周期性的光子准晶微结构。该方法简便易行,系统稳定性好,无须复杂的调节装置,制作效率高。使用导波强度图像、远场衍射图样、布里渊区光谱成像等方法对制作的大面积光子微结构进行了验证和分析。设计不同的多光楔板,可以制作出多种更复杂的大面积光子微结构。通过适当的处理,制作的大面积光子微结构可以长久地固定在光折变晶体中,也可以擦除后用于制作新的结构,这在集成光学和微纳光子器件领域具有良好的应用前景。     

肾脏结构与功能的光学监测研究进展

肾脏移植是治疗终末期肾脏病的最佳方案,供体肾脏的活性状态直接影响移植后的肾脏功能,临床上亟需一种能够在体、无损、实时监测供体肾脏的诊断方法.从光学相干层析成像的分辨率、成像速度以及无损的成像方式的技术特性和临床适用性出发,围绕OCT的肾脏微结构成像和血流微循环成像在肾脏功能监测方面的应用和多模式的肾脏光学成像技术进行了评述,认为结合OCT实时成像特点、计算机自动量化和分类的辅助诊断,对活体肾脏移植性状的光学监测具有明朗的应用前景.     

小动物活体生物发光成像技术在肿瘤转移研究中的应用

建立小动物活体生物发光成像技术,研究三氧化二砷(As2O3)抑制小鼠B16恶性黑色素瘤的肺转移作用的方法,比较活体生物发光成像技术与常规动物实验技术的优劣性;并探讨As2O3抗小鼠恶性黑色素瘤肺转移的可能机制。结果表明,活体生物发光成像技术可以非侵袭性地动态监测黑色素瘤B16细胞在小鼠肺部的转移过程以及评估As2O3的体内抑制B16肺转移的作用,且活体生物发光成像技术的检测灵敏度优于传统肺转移瘤结节计数技术;As2O3主要通过减低肿瘤新生血管形成、促使肿瘤组织坏死而发挥抗小鼠黑色素瘤肺转移的作用。     

扫描电子声显微镜对生物样品的成像研究

介绍了利用扫描电子声显微镜对多种生物材料进行的各种成像实验及其结果.为了显示亚表面深层结构,利用扫描电子声信号的不同分量进行成像实验.利用不同相位的电子声信号的x分量和y分量成像,对小鼠的心脏组织、肝组织、人的角膜组织等进行了成像实验,得到了各种组织的亚表面分层结构像.通过光热技术测得生物材料的热扩散长度近似值,估算出了分层成像各层的大致深度.最后,对电子束照射引起的损伤区域,利用扫描电子声显微镜和扫描电子显微镜进行对比实验,结果表明,利用扫描电子声显微镜技术可以看到扫描电子显微镜看不到的损伤区域.     

紫竹梅花雄蕊毛细胞的胞质流动和胞质骨架

将Ｏｌｙｍｐｕｓ相差显微镜活体观察与电镜活体固定、包埋、切片观察相结合发现，紫竹梅花雄蕊毛细胞中存在一条宽大的或者多条较细的胞质束，胞质束内的胞质集体涌动，线粒体和胞质颗粒缓慢移动．胞质束是一种均一、稠密的基质，电子密度显著高于细胞质基质，且有单层膜包被，颗粒和线粒体附着在胞质束膜的外表面上．对胞质束内可能存在由微管和微丝构成的胞质纤丝进行了讨论     

光声成像技术及其医学应用进展

光声成像技术是一种具有广泛应用前景的无损生物医学成像技术,其结合了纯光学成像高选择特性和纯超声成像中深穿透特性的优点,克服了光在组织中的高散射限制,实现了对活体深层组织的高分辨、高对比度成像．近年,光声成像技术得到了飞速发展,从技术层面到应用层面都在不断突破．文中将阐述光声成像技术的基本原理,介绍各种光声成像方法模式的发展现状,总结光声成像技术的优点并展望其在生物医学领域的应用前景及面临的挑战．     

