具备病灶锁定功能的多模式高分辨率微光学相干层析成像(uOCT)系统研发

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61705184
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0511.生物、医学光学与光子学
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Noninvasive high-resolution optical coherence tomography has been established as a routine tool for disease diagnoses in clinical practice. Due to the trade-off between the achievable spatial resolutions and the transverse scanning range, however, the existing OCT systems are not able to perform cellular-level high-resolution imaging together with centimeter-level scanning range. To alleviate such a problem in OCT imaging, we propose to develop a diagnosis-area-locking enabled multi-mode high-resolution micro-OCT (µOCT) system, which is able to perform large area scanning and high-resolution scanning together with a diagnosis-area-locking function. The scope of this project includes (1) construction of a prototypical µOCT with multi-scanning-modes that can be exchanged freely: with the cellular-level high-resolution scanning mode, the µOCT system achieves a spatial resolution better than 2.0 µm in air, while with the large-area scanning mode, the system achieves a 3D volumetric imaging larger than 25mm × 25mm × 1.2mm, and its resolution is better than 7.5 µm and 2.0 µm in lateral and axial directions, respectively; (2) with multi-scanning-modes exchange rapidly, such a µOCT realizes fast scanning, diagnosis-area-locking and “zoom in” functions, and those functions will be experimentally verified with biological tissue imaging accordingly. The development of such a function not only help reduce the diagnostic time and improve the diagnostic accuracy, but also can be transplanted to the existing commercial OCT systems for function extensions, and thus of great potentials to both research and commercial applications.
高分辨率无创光学相干层析成像术(OCT)已成为临床诊断的常规工具。然而,由于光学显微系统空间分辨率与横向扫描面积间固有的权衡关系,现有OCT无法实现高分辨率成像与大面积扫描的有机结合。针对该技术难题,本课题提出研制一套多模式高分辨微光学相干层析成像(µOCT)系统,实现待测组织大面积扫描与高分辨率成像的结合及病灶锁定等功能。课题主要有两个目标:1) 搭建一套具有多个模式快速切换功能的µOCT:高分辨率模式下系统空间分辨率优于2.0µm;大面积模式下系统三维成像体积大于25mm × 25mm × 1.2mm, 且横、纵向分辨率分别优于7.5µm和2.0µm;2) 通过多模式间快速切换,µOCT可实现病灶组织的快速扫描、锁定及放大,并最终实验验证系统功能。该技术的开发不仅可缩短临床诊断时间、提高诊断精度,还可移植于现有商用OCT系统中实现其功能的拓展,具有巨大的科研研究意义及潜在市场应用价值。

结项摘要

针对已有高分辨率光学相干层析成像(OCT)系统,因空间分辨率与横向扫描范围间固有权衡关系,无法同时实现高分辨率成像与大面积扫描的难题,提出研发一种多模式微光学相干层析成像(µOCT)系统,实现大面积扫描与高分辨率成像的有机结合、及病灶锁定功能。..课题研究成果有三个方面:首先,完成了具备大面积扫描模式和高分辨率模式快速切换的多模式µOCT系统,在高分辨率模式下,其横向分辨率为1.5 µm,纵向分辨率为1.7µm;而在大面积模式下,其三维成像体积为20mm × 20mm × 1.2mm,横向扫描范围约为常用OCT的 25倍,横、纵向分辨率分别为5.5µm和2.0 µm,线扫速率达到60 K Alines/s,系统性能满足申报指标;..其次,通过多模式快速切换,所研发µOCT实现病灶组织的快速扫描、锁定及放大功能,并通过皮肤组织成像,验证了µOCT成像性能:在高分辨率模式实现人体上皮细胞活体成像,而在大面积扫描模式下,实现了拇指指纹及汗腺的三维成像;..最后,将所研发µOCT应用于不同生物组织检测成像,如胰腺病理级组织成像及早癌检测、人体脑膜瘤与胶质瘤的病变成像鉴别及病变分级、肠息肉及癌变组织、印制电路版三防漆厚度测定、以及冠状动脉粥状硬化细胞级成像等,并开发了对应检测算法程序,实现了µOCT系统功能拓展。..此外,课题组已初步完成µOCT小型化集成,并进行硬件升级,验证部分想法可行性(如分辨率、成像速度、及成像深度等);初步涉及机器人与人工智能信号处理两个新研究方向,为未来µOCT系统向医疗机器人应用的移植提供硬件平台,具有重要潜在市场应用价值。..截至目前,在本项目资助下,已搭建µOCT硬件平台一套,发表SCI期刊论文20篇,专著章节一章,EI检索会议论文8篇,其中一篇获BISC2018 国际会议杰出论文奖;授权实用新型专利三项,另一项发明专利已提交审核。

