1 河北大学电子信息工程学院，河北 保定 071002
2 河北软件职业技术学院，河北 保定 071000
3 保定市儿童医院，河北 保定 071000
4 保定市儿童呼吸消化疾病临床研究重点实验室，河北 保定 071000
外周神经母细胞性肿瘤（peripheral neuroblastic tumors，pNT）是儿童常见的颅外恶性实体瘤，其主要预后评估依据为神经母细胞瘤分化程度和核碎裂指数（mitosis-karyorrhexis index， MKI）。目前，对MKI的计算主要通过病理医生人工计数，过程繁琐且工作量较大。采用计算机图像处理算法识别病理切片图像中病理性核分裂神经母细胞（pathological mitotic neuroblasts， PMN）和神经母细胞（neuroblasts，NEU），并辅助病理医生计数，可减少医生的重复性工作，提高工作效率。采用数学形态局部最小值标记（H-minima）修改梯度幅值，并利用改进型分水岭算法识别NEU并计数。实验结果表明，与病理医生的金标准对比，所提算法对NEU识别的平均准确率为94.2%，平均过分割率为2.79%。从色度分量角度对PMN的细胞质区域识别，平均识别准确率为81.66%，MKI值的平均误差率为0.031%。
图像处理 计算机辅助诊断 病理切片 神经母细胞 改进型分水岭 病理性核分裂 色度分量 激光与光电子学进展
2022, 59(8): 0810004
1 河北大学电子信息工程学院, 河北 保定 071002
2 河北软件职业技术学院, 河北 保定 071030
3 保定市儿童医院病理科, 河北 保定 071051
4 保定市儿童呼吸消化疾病临床研究重点实验室, 河北 保定 071051
阑尾神经内分泌肿瘤(ANENs)在各类阑尾恶性肿瘤中占很大比例,其重要的诊断标准之一为Ki-67增殖指数的大小。目前,Ki-67指数的计算主要取决于病理医生的经验,人工计数过程繁琐,工作量较大。本研究旨在利用计算机图像分析算法对ANENs病理切片图像中的细胞进行处理,统计阳性细胞和阴性细胞的数量,并计算Ki-67这一指标,辅助病理医生进行综合评估。针对传统分水岭算法的过分割问题,采用强制最小技术修改距离变换对其进行改进,提出了改进型分水岭算法,并采用该算法对病理图像中的阳性细胞和阴性细胞进行分割、计数,然后将结果与病理医生的金标准进行比对。结果表明:改进型分水岭算法分割阴性粘连细胞的平均准确率为93.4%,平均过分割率为3.3%;计算机辅助处理ANENs病理图像Ki-67指标的平均准确率为93.2%,平均误差率为6.8%,处理图像平均时间由人工的57.4 s缩短到29.5 s,大幅提高了工作效率。
医用光学 计算机辅助评估 病理切片 阑尾神经内分泌肿瘤 Ki-67 粘连细胞分割 激光与光电子学进展
2021, 58(24): 2417001
上海理工大学 光电信息与计算机工程学院，上海 200093
针对在大视差场景下进行图像拼接时容易出现的扭曲、失真、重影等现象，提出了一种基于全局相似性约束的多视点图像拼接算法。在传统细分网格模型的基础上，添加一个先验的全局相似约束项，对待拼接图像在整体上进行相似性转化，同时分别选取视角不同、亮度不同、复杂场景的三组图像，与已有算法的拼接效果进行对比，并采用质量评价方法对图像进行客观评价。结果表明：提出的方法在拼接效果上可以有效降低已有方法对大视差图像拼接时产生的扭曲和重影，且质量评价提高了10%以上；由于对图像的视角及场景深度无严格要求，因而具有良好的适应性，能够更自然地拼接大视差图像。
图像拼接 全局相似性 多视点 大视差 image stitching global similarity multi-viewpoint wide-baseline
1 河北大学电子信息工程学院, 河北 保定 071002
2 保定市儿童医院病理科, 河北 保定 071000
3 保定市儿童呼吸消化疾病临床研究重点实验室, 河北 保定 071000
嗜酸性粒细胞胃肠炎(EG)是一种以外周血嗜酸性粒细胞(EOS)增多为特征的胃肠道疾病,其主要诊断依据为消化道黏膜标本病理切片中嗜酸性粒细胞的数目是否超标。利用计算机图像分析算法对病理切片图像中的嗜酸性粒细胞进行识别并计数,旨在辅助病理医生人工计算EOS的数目,减少医生的工作量,提高工作效率。采用鲁棒性较强的分水岭算法作为识别EOS的核心算法,并通过距离变换和前后景标记的改进算法解决传统分水岭算法中的过分割问题,提高识别计数的准确性。采用改进分水岭算法对EG病理图像中的EOS进行识别计数,并将其与病理医生的金标准进行比对。改进分水岭算法的平均准确率为95.0%。与传统算法相比,改进算法准确率的相对标准方差由5.8%提高到2.2%,过分割率由13.4%降低为3.7%,算法的运行时间由40 s缩短为27 s左右。
医用光学 计算机辅助诊断 病理切片 嗜酸性粒细胞 分水岭 过分割 前后景标记 激光与光电子学进展
2020, 57(20): 201701
1 上海大学材料科学与工程学院, 上海 200444
2 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光单元技术实验室, 上海 201800
