用于内窥光学相干层析成像探头的小型化及焦深拓展技术

小型化探头是内窥光学相干层析成像(Optical coherence tomography,OCT)中的普遍需求。介绍了包括基于球透镜、光纤透镜、自聚焦光纤、自由曲面透镜、无透镜的OCT技术的发展历程,总结和比较了各种技术的优劣,为探头的小型化设计提出了建议。研究探头的焦深拓展技术对分辨人体内细胞的在体成像的发展具有重要意义。介绍了几种重要的适用于小型化探头的焦深拓展技术,其中基于模式干涉的探头由于易于制作、结构紧凑、传输效率高,同时具有可以优化工作距离、焦深和轴向光强均匀性的优点,在拓展小型化探头的焦深方面具有一定的发展潜力。     

线扫描准共焦荧光成像

为了克服目前生物芯片荧光检测方法中诸如系统结构复杂、检测速度慢、灵敏度低、成本高等缺点,提出了一种新型生物芯片荧光检测方法——线扫描准共焦荧光成像法,并搭建了初步原理性装置。用线扫描代替共聚焦中的点扫描,将二维扫描变为一维扫描,在保持高灵敏度的同时,增加了探测速度,简化了系统,降低了成本。为了验证方法的可行性,使用搭建的原理性装置对手工点样的低密度DNA生物芯片进行了荧光成像检测。实验结果显示,系统的空间分辨率18μm,在使用像素平均法降噪后,测量浓度为0.03μmol/l的探针溶液所得信噪比为5.5×102。这项技术综合了面成像检测方法的低成本、结构简单的优势和点共焦方法具有的高分辨率的优点,适合在实验室中对生物芯片进行检测研究。     

高分辨血管成像与定量方法研究进展（特邀）

主要综述高分辨血管成像技术及其在生物医学领域中的应用,侧重评述适用于高分辨血管图像的定量表征方法。血管图像定量表征主要包括3个步骤：图像预处理、血管图像重建及定量特征获取、定量参数的统计学分析。同时,对每个步骤中所涉及的算法流程、准确性评估及后续算法的优化方向进行详尽的阐述。此外,探讨多种血管和血流参数所反映的生物学信息在临床上的参考意义,并结合具体的疾病场景,介绍多参数分析模型在区分不同疾病发展阶段方面的能力。本文的阐述不仅体现了高分辨血管成像技术及定量表征方法的潜在价值,也展示了它们在推进生物医学基础研究和临床诊断等方面的光明前景。     

高速铁路富水黄土隧道隧底循环动载试验研究

在高速列车循环振动荷载作用下,隧道仰拱和仰拱底部地基土中垂直振动速度和土压力沿深度的传递与衰减规律,是隧道设计不可缺少的重要参数。对于洞身位于地下水位以下的隧道,还需要考虑水压力的影响。国内外尚未见到有关这些问题研究的任何报道。依托铁道部科技研究开发计划重大课题,首次在富水黄土隧道内进行了模拟高速列车振动效应的循环动载试验,获得了不同加载频率下隧底垂直振动速度和土压力沿深度的衰减规律、恒定加载频率下不同深度的土压力变化规律、仰拱底部超静水压与不同频率下加载次数的关系。研究成果为隧道仰拱厚度和填充材料的优化设计提供了可能,为类似条件下隧道的设计和施工提供了试验依据和技术支持。     

郑西客运专线富水黄土隧道防排水技术

位于富水地层中的隧道,施工期间的防排水措施一直是工程界的难题.如果处理不当,会造成土体软化和泥化,导致地基土承载力降低和变形加大,对隧道结构极为不利.以铁道部科技研究开发计划重大课题为依托,结合郑西客运专线张茅隧道的短台阶七步开挖法,提出了"封闭开挖面、明流集中引排、保护地基土、喷射混凝土早强"的防排水措施.现场试验表明,该措施有效减缓了富水黄土围岩的渗水,保护了黏性土围岩,减轻了拱脚和隧底土体的软化程度和范围,减小了富水黄土围岩的沉降,保障了隧道施工的安全.