皮肤组织传热过程的研究

为了获得生物皮肤组织在不同条件下传热特性的数学模型及其传热规律，分别在一雏直角坐标系和一维圆柱坐标系下，建立了稳态条件下基于皮肤组织单层结构和多层结构的传热数学模型．通过数值模拟，获得了不同皮肤组织结构模型下上臂皮肤组织内的稳态温度场和90℃高温热源作用15s后皮肤组织内的温度分布，以及皮肤组织热损伤深度的变化、常热流作用下皮肤组织表面的温升曲线和表面绝热条件下皮肤组织内的稳态温升分布．研究结果表明，皮肤组织的多层传热数学模型更能真实地描述皮肤组织内的传热过程，因此值得在实际工作中推广应用．     

含负折射率介质的光子隧道显微镜的分析

利用多层结构的传输矩阵，分析了光子隧道显微镜中LHM层增强光子隧道效应的可能性。为左手性物质（LHMs）的应用提供了一种新思路．     

生物医学光子学的发展与前瞻

生物医学是光子学的一个重要应用领域，两者的交叉形成了新兴学科“生物医学光子学”．主要研究内容包含：一是生命系统中产生的光子及其反映的生命过程，以及这种光子在生物学研究、医学诊断与治疗方面的重要应用；二是医学光学与光子学基础和技术，包括组织光学、光与组织相互作用和组织工程、新颖的光诊断和光医疗技术及其作用机理的研究等．生物医学光子学目前仅具雏形，但其发展之快引人注目．该文介绍了近十年来生物医学光学与光子学的发展情况，并就其中的一些主要课题，如生物组织光学性质的无损检测、生物组织光学成像、医学光谱技术和显微技术等的发展前景提出看法和建议．     

多层生物组织中的光分布研究

利用蒙特卡罗方法模拟了五层皮肤组织中光的传输的分布情况。将准直的高斯光束垂直入射于皮肤组织表面,得到了径向分辨的漫反射率R（r)、角向分辨的R和T随着角度α（光子出射方向和组织表面法向的夹角）的一维变化关系。也得到了吸收能量密度A和组织内光能流率F随组织厚度z和r的二维变化关系,并分析了变化的原因。     

Raman感生克尔效应光谱非线性共焦显微镜理论的研究

研究了Raman感生克尔效应光谱非线性共焦显微镜的成像理论, 用Fourier成像理论结合Raman感生克尔效应理论, 导出了各向同性介质中Raman感生克尔效应光谱非线性共焦显微镜的三维点扩散函数, 并详细分析了 Raman 感生克尔效应的非线性特性对共焦显微镜的空间分辨率及其成像特性的影响. 结果表明, 基于 Raman 感生克尔效应的非线性共焦显微镜不但可以同时获得分子的振动、振动取向以及光感生分子重新取向等信息, 比双光子荧光共焦显微镜的信息量更丰富; 而且可以较大改善共焦显微镜的空间分辨率和成像质量, 比双光子荧光共焦显微镜具有更高的空间分辨率.     

医学光电科学与技术教育部重点实验室福建省光子技术重点实验室

医学光电科学与技术教育部重点实验室／福建省光子技术重点实验室（福建师范大学）已有37年发展历史，主要研究方向包括生物组织光学、医学光谱与光学成像、光诊断与光治疗，以及信息技术光学技术应用。     

医学光学科学与技术教育部重点实验室福建省光子技术重点实验室

医学光电科学与技术教育部重点实验室／福建省光子技术重点实验室（福建师范大学）已有37年发展历史，主要研究方向包括生物组织光学、医学光谱与光学成像、光诊断与光治疗，以及信息技术光学技术应用。     

窄带成像光谱仪技术与实时多光谱图像处理

成像光谱仪是一种空间遥感探测器，它可以同时获取目标的空间和光谱分布信息。针对机载区域遥感需要结构简单、价格适中和数掘处理迅速的成像光谱仪的特点．在窄带多光谱遥感成像仪基础上，提出了一种具有实时光谱图像处理功能的多光谱成像技术．该技术可在窄带多光谱成像过程中同时完成多光谱图像的并行处理．它大幅度地提高了成像光谱仪遥感图像处理的实时性。更为重要的是该战像技术具有极高的性能价格比优势．可广泛用于农业、地质与环保等领域。     