3 中国科学院大学, 北京 100049
在还原气氛下制备了Sn
2+掺杂SiO2-B2O3-Gd2O3-La2O3玻璃,并测试了该玻璃的密度、吸收光谱、光致发光、荧光寿命和X射线激发下的辐照发光。研究结果表明,在SiO2-B2O3-La2O3玻璃系统中,随着Sn
2+浓度的增大,紫外吸收截止波长红移, 荧光强度先增大后因浓度淬灭而减小,在Sn
2+浓度为0.3%时达到最大。随着Gd2O3逐渐取代La2O3,玻璃的密度增大,Sn
2+的荧光寿命变短,但未发现Gd
3+对Sn
2+的敏化增强作用。在X射线激发下,Sn
2+的辐照发光强度随着Gd2O3浓度的增大而增大,且不因Gd
3+浓度淬灭而减小,说明在X射线激发下,Gd
3+和Sn
2+之间可能存在能量传递。
材料 Sn
2+掺杂 闪烁玻璃 高Gd2O3 能量传递
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Materials for High Power Laser, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
A large-mode-area neodymium-doped silicate photonic bandgap fiber was theoretically designed and experimentally demonstrated. The relative index step between the high-index rods and the background glass was ～0.5%, which is the lowest cladding index difference reported on rare-earth-doped all-solid photonic bandgap fibers to our knowledge. An output power of 3.6 W with a slope efficiency of 31% was obtained for a 100-cm-long fiber.
060.2280 Fiber design and fabrication 060.3510 Lasers, fiber 060.5295 Photonic crystal fibers Chinese Optics Letters
2018, 16(8): 080601
1 中国科学院上海光学精密机械研究所强激光材料重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
采用SiCl4水解法制备了镱铝共掺石英光纤纤芯原料粉,在O2氛围下1100 ℃烧结除羟基处理后,原料粉析出了α-石英相。对镱铝共掺硅酸凝胶进行了常温老化和高压釜高温高压老化处理。测试结果表明,老化处理有效地抑制了镱铝共掺石英玻璃原料粉的析晶行为,Yb
3+的荧光强度和荧光寿命得到提高,说明高压釜处理可缩短老化处理时间并提高荧光性能,是制备镱铝共掺石英玻璃原料粉的重要工艺。
材料 抑制析晶 凝胶老化 Yb
3+/Al
3+共掺石英玻璃原料粉
兰州理工大学甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室, 甘肃 兰州 730050
针对CO2激光器和YAG激光器的种种不足, 采用光纤激光毛化柔性工作站, 对轧辊表面进行了不同尺寸和分布的毛化点形貌加工。分析了光纤激光功率、脉冲频率、脉冲宽度、扫描速度、离焦量等工艺参数对毛化点形貌的影响。结果表明: 通过合理匹配毛化工艺参数, 能够得到精确可控的轧辊毛化形貌和满足生产要求的粗糙度, 也可以实现相对无序的毛化点排列。
光纤激光 毛化 轧辊 fiber laser texturing roll
1 兰州理工大学, 甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室, 甘肃 兰州 730050
2 新冶高科技集团有限公司, 北京 100086
光纤激光作为第三代激光技术的代表, 具有其他激光器无可比拟的技术优越性和广阔的应用发展空间, 将可能会逐步取代全球大部分高功率 CO2激光器和绝大部分 YAG激光器。本文利用光纤激光器的优点, 集成开发了了第五代全新的光纤激光机器人毛化系统, 系统以光纤激光器为载体, 协同机器人及其它设备来完成轧辊毛化作业。光纤激光毛化柔性工作站与传统的 CO2激光毛化设备相比取得了多项重大突破, 如系统采用普通机床代替昂贵的磨床实现毛化功能, 是一项开创性的工作, 意味着节约大量的设备投资费用, 并大幅度提高生产效率；系统对轧辊旋转时的轴向跳动容忍度大, 毛化速度可以大幅度的提高；光纤激光毛化技术可实现毛化点形貌的任意设计以及毛化点的有序、无序排列；毛化成本大幅度降低, 没有三废, 是一种绿色制造技术。
光纤激光毛化 机器人 无序 绿色制造 fiber laser texturing robot disordered green manufacturing
