醫(yī)用光學(xué)傳感器是傳感器中的重要成員。本文對光電倍增管、光纖和CCD這三種醫(yī)學(xué)常用的新型光學(xué)傳感器以及它們在醫(yī)學(xué)診斷中的應(yīng)用情況加以簡要介紹。從它們的科學(xué)性和實用性可以表明醫(yī)用光學(xué)傳感器廣闊的發(fā)展前景。醫(yī)用傳感器是醫(yī)學(xué)測量儀器的環(huán)節(jié),是醫(yī)學(xué)儀器與人體直接耦合關(guān)鍵的器件??梢哉f,它在從定性醫(yī)學(xué)走向定量醫(yī)學(xué)發(fā)展過程中起到了重要的作用。光學(xué)傳感器是從物理傳感器中發(fā)展起來的,而在其與醫(yī)學(xué)相結(jié)合的應(yīng)用方面更有待于進一步完善和推廣。光學(xué)傳感器是將光信號轉(zhuǎn)換成電信號的器件,它的突出優(yōu)點是:速度快、靈敏度高、結(jié)構(gòu)簡單以及由于具有很強的抗干擾能力而形成的高可靠性。1.光電倍增管光電倍增管主要用于放射醫(yī)學(xué)的測量儀器。它是根據(jù)光電效應(yīng)原理制成的,屬于外光電效應(yīng)器件,其內(nèi)部有一個易于發(fā)生光電效應(yīng)的陰極、一個陽極和若干個中間電極(通常為7~11個,它們的電勢一個比一個高約100V左右)。γ射線射到熒光體,且使其產(chǎn)生熒光,熒光通過光敏層、反射體等,收集發(fā)射到陰極上并能夠打出一些光電子,其數(shù)量與光強度成正比。這些光電子經(jīng)過中間電極的加速和逐級增加二次電子后,落到陽極上的二次電子比陰極發(fā)射的光電子增加了幾百萬倍。廣西雙目紅外光學(xué)技術(shù),可以咨詢位姿科技(上海)有限公司;青海雙目紅外光學(xué)價格多少
研究背景遙感影像定位精度提升在遙感影像應(yīng)用中具有重要意義,是基于遙感影像進行目標識別、三維重建以及區(qū)域鑲嵌等應(yīng)用的前提條件。有理多項式模型的提出很好地解決了多源遙感影像在幾何處理時模型和參數(shù)不統(tǒng)一的問題,為多源遙感影像的幾何處理及應(yīng)用提供了很好的技術(shù)支撐。隨著對地觀測技術(shù)的不斷發(fā)展,遙感影像的種類不斷增加,從常規(guī)的光學(xué)遙感影像到SAR遙感影像、多光譜遙感影像及激光雷達數(shù)據(jù)等,而這些影像也在不同的領(lǐng)域發(fā)揮著各自的作用。通常來講,從同一數(shù)據(jù)源獲取的對于同一地物目標的多次觀測遙感影像數(shù)據(jù)集需要長時間的積累才可以獲得,而在長時間內(nèi)同一場景可能會發(fā)生較大變化;相比較之下,多源數(shù)據(jù)則可以很好的解決由于時間跨度大而導(dǎo)致的場景變化的問題,利用不同衛(wèi)星平臺所獲取的遙感影像進行組合,在不同時間周期對同一場景反復(fù)拍攝,可以在較短時間獲取大數(shù)據(jù)量的多重觀測遙感影像數(shù)據(jù)集。但是,相對于同源遙感影像而言,多源遙感影像不論是在幾何還是在輻射等方面的表現(xiàn)都有較大差別,從而導(dǎo)致多源遙感影像的應(yīng)用依舊存在不少問題。傳統(tǒng)的多源遙感數(shù)據(jù)處理方法中,通常以高精度的參考數(shù)據(jù)(正射影像或激光雷達數(shù)據(jù))作為輔助控制信息。新疆雙目紅外光學(xué)儀器重慶雙目紅外光學(xué)技術(shù),可以咨詢位姿科技(上海)有限公司;
這種技術(shù)利用了1000—1700納米之間的第二近紅外(NIR-Ⅱ)光譜,這一范圍光譜的散射較少,可使顯微熒光成像的深度達到光擴散深度極限的4倍。在各種疾病的動物模型中,熒光顯微鏡經(jīng)常被用來對大腦的分子和細胞細節(jié)進行成像。但此前,由于皮膚和顱骨的強烈光散射影響,熒光顯微鏡于小體積和高度侵入性的操作。此次研究表明,3D熒光顯微鏡可幫助科學(xué)家以非侵入性方式,高分辨率地觀察成年小鼠大腦。該顯微鏡有效覆蓋了大約1厘米的視野。對于這項新技術(shù),研究人員通過靜脈給一只活老鼠注射熒光微滴,其濃度在血流中形成稀疏分布。追蹤這些流動的目標能夠重建小鼠大腦深層腦微血管的高分辨率圖。這種方法消除了背景光散射,并且是在頭皮和頭骨完好無損的情況下進行的,有趣的是,研究人員還觀察到相機記錄的光斑大小與微滴在大腦中的深度有很強的相關(guān)性,這使得深度分辨成像成為可能?!鴪D。(a)去除頭皮后通過小鼠腦血管系統(tǒng)的熒光染料灌注的WF圖像。(b)靜脈注射微滴懸浮液后為同一只小鼠獲得的相應(yīng)DOLI圖像。(c)、(d)(a)和(b)中指示的ROI的放大視圖。SSS,上矢狀竇;ACA,大腦前動脈;MCA,大腦中動脈;TS,橫竇?!鴪D。(a)熒光染料灌注后小鼠頭部穿過完整頭皮的WF圖像。。
