基于有效探测区域的频域内窥式漫射层析成像系统

内窥式漫射层析成像(EDOT)在内部器官癌症的早期诊断方面具有很大潜力,基于本课题组提出的有效探测区域(EDR)方法,发展了基于EDR的频域EDOT系统.首先,为了实现EDR测量模式并简化测量系统,研制了仅利用两根光纤的旋转探头;其次,研制了频域EDOT检测系统,发展了基于EDR的图像重构算法;最后,在固体仿体和管状生物组织上进行了实验验证.固体仿体重构结果表明:重构异质体的大小和位置均同固体仿体目标相同,双异质体可被清晰分开,且吸收和约化散射系数的量化率(QR)分别可达到25%和20%以上;管状生物组织的重构结果表明,重构异质体的位置正确,且重构出的吸收系数和约化散射系数的QR值分别可达到25.3%和18.7%.     

引入GAN与可变形注意力的多维人体运动分析

研究了一种用于肢体状态评估和运动姿态校正的人体运动分析系统。首先，针对人体运动时易出现的遮挡等问题，通过引入可变形注意力和生成对抗网络优化人体关键点热图位置检测，在Transformer的基础上设计了一种人体关键点识别算法。其次，利用所提出的算法，结合人体姿态的肢体空间约束关系以及体态分析相关知识，设计了一套运动分析系统。最后，通过在公共数据集上和真实场景中的测试，从质化和量化两个角度对所提出的算法和系统的可行性进行了评估实验。实验结果证明，本文算法在公共数据集上的检测精度最高可达937%；在实际场景的测试中，本文设计的算法和运动分析系统可以有效解决人体姿态识别中常见的遮挡等问题，并通过可视化系统展示了对人体运动姿态的多维度分析结果。     

压缩倾角薄层光学层析成像系统

首先研究了LOT中光线倾斜角度对光在组织体内分布的影响,在此基础上设计并完成了压缩倾角薄层光学层析成像(cdaLOT)系统,提出了矫正扫描振镜枕型畸变的新方法,并发展了基于虚拟源-扩散近似技术和GPU的LOT快速图像重建算法.光路模拟结果表明,cdaLOT系统可使入射主光线倾角减小为传统LOT系统的1/2.cdaLOT系统将测量值与蒙特卡洛模拟结果的相对误差由传统系统的38%降低为18%,从而缓解了实际测量方式和正向数学模型的不匹配性.仿体成像实验表明:重建异质体的吸收系数、位置和形状与真实情况基本相符.     

一种多通道扩散相关拓扑成像系统及方法

扩散相关光谱法(DCS)是一种新兴的无创检测组织深层血流流速变化的光学方法。开发了一种基于多时延光子相关器的多通道DCS拓扑成像系统,该系统主要包含长相干激光器、光子计数式光电倍增管和光子相关器。多时延光子相关器结构可以保证光强时间自相关曲线的高分辨率和大动态范围。结合该系统的成像特点,将基于相关扩散方程解析解的约束非线性优化算法作为模型,实现半无限空间条件下相关扩散方程解析解与实验测得的相关曲线的最佳匹配,以计算血流指数。动态仿体实验验证了该系统可以分辨液体介质的流速,且可以重建出不同流速的二维图像。