机器视觉方向的光学相干断层扫描与机器人技术结合的最新进展及未来展望

光学相干断层扫描与机器人学相结合:当前研究与未来展望 学术背景 光学相干断层扫描(Optical Coherence Tomography,OCT)是一种非侵入性、高分辨率的光学成像技术,自其诞生以来就广泛应用于生物医学成像领域。它在微米级别对组织的结构进行可视化,尤其在眼科领域取得了巨大成功,例如用于角膜、视网膜等组织的成像和疾病诊断。然而,传统的OCT设备通常用于静态环境中的成像,受到体积、视场(Field of View, FOV)和操作灵活性的限制。当应用于动态、复杂的医疗场景或外科手术中时,传统OCT设备的局限性变得更加明显,例如无法适应手术目标物的移动,或难以提供实时的高分辨率成像以指导手术操作。 与此同时,医学机器人的快速发展为OCT的进一步集成提供了可能性。医学机器人以其高精...

一种结合光学相干断层扫描和拉曼光谱的新型无标记功能分子和结构成像系统,用于大鼠视网膜的体内测量

一种结合光学相干断层扫描和拉曼光谱的新型无标记功能分子和结构成像系统,用于大鼠视网膜的体内测量

跨光学革命:融合光学相干断层成像与拉曼光谱技术的多模态视网膜成像系统开发 研究背景与意义 视网膜组织中分子信息的获取是实现眼科及神经退行性疾病早期诊断的关键之一。然而,目前视网膜成像的金标准——光学相干断层成像(Optical Coherence Tomography, OCT)及其功能扩展技术光学相干断层血管成像(OCTA),仅能提供视网膜的结构和血流灌注信息。尽管这些技术在诊断糖尿病性视网膜病变和与中枢神经系统疾病(如阿尔茨海默病和多发性硬化症)相关的视网膜和血管变化方面有显著价值,但它们对疾病来源的特异性不足。这是因为这些结构和血管生物标志物之间存在显著重叠,很难区分不同疾病。 为了弥补这一不足,拉曼光谱(Raman Spectroscopy, RS)作为一种基于光的分子传感技术被提出...

光学相干断层扫描引导的自动化机器人开颅手术平台

光学相干断层扫描引导的自动化机器人开颅手术平台

自动化机器人颅骨钻孔手术系统研究报告 背景介绍 大脑作为复杂生命活动的核心器官,掌控了所有心理和意识过程的核心,承担着生命活动的方方面面。进入21世纪以来,神经科学成为了增长最快、研究进展最显著的领域之一。动物模型在研究大脑和神经功能中扮演了至关重要的角色。然而,目前广泛应用的医学成像技术诸如计算机断层扫描(CT)、磁共振成像(MRI)及功能近红外光谱成像(fNIRS),虽然在观察脑组织结构和功能方面很有潜力,但其分辨率尚不足以清晰地捕捉单个神经细胞活动。因此,分辨率达到微米级别的光学显微技术,例如双光子显微镜(two-photon microscopy)、共聚焦显微镜(confocal microscopy)以及光学相干断层成像(Optical Coherence Tomography, ...

下一代低成本光学相干断层扫描技术的发展及其在视网膜成像中的应用

低成本光学相干断层扫描(OCT)系统的下一代发展:提升视网膜成像的临床应用 学术背景 光学相干断层扫描(Optical Coherence Tomography, OCT)是一种非侵入性、高分辨率的成像技术,广泛应用于眼科领域,尤其是视网膜疾病的诊断。然而,现有的商用OCT系统价格昂贵(4万至15万美元),限制了其在资源匮乏地区的应用。为了扩大OCT技术的可及性,研究人员致力于开发低成本OCT系统,以在临床护理点(point-of-care)提供高质量的视网膜成像。本文介绍了一种下一代低成本OCT系统,通过改进硬件设计和图像处理算法,显著提升了成像性能,使其在临床应用中更具竞争力。 论文来源 本文由Duke大学生物医学工程系的Hillel B. Price、Ge Song、Wan Wang等...