生物医学光学显微成像华中学者.pptx

生物医学光学显微成像答辩人：付玲武汉光电国家实验室（筹）生物医学光子学研究部2016年华中学者特聘岗答辩

11.研究工作2.学术兼职与影响3.学科建设与人才培养4.现有团队与下一步工作设想汇报提纲

21.研究工作2.学术兼职与影响3.学科建设与人才培养4.现有团队与下一步工作设想汇报提纲

3研究背景信息和生命领域的重大需求和挑战之一：活体内观察细胞活动和功能的工具

4TPEF:双光子激发荧光SHG:二次谐波产生SHG+TPEF离体组织麻醉动物体内诊断清醒动物挑战：光学系统复杂、沉重！TPEF亟待光学显微成像技术的突破研究背景

5方法：非线性显微内窥成像理论：光纤生物成像的飞秒脉冲传输应用：医用内窥镜样机，清醒动物脑成像关键技术：光纤扫描器研究内容美国专利1项（第一发明人）中国发明专利9项（已授权），1项（已申请）英文专著1本（并列第二作者）SCI论文（第一/通讯作者）39篇（近5年25篇），其中20篇属光学领域前10%SCI期刊。应用推广部分成果已在医用内窥镜和脑研究中推广应用样机已通过国家食品药品监督局的注册检验，在NatureCommunications等期刊发表合作论文

7OpticsExpress,17,16415(2009)OpticsLetters,38,1896(2013)??Martinez,J.Opt.Soc.Am.B,3,929,(1986)考虑高斯光束特性和光束尺寸代表性工作一：光纤生物成像的飞秒脉冲传输理论：经典传输理论基于平面波理论，只适用于理想情况。能描述任意光束尺寸情况下飞秒脉冲经角色散器件后的负色散量。经典理论

脉冲传输与压缩方法：未采用传统的抑制非线性效应的方法，而是增强飞秒脉冲在光纤中的自相位调制效应，产生50fs脉冲，提高成像信号水平20倍。OpticsExpress,18,14893(2010)IEEEJournalofSelectedTopicsinQuantumElectronics,20,6800108(2014)8p20Xcomp工作一创新：精确定量描述飞秒脉冲在光纤成像系统中的传输，实现色散控制和飞秒脉冲传输。代表性工作一：光纤生物成像的飞秒脉冲传输

9扫描器种类检流计振镜MEMS1压电器件共振型2非共振型3外形尺寸体积庞大，不能用于内窥成像20mm×19mm×11mmΦ2mm×25mm2mm×15mm电压（V）60/150140124现状工艺与电压均不适用于内窥成像研究背景高分辨显微成像需要激光二维扫描光纤成像缺乏光纤扫描器件1.OL.34,15(2009)2.PNAS.109,32(2012)3.PNAS.106,46(2009)代表性工作二：光纤扫描器

10代表性工作二：光纤扫描器10压电方管光纤扫描器优点：易于制作、结构紧凑（2mm×26mm）驱动电压低（10V）利用逆压电效应，减小热耗散和机械损耗，提出新结构。传统：压电圆管新型：四片式方管中国发明专利：200810237415.5，201010245427.X，201010275507.X，201110437262.0ReviewofScientificInstruments,82,123707(2011)ReviewofScientificInstruments,83,086102(2012)OpticsLetters,36,3302(2011)IEEEPTL,24,125(2012)OpticsExpress,24,19949(2016)低阶低阶高阶电压高行程小电压低行程大

研究组结构/扫描模式频率（kHz）/帧速（fps）外径(mm）/长度（mm）电压（V）驱动DCPCF成像结果PNAS.109,32(2012)约翰·霍普金斯大学圆管/共振螺旋式1.4/2.72/25140否小鼠子宫颈组织PNAS.106,46,(2009)马普医学研究所片式/非共振栅格式0.7/10.92/15124否大鼠视皮层RSI2011，2012本项目组华中科技大学方管/共振螺旋式3/42/2610是小鼠海马区11与国内外同类研究的比较代表性工作二：光纤扫描器工作二创新：提出压电方管的结构，实现了光纤的扫描成像，为内窥成像提供了可行的核心扫描器件。

代表性工作三

应用：医用共聚焦内窥镜样机gobletcellscrypts导光束气水喷嘴钳道图像传输通道导光束内窥探头唯一能分辨细胞的内窥镜主持了国家科技支撑计划课题《先进医用内窥镜研发》，是国内首个关于高清电子内窥镜和共聚焦内窥镜等高端内窥镜研发的