基于深度残差卷积神经网络的高光谱图像超分辨方法

卷积神经网络由于其强大的非线性表达能力在自然图像的处理问题中已经获得了非常大的成功。传统的稀疏表示方法利用精确配准的高分辨率多光谱图像,从而限制了实际应用。针对传统方法的不足,本文提出了一种基于深度残差卷积神经网络的单高光谱图像超分辨率方法,无需对应的多光谱图像。我们构建深度残差卷积神经网络挖掘低分辨率遥感图像和高分辨率遥感图像之间的非线性关系。构建的深度学习网络串联多个残差块,并去除一些不必要的模块,如批标准化层,每个残差块只包含两个卷积层,这样在保证模型效果的同时又加快模型的效率。此外,因为遥感图像训练数据缺乏,我们充分挖掘自然图像和高光谱图像之间的相似性,利用自然图像样本训练卷积神经网络,进一步利用迁移学习将训练好的网络模型引入到高分辨率遥感图像超分辨问题上,解决了训练样本缺乏问题。最后,基于实际的遥感数据超分辨实验结果表明,本文所提出的方法具有良好的性能,能得到较好的超分辨效果。     

紫竹梅花雄蕊毛细胞的胞持流动和胞质骨架

将Ｏｌｙｍｐｕｓ相差显微镜活体与电镜活体固定、包埋、切片观察相结合发现，化雄蕊毛细胞中存在一条宽大的或者多条较细的胞质束，胞质束内的质集体涌动，线粒体和胞质颗粒缓慢移动，胞质束是一种均一、稠密的基质，电子密度显著高于细胞质基质，且有单层膜包被，颗粒和线业体附着在胞质束膜的外表面上，对胞质束内可能存在由微管和微丝构成的胞质纤丝进行了讨论。     

条件敲除Sdr9c7基因小鼠的构建及表型研究

利用在Sdr9c7基因第2外显子两侧的内含子区域重组添加有loxP位点的小鼠与上皮细胞特异性表达Cre重组酶的K14Cre小鼠交配产生的子代再进行杂交，获得基因型为Sdr9c7^fl/flK14Cre⁺的小鼠(上皮细胞Sdr9c7基因特异性敲除小鼠)。在体式镜下观察小鼠表型，用显微镜观察皮肤组织HE染色石蜡切片，拍照观察小鼠皮肤的组织形态结构，利用甲苯胺蓝渗透法检测小鼠皮肤的屏障功能。结果发现：Sdr9c7^fl/flK14Cre⁺小鼠皮肤发绀，在出生后6～8 h内死亡；HE染色结果表明Sdr9c7^fl/flK14Cre⁺基因型小鼠的皮肤角质层结构异常，堆积紧密。甲苯胺蓝染液渗透实验中Sdr9c7^fl/flK14Cre⁺基因型小鼠的皮肤可被染液透过而染成深色，表明其表皮屏障功能不全。     

银屑病样皮损的组织病理研究

用咪喹莫特诱发小鼠出现银屑病样改变,通过优化病理切片技术对皮损进行组织病理学研究.在Balb/c小鼠背部皮肤涂抹咪喹莫特7天,诱发银屑病样皮损,对其进行PASI评分,分析皮损程度;取皮损组织,制作石蜡病理切片,对浸蜡、脱水、染色等步骤进行温度、时长的优化,比较传统切片染色和优化方法对Baker组织病理学评分的影响.模型组小鼠涂抹咪喹莫特7天后出现红斑、鳞屑和皮肤增厚等银屑病样改变;镜下观察组织切片,发现其表皮增厚,角化不全,出现Munro小脓肿,棘层肥大等银屑病样病理变化.经本实验室常规方法处理的切片,组织不完整,结构不易分辨,影响组织病理学评分,从而影响对该动物疾病模型的鉴定;经改进处理后的切片,组织完整,结构清晰,染色均匀,能进行直观观察并准确评分,从而能准确鉴定银屑病疾病模型是否正确建立,为新药的临床前研究奠定基础.本实验成功制备银屑病样动物模型,通过切片和染色方法的改进获得较高质量的皮损组织石蜡切片,提高了疾病动物模型成功建立的鉴定标准,也为进一步的银屑病新药研究奠定了良好的基础.