基于X射线相干衍射成像方法的微纳米梁变形场测量

微纳米结构在外加荷载下的变形场测量对于描述和预测微纳米结构力学性能、建立相关模型和理论具有重要意义.目前仍然缺少原位实时测量微纳结构变形场的实验方法,这对微纳米结构的力学性能研究形成了一定的制约.本文结合大规模MD(molecular dynamics,分子动力学)模拟和X射线CDI(coherent diffract...     

短波近红外在体荧光分子成像技术最新进展

癌症的诊断迄今所依赖的主要是一些离体检测方法以及超声波、X射线透视、X射线CT、核磁共振成像和PET等影像学技术. 癌症的确诊则以肿瘤组织或病变细胞的形态和其它宏观特征为依据, 这往往是一个侵入性和耗时的过程, 不适于癌症的早期诊断. 这些影像学技术目前也大都难以发现分子水平上的问题. 因此, 迄今癌症的早期诊断仍然是医学界面临的一个空前挑战. 光学成像方法, 特别是荧光成像方法具有对人体无害、非侵入、高灵敏和可进行在体多目标成像的优点, 随着荧光指示物的不断拓展和检测方法的不断创新, 有望在分子和细胞水平上实现癌症的早期诊断. 本文重点介绍了几项有较重要价值及工作在短波近红外区域的在体荧光成像技术的新进展.     

定量动态增强MRI与脑胶质瘤患者血清IL-10、IL-12表达的相关性分析

探讨定量动态增强磁共振成像(DCE-MRI)与脑胶质瘤患者血清白细胞介素-10(IL-10)、白细胞介素-12(IL-12)表达的相关性.本研究选取脑胶质瘤患者150例作为观察组,其中低级别脑胶质瘤68例、高级别脑胶质瘤82例,并选取100例健康者作为对照组.检测两组血清IL-10和IL-12水平,观察组给予MRI动态...     

基于针孔成像像面参数提取的单板机镜头显微成像质量评价方法

提出以针孔成像调制传递函数面积(MTFA)和MTFA相对变化率作为像面参数,定量评价单板机镜头的显微成像质量.采用针孔法获取不同视场位置的光斑图像,以提取单板机镜头显微成像系统的调制传递函数(MTF);建立单板机镜头透镜组的MTF数学模型,提取边缘视场弧矢方向与子午方向的MTFA和MTFA相对变化率,用于度量被测镜头显...     

超声弹性成像应用在角膜疾病诊断中的有限元分析

弹性成像在医学成像领域具有广阔的应用前景.在本文中,有限元法被用于模拟角膜组织的超声弹性成像,通过改变角膜病变组织与正常组织杨氏模量的数值大小及分布,模拟角膜病变的不同情形,分析计算各种不同情形时的应变、应力和位移分布,并对仿真结果进行分析.当角膜正常组织与病变组织的杨氏模量之比为1:4时,病变区域中心的应变为-0.00854,而对应正常角膜相同位置的应变为-0.02277,为病变区域中心的应变值的2.67倍.病变区域中心的应力为0.04337,而对应正常角膜相同位置的应力为0.02729,相当于病变区域中心的应力值的0.64倍.当角膜正常组织与病变组织的杨氏模量之比为4:1时,情况刚好相反.基于角膜组织的粘弹性,优化了角膜组织模型.结果表明,利用应变压缩方法可以实现离体组织的弹性成像,超声弹性成像中病变组织与正常组织的生物力学响应差异明显,研究结果可为弹性成像在眼科临床应用上提供理论指导.     

