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3月16日下午,“医工交叉前沿技术论坛”暨医工学人半月讲坛第一期于线上举行。复旦大学工程与应用技术研究院青年研究员、博士生导师董必勤带来了题为《先进光学成像技术在临床诊测上的应用研究》的讲座,讲座主要围绕可用于临床的先进光学成像技术展开,介绍了相关光学成像技术发展概况、技术原理、技术特征,并对相关技术在临检诊测上的应用进行了探讨。
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现代医学的进步离不开对于各个尺度的生物结构和功能的探索。从生物大分子到细胞结构、再到组织与器官的观察,临床上对于成像技术有着越来越高的需求。相比较X光、超声等其他广泛应用的成像技术手段,光学成像以其无创、高分辨率、高速实时成像、功能性成像等特点,为临床诊测提供了有力的工具,并在病原检测、早期病理诊断筛查、功能成像等领域广泛应用。

董必勤研究员阐述了先进光学技术获取人体信息的原理和过程:通过生物系统的光线经历散射、(特征)吸收、荧光激发过程,根据这三种过程在研究对象中的不同特征,从而能够得到相关的结构信息与功能信息。并从先进光学成像基本原理出发,介绍了光学相干断层扫描(OCT),光声成像,多光子荧光成像三种先进光学成像技术。
OCT作为近年来发展较快的一种最具发展前途的新型层析成像技术,被重点做了介绍和分析。OCT技术具有非侵入性、成像速度快、高分辨率,高灵敏性、能在人体穿透深度数毫米等特点,在生物组织活体检测和成像方面具有诱人的应用前景。目前已尝试在眼科、牙科和皮肤科的临床诊测中应用,并在眼科领域应用愈发成熟,近年来已得到了迅速的发展。

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OCT的核心在于利用光波的相干性实现对距离的精确测量,从而反映观测物的结构形貌。与声波同样以波的形式向前传播,OCT的原理却与超声成像不尽相同:这是由于光速远大于声速,很难用时间差判断距离,而需使用相位差。OCT现今广泛应用于结构性与功能性成像,结构性成像包括眼底成像、OCT内窥镜、OCT心血管内窥镜等;功能性成像包括偏振敏感OCT(可用于检测肿瘤等),多普勒OCT血液流速测量,OCT血管造影术,血氧饱和度测量等。其中功能性成像对于疾病检测有非常的意义,往往能够更早地反映疾病对应的生理信息,实现早诊断,早干预。

讲座最后,董必勤研究员就OCT技术在临床的应用做了探讨,着重分析了OCT技术在眼底功能性成像、皮肤健康检测与医疗美容的智能皮肤光学影像的仪器研制、应用前景与技术难点等。基于OCT技术研发的诊疗设备可从眼底血管检测早期功能性病变,实现早期疾病(尤其是脑血管疾病)的早期预防诊断;可结合人工智能对皮肤进行无损快速检测,实现皮肤癌早期筛查与诊断、职业皮肤病防治;也可在医美手术中实时引导规避血管,规避填充剂栓塞等医美手术事故等。
本次论坛得到了复旦大学工程与应用技术研究院生物医学工程技术研究所的大力支持。共有五十多位来自复旦大学及其他国内重点院校的同学和老师参与。
讲者介绍
董必勤,复旦大学工研院青年研究员、博士生导师。2006年和2011年于复旦大学物理系分别获学士和博士学位;2012-2018年于美国西北大学机械工程系和生物医学工程系从事联合博士后研究;2018-2019年于美国Bruker Nano Surfaces担任主任光学工程师、高级工程顾问。发表SCI期刊论文60余篇,Google Scholar引用2400余次,high-index: 27,10-index: 44。工作多次发表于美国科学院院刊PNAS (2019, 2017, 2016, 2012)、Nature Communications (2019, 2016)、Advanced Materials (2018, 2015, 2013)、Nano Letters (2016)、Optica (2015)等国际期刊。SPIE、OSA、中国光学学会会员,中国光学学会生物医学光子学专业委员会青年委员,担任Frontiers in Neuroscience客座主编、Light: Science & Applications, IEEE TBME, Optics Letters, Photonics Research, Biomedical Optics Express等国际期刊审稿人。
实验室主页:donglab.fudan.edu.cn
医工学人将继续推出“医工交叉前沿技术论坛”第二期,通过系列讲座传播医工交叉前沿技术,促进医学与工程学在深度和广度上的融合创新。
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本篇文章来源于微信公众号: 医工学人