项目成果

期刊论文数量(19)
专著数量(1)
科研奖励数量(4)
会议论文数量(8)
专利数量(3)
On-Line Gait Adjustment for Humanoid Robot Robust Walking Based on Divergence Component of Motion
基于运动发散分量的仿人机器人稳健行走在线步态调整
  • DOI:
    10.1109/access.2019.2949747
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    IEEE Access
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Dong Sheng;Yuan Zhaohui;Yu Xiaojun;Zhang Jianrui;Sadiq Muhammad Tariq;Zhang Fuli
  • 通讯作者:
    Zhang Fuli
Contrast enhancement of spectral domain optical coherence tomography using spectrum correction
使用光谱校正的谱域光学相干断层扫描的对比度增强
  • DOI:
    10.1016/j.compbiomed.2017.09.004
  • 发表时间:
    2017-10-01
  • 期刊:
    COMPUTERS IN BIOLOGY AND MEDICINE
  • 影响因子:
    7.7
  • 作者:
    Ni, Guangming;Liu, Linbo;Chen, Shi
  • 通讯作者:
    Chen, Shi
Feasibility evaluation of micro-optical coherence tomography (μOCT) for rapid brain tumor type and grade discriminations: μOCT images versus pathology
微光学相干断层扫描 (μOCT) 用于快速脑肿瘤类型和分级鉴别的可行性评估:μOCT 图像与病理学
  • DOI:
    10.1186/s12880-019-0405-6
  • 发表时间:
    2019-12
  • 期刊:
    BMC Medical Imaging
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    Xiaojun Yu;Chi Hu;Wenfei Zhang;Jie Zhou;Qianshan Ding;M. T. Sadiq;Zeming Fan;Zhaohui Yuan;Linbo Liu
  • 通讯作者:
    Linbo Liu
Imaging cellular structures of atherosclerotic coronary arteries using circumferentially scanning micro-optical coherence tomography fiber probe ex vivo
使用周向扫描微光学相干断层扫描纤维探针离体对动脉粥样硬化冠状动脉的细胞结构进行成像
  • DOI:
    10.1109/access.2018.2876919
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    IEEE Access
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Yuemei Luo;En Bo;Haitao Liang;Xianghong Wang;Xiaojun Yu;Dongyao Cui;Xin Ge;Jianhua Mo;Linbo Liu
  • 通讯作者:
    Linbo Liu
Motor Imagery EEG Signals Decoding by Multivariate Empirical Wavelet Transform-Based Framework for Robust Brain-Computer Interfaces
通过基于多元经验小波变换的框架对运动想象脑电图信号进行解码,以实现强大的大脑计算机接口
  • DOI:
    10.1109/access.2019.2956018
  • 发表时间:
    2019-01-01
  • 期刊:
    IEEE ACCESS
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Sadiq, Muhammad Tariq;Yu, Xiaojun;Xiao, Gaoxi
  • 通讯作者:
    Xiao, Gaoxi

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

收费情形下一类弹性需求混合交通均衡的效率损失
  • DOI:
    10.16097/j.cnki.1009-6744.2018.01.015
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    交通运输系统工程与信息
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    余孝军;高世玉;罗玲玲
  • 通讯作者:
    罗玲玲
自私-利他用户混合均衡交通分配的效率损失
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    交通运输系统工程与信息
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    余孝军;张文专
  • 通讯作者:
    张文专
ATIS作用下弹性需求混合交通均衡的效率损失
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    交通运输系统工程与信息
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    余孝军;刘作志;舒亚东
  • 通讯作者:
    舒亚东
非线性色散系统孤波解的轨道稳定性
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    四川师范大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘小华;胡丽金;余孝军
  • 通讯作者:
    余孝军
基于进化博弈的交通安全分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    西南师范大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    余孝军;罗玲玲;王双
  • 通讯作者:
    王双

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码