溶酶体靶向荧光碳点的制备及细胞成像应用

通过简单的一步功能化修饰制备了具有溶酶体靶向功能的发射蓝色荧光的水溶性荧光碳点,并成功用于活细胞内溶酶体的长时程成像。利用浓HNO₃氧化剥离炭黑得到富含羧基碳点,采用酰胺化反应,将N,N-二甲基乙二胺(N,N-Dimethylethylenediamine,DMEDA)修饰到碳点上,得到了DMEDA功能化的纳米荧光碳点(M-CDs)。红外光谱表征显示,与原始的羧基碳点相比,M-CDs在1658 cm^–1处出现了酰胺键(O=C-NH-)的特征振动峰,表明DMEDA成功修饰到碳点上。DMEDA的引入显著提高了碳点的荧光发射效率,量子产率达到15.6%,比修饰之前提高了约27倍,满足了细胞成像需求。M-CDs通过温度依赖的内吞方式进入细胞,与商业化染料Lyso-Tracker red的共定位实验表明,M-CDs定位在溶酶体内,并且是一种通用的溶酶体定位探针。与商业化染料Lyso Traker blue相比,M-CDs具有更强的光稳定性,在激光共聚焦显微镜下进行时间成像,设置扫描间隔为5 min,在长达120 min时间内对细胞进行25次激光扫描成像...     

基于飞行时间二次离子质谱成像技术的人民币上指纹化学成像研究

长期流通过的人民币上潜在指纹的显现一直是法庭科学领域研究的难点之一。飞行时间二次离子质谱(TOF-SIMS)技术具有原位、准无损、高通量、可多组分平行分析和空间分辨率高等优势。本研究利用TOF-SIMS技术对人民币表面的潜在指纹进行化学成像,比较了TOF-SIMS与几种传统方法的显现效果,研究并分析此技术具有的独特优势,从普适性、灵敏度和指纹三级特征获取的角度进一步探讨了方法的适用性。利用此技术对指纹中的外源性物质进行了分析,检测出保湿乳成分中丙三醇的分子离子峰(m/z 92.06)和碎片离子峰(m/z 43.02),并显示清晰的指纹图像。研究结果表明,TOF-SIMS技术为长期流通过的人民币上潜在指纹的显现提供了一种有效的方法,并有望用于其表面上指纹中物质的检测。     

量测野值与波束故障条件下SINS/DVL紧组合导航方法

针对传统捷联惯性导航系统(SINS)/声学多普勒测速仪(DVL)组合导航系统导航精度容易受量测信息质量影响的问题,提出了一种基于波束重构的SINS/DVL紧组合导航系统故障处理方案.以现有的紧组合模型为基础,根据四波束DVL结构特点,提出了新的故障波束速度信息重构方案.针对速度测量异常、量测模型误差及波束信息重构误差等...     

相干调制成像技术的迭代收敛性及重建唯一性

将相干调制成像(CMI)迭代过程等效为梯度搜索算法,建立了CMI收敛模型,从解方程角度提出为保证重建结果的唯一性需要满足的基本条件,即有调制板时光斑非0点数是无调制板时光斑非0点数的2倍,或有调制板时放大λL(λ为波长,L为衍射距离)倍后的调制板频谱截止宽度与无调制板时光斑截止宽度的比值至少为0.414。通过模拟计算进行了很好的验证。该研究为CMI的进一步优化提供了理论依据。     

长波红外显微成像光学系统的设计与仿真

针对像元尺寸为50μm×50μm的长波红外32×32元制冷型凝视焦平面阵列探测器的需要,设计了一种工作波长位于15～35μm的透射式长波红外显微成像光学系统。该系统采用一次性成像方式,且主要由系列透镜构成,其中冷光阑置于光路的出瞳位置。通过对称双胶合透镜组合来校正像差,在-20～40℃温度范围采用光学被动补偿技术实现消热像差。仿真结果表明,当所设计的光学系统的中心波长、焦距、数值孔径、有效放大倍率和空间分辨率分别为27μm,14mm,0.25,10和0.1mm时,在10lp·mm^-1特征频率处调制传递函数(MTF)值达到0.369,系统包围圆能量集中度超过80%,能够得到清晰可辨的物像,满足对冷光学系统短结构、高分辨率的应用需求。