能够消除像差影响的紧凑型眼内散射测量系统

一种新型紧凑型双通道眼内散射测量系统的研究进展 学术背景 根据世界卫生组织(World Health Organization, WHO)的报告,白内障是全球范围内导致失明的主要原因,约占失明病例的50%。全球超过2000万人因为白内障而丧失视力或者严重受损。现有的治疗方法主要依赖于手术,通过移除浑浊的眼晶状体并植入人工晶状体来恢复视力。然而,随着对白内障发生机制的深入研究,人们对药物预防和治疗白内障寄予了更大的希望。这种希望的实现极大地依赖于对白内障早期征兆的精准监测。 白内障的早期症状往往不明显或者难以察觉,但随着病情进展,眼内的屈光介质逐渐浑浊,导致眼内散射(intraocular scatter)增加,这是白内障发展的重要病理变化。因此,眼内散射的变化监测被认为在白内障的早期诊断中具...

外周神经识别的偏振成像:一种术中辅助手段

使用偏振成像技术辅助术中外周神经识别:一项前沿研究 外周神经对人体的感知和控制网络起着至关重要的作用,其完整和正常的功能对我们的生活质量至关重要。然而,外科手术中意外损伤外周神经的事件并不少见,这不仅可能导致功能障碍和疼痛,还会带来不良的手术预后。在某些解剖复杂的区域(如手部、腕部和颈部),外周神经与其他组织紧密分布,使得手术过程中神经与其他组织难以明确区分,从而增加了神经受伤的风险。目前,外科医生主要依靠术前成像技术(如MRI和超声)及自身的临床经验来避免术中损伤外周神经。然而,这些方法在识别小神经时具有局限性,同时术前成像也是静态的,难以支持实时的术中决策。因此,开发一种直观、非侵入、实时增强神经识别的方法,具有重要意义,能够显著改善手术效果并降低神经损伤的发生率。 为了解决这一问题,来...

利用时域近红外光谱技术改善组织血氧测量中的肤色偏差

挑战皮肤色素沉着偏差:时域近红外光谱技术在组织血氧测量中的应用 背景与研究动机 近年来,光学技术在医学诊断和治疗中的应用日益广泛。然而,不同的皮肤色素水平(皮肤中的黑色素含量)可能会显著干扰光学设备的准确性。例如,COVID-19疫情期间,许多临床医生发现,脉搏血氧仪在低血氧状态下对深色皮肤患者的氧饱和度(SpO2)测量结果不够准确。这种问题促使研究界开始重新审视光学设备在多样化人群中的性能表现。然而,目前对皮肤色素沉着对不同光学设备的影响的研究仍然非常有限,尤其是在新兴的时域近红外光谱技术(Time-Domain Near-Infrared Spectroscopy, 简称 TD-NIRS)领域。 TD-NIRS 是一种基于短脉冲激光、快速光电探测器和计时电子技术的光学技术,其显著特点是可...

丝蛋白水凝胶中飞秒激光诱导折射率变化研究

丝素蛋白水凝胶中的飞秒激光诱导折射率变化研究:未来眼科生物植入物开发的新希望 在高度智能化和生物医学迅速发展的今天,屈光矫正技术已成为全球眼科领域的一个研究热点。然而,目前的矫正技术,如角膜机械成形和商用眼内镜片材料的使用,仍面临精确度不足、应用材料生物相容性较差等问题。因此,科学界越来越关注一种新型的非损伤性矫正技术——飞秒激光诱导折射率变化(Laser Induced Refractive Index Change,简称LIRIC)。基于这一背景,来自University of Rochester的研究团队与Instituto de Óptica “Daza de Valdés”合作,开展了一项具有革命潜力的研究,探索如何在丝素蛋白(水凝胶,Silk-Fibroin Hydrogels)...

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...