進而達到倍增的目的。在影像診斷中,需要測量引入人體內(nèi)部某一位置的放射性同位素的γ射線。這一工作從前需用電云室、蓋革計數(shù)器來完成,而當前多用光電倍增管和加在其前面的閃爍晶體(用鉈活化的碘化鈉晶體)連接起來,成為閃爍計數(shù)器,也稱為γ射線計數(shù)器。當γ射線射到晶體碘化鈉上,晶體受激后會發(fā)光。發(fā)出的光脈沖射到光電管的陰極上,從而在陽極上得到增加了105~106倍的輸出脈沖電流。此電流經(jīng)過放大、記錄,用來反映入射γ射線的強度。目前使用這種閃爍計數(shù)器制成的射線探測儀器種類很多,例如吸碘功能儀、腎功能測定儀、掃描機及γ照相機等。以光電管為組成的閃爍計數(shù)器主要用在探測γ和β射線,有時也用來探測β射線和中子。液體閃爍計數(shù)器主要用來探測很弱的低能β射線。當放射性同位素31H發(fā)出的β射線射到熒光液體中,有兩個光電倍增管同時探測β射線,其效率更高。具體應(yīng)用時只需把γ射線探測器放在生物體外的某一位置上,就可以測到由體內(nèi)標記化合物發(fā)出的帶有生物體某些信息的量,從而可根據(jù)射線量做出某種診斷。以吸碘功能儀為例,其結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。甲狀腺發(fā)出的射線經(jīng)探頭(閃爍計數(shù)器)變?yōu)殡娒}沖。脈沖放大后進入單道分析器。陜西雙目紅外光學(xué)醫(yī)療設(shè)備價格,可以咨詢位姿科技(上海)有限公司;
這就是新型的光學(xué)機械——籠式結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的原始動力應(yīng)運而生。新一代的光學(xué)機械出現(xiàn)——籠式結(jié)構(gòu)德國Linos公司在1960年前后提出了籠式結(jié)構(gòu)的雛形,命名為Microbench,于1990年推向市場,如圖5所示。圖5Linos的固定光軸高度40mmLinos的Microbench的基本理念:光軸是以光學(xué)平臺為基準。從圖5中可以發(fā)現(xiàn),系統(tǒng)中的元件利用機械加工的精度,保證了同軸,是有基準系統(tǒng)的。2000年以前,Linos公司在市場中都是一枝獨秀,非常受歡迎。但是Linos的籠式結(jié)構(gòu)也有其局限性:這種結(jié)構(gòu)的光軸高度只有40mm,用戶在使用該結(jié)構(gòu)時,會受到限制。在歐洲的光電展上作者了解到,有很多用戶和Linos公司工作人員反映過光軸高度40mm過低的問題,包括作者本人也是反映了多次。需求是大的創(chuàng)新動力,美國Thorlabs(索雷博)公司在2000年以后推出了自己的籠式結(jié)構(gòu),使用支桿把系統(tǒng)調(diào)整到用戶所需要的高度,如圖6。圖6索雷博解決光軸高度的方案索雷博的這一方案立即受到客戶青睞,并一步步占領(lǐng)了歐美市場,推出了更多系統(tǒng)。圖7Linos的解決方案(光軸高度提高到100mm)2008年左右,Linos公司推出了100mm光軸高度的解決方案,如圖7所示。他們通過使用一根80mm以上的螺栓固定,然而該方案卻沒有得到用戶認可。上海雙目紅外光學(xué)技術(shù),可以咨詢位姿科技(上海)有限公司;江蘇雙目紅外光學(xué)醫(yī)用儀器
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直腸超聲圖像實時增強現(xiàn)實指導(dǎo)機器人輔助腹腔鏡直腸手術(shù):概念研究證明目的由于位置較低,低位直腸手術(shù)往往需要采取謹慎的措施。手術(shù)能否成功,在很大程度上取決于外科醫(yī)生確定直腸清晰遠端邊緣的能力。這對于使用機器人輔助腹腔鏡手術(shù)的外科醫(yī)師來說是一個挑戰(zhàn),因為通常隱藏在直腸中,且機器人外科手術(shù)器械不能為組織診斷提供實時的觸覺反饋。本文介紹了機器人輔助直腸手術(shù)基于術(shù)中超聲的增強現(xiàn)實手術(shù)指導(dǎo)框架的開發(fā)和評估。方法框架的實現(xiàn)包括校準經(jīng)直腸超聲(TRUS)和內(nèi)窺鏡攝像頭(手眼校準),生成虛擬模型,通過光學(xué)定位導(dǎo)航系統(tǒng)/光學(xué)追蹤,將其記錄在內(nèi)窺鏡圖像上,并將增強視圖在頭戴式顯示器上顯示。實驗驗證設(shè)置旨在評估該框架。結(jié)果評估過程產(chǎn)生的TRUS校準平均誤差為,內(nèi)窺鏡相機手眼校準的比較大誤差為,整個框架比較大RMS誤差為。在直腸影像的實驗中,我們的框架將指導(dǎo)外科醫(yī)生準確定位模擬和遠端切除切緣。結(jié)論該框架是根據(jù)實際臨床情況與Atracsys的臨床合作伙伴共同開發(fā)的。實驗方案和較高的精度展示了在手術(shù)流程中無縫集成此框架的可行性。青海雙目紅外光學(xué)價格多少