基于LabVIEW的随机扫描成像系统高速时间同步方法

在虚拟仪器开发平台LabVIEW下，本文提出了一种利用板卡上多功能子系统间硬件时钟关系实现微秒级高速时间同步的方法。将此方法应用到随机扫描成像系统中，实现了声光偏转器的频率控制与信号采集间的高速时间同步，定时精度达到了10μs的设计要求，且具有很好的重复性。     

基于Web信息自动获取构建生物信息二级数据库

提出并实现了一种具有较高自动化程度的生物信息二级数据库构建方法。其中,通过代理程序自动获取Web信息,实现数据库的数据收集和自动更新;采用XML描述核酸和蛋白质数据,方便对语义的机器解析。     

一种光学显微自动聚焦系统设计与实现

针对普通CCD拍摄的低对比度生物样品图像,设计并实现了一种以PC机为控制核心的光学显微镜自动聚焦系统。系统采用弹性联轴器与显微镜调焦轴直接耦合的方式,结合细分驱动,有效地消除了传动机构的回程差,提高了聚焦控制精度。在对几种常用图像清晰度评价算子进行分析的基础上,证实了图像自相关算子是评价低对比度生物样品图像清晰度的有效算法。实验结果表明,该系统自动聚焦的准确度和实时性基本上满足生物学研究的需要。     

血液灌注率动态变化的光学监测

研究了利用激光散斑测速原理结合CCD成像技术对大鼠肠系膜上血液灌注变化进行监测的技术。设计了用于监测大鼠肠系膜上微血管血流速度的激光散斑测量系统,通过模型实验对该测量系统的技术参数、测试精度进行分析,在此基础上,对热作用下大鼠肠系膜上微血管血流速度的变化进行动态监测,结合CCD成像技术,监测血管直径的变化,从而获得不同温度下血液灌注率的变化。     

医学虚拟训练的视觉与触觉场景三维同步匹配

基于高精度虚拟中国人男性一号数据集和虚拟现实开发工具Open Inventor,利用由主动式立体眼镜和力反馈设备构建的仿真平台,实现了视觉场景图和触觉场景图的三维同步匹配。论述了开发环境的具体要求,分析了视觉和触觉场景图三维同步匹配的实现策略,给出了三维同步匹配和注射模拟实验的仿真结果。结果表明,虚拟系统的视觉场景图和触觉场景图的三维同步匹配准确,可实时、快速实现视觉和触觉的立体模式医学虚拟训练。     

光学弱相干测温

将光学弱相干层析与激光干涉测量结合，提出了一种新型测温方法，光学弱相干测温，该方法利用光源的弱相干性抑制背影反射光，同时使待测相位通过光学方法放大，测温精度显著提高，特别适用于较薄样品，较低温度变化的测量。     

PET探测模组缝隙对成像质量影响的研究

在PET探测器中,PMT的有效探测面积小于其外壳尺寸,造成相邻探测模组间存在缝隙,使得获得的数据存在缺失,降低了系统的灵敏度。通过在晶体与PMT之间加入梯形光导的方式可以填补缝隙,然而,光导的加入会致使系统的能量分辨率下降,在要求高能量分辨率的应用中会使得系统成像性能不足;并且,光导的加入也会增加系统成本。通过研究探测模组间缝隙对PET成像质量的影响,基于正在开发的μPET系统,对有光导和无光导两种探测器结构进行仿真建模并实现图像重建。通过分析比较两种结构下的重建图像质量,得出如下结论:当探测模组缝隙比例达17.56%时无光导结构仍能成像;有光导结构下的重建图像的信噪比优于无光导结构;无光导结构下,热源的对比度分数优于有光导结构,而冷源的对比度分数略逊于有光导结构。     

单分子的双光子激发光漂白速率

研究了多种条件下的光漂白几率与激发光强度间的定量依赖关系。利用MRC1024多光子激发显微系统和单光子计数技术,测量了单个若丹明B（RhB）分子在不同强度光激发时的双光子激发（TPE）和光漂白寿命。实验结果表明：单个RhB分子和TPE光漂白寿命与激发光强度倒数的平方成正比,亦即光漂白速率与荧光基团分子处于激发态的几率成线性依赖关系,该结果与单光子激发（1PE）时的光漂白结果相同,但是却不同于多分子TPE光漂白的实验结果。     

基于Java和XML的系统生物学可视化建模系统

论文讨论了用系统生物学建模语言描述生化反应和基因调控网络模型的方法,设计并实现了系统生物学建模系统BioDesigner。最后利用BioDesigner有效地描述了最小钙振荡模型,并用仿真软件验证了模型的正确性。