• 文献检索
  • 文档翻译
  • 深度研究
  • 学术资讯
  • Suppr Zotero 插件Zotero 插件
  • 邀请有礼
  • 套餐&价格
  • 历史记录
应用&插件
Suppr Zotero 插件Zotero 插件浏览器插件Mac 客户端Windows 客户端微信小程序
定价
高级版会员购买积分包购买API积分包
服务
文献检索文档翻译深度研究API 文档MCP 服务
关于我们
关于 Suppr公司介绍联系我们用户协议隐私条款
关注我们

Suppr 超能文献

核心技术专利:CN118964589B侵权必究
粤ICP备2023148730 号-1Suppr @ 2026

文献检索

告别复杂PubMed语法,用中文像聊天一样搜索,搜遍4000万医学文献。AI智能推荐,让科研检索更轻松。

立即免费搜索

文件翻译

保留排版,准确专业,支持PDF/Word/PPT等文件格式,支持 12+语言互译。

免费翻译文档

深度研究

AI帮你快速写综述,25分钟生成高质量综述,智能提取关键信息,辅助科研写作。

立即免费体验

最近开发的单纤维反射光谱模型的实验验证。

Experimental validation of a recently developed model for single-fiber reflectance spectroscopy.

机构信息

University of Amsterdam, Amsterdam UMC, Cancer Center Amsterdam, Amsterdam Cardiovascular Sciences,, The Netherlands.

The Netherlands Cancer Institute, Department of Surgery, Amsterdam, The Netherlands.

出版信息

J Biomed Opt. 2021 Feb;26(2). doi: 10.1117/1.JBO.26.2.025004.

DOI:10.1117/1.JBO.26.2.025004
PMID:33641270
原文链接:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC7913601/
Abstract

SIGNIFICANCE

We recently developed a model for the reflectance measured with (multi-diameter) single-fiber reflectance (SFR) spectroscopy as a function of the reduced scattering coefficient μs', the absorption coefficient μa, and the phase function parameter psb. We validated this model with simulations.

AIM

We validate our model experimentally. To prevent overfitting, we investigate the wavelength-dependence of psb and propose a parametrization with only three parameters. We also investigate whether this parametrization enables measurements with a single fiber, as opposed to multiple fibers used in multi-diameter SFR (MDSFR).

APPROACH

We validate our model on 16 phantoms with two concentrations of Intralipid-20% (μs'=13 and 21  cm  -  1 at 500 nm) and eight concentrations of Evans Blue (μa  =  1 to 20  cm  -  1 at 605 nm). We parametrize psb as 10  -  5  ·    (  p1  (  λ  /  650  )    +  p2(λ/650)2  +  p3(λ/650)3  )  .

RESULTS

Average errors were 7% for μs', 11% for μa, and 16% with the parametrization of psb; and 7%, 17%, and 16%, respectively, without. The parametrization of psb improved the fit speed 25 times (94 s to <4  s). Average errors for only one fiber were 50%, 33%, and 186%, respectively.

CONCLUSIONS

Our recently developed model provides accurate results for MDSFR measurements but not for a single fiber. The psb parametrization prevents overfitting and speeds up the fit.

摘要

意义

我们最近开发了一种模型,用于将(多直径)单纤维反射率(SFR)光谱测量的反射率表示为散射系数μs'、吸收系数μa和相函数参数 psb 的函数。我们使用模拟对该模型进行了验证。

目的

我们通过实验验证我们的模型。为了防止过度拟合,我们研究了 psb 的波长依赖性,并提出了一个仅用三个参数进行参数化的方法。我们还研究了这种参数化方法是否能够使用单根光纤进行测量,而不是多直径 SFR(MDSFR)中使用的多根光纤。

方法

我们在 16 个具有两种 Intralipid-20%浓度(在 500nm 时μs'=13 和 21 cm-1)和 8 种 Evans Blue 浓度(在 605nm 时μa=1 至 20 cm-1)的仿体上验证了我们的模型。我们将 psb 参数化为 10-5·(p1(λ/650)+p2(λ/650)2+p3(λ/650)3)。

结果

对于μs'、μa 和 psb 参数化的平均误差分别为 7%、11%和 16%;而没有参数化的平均误差分别为 7%、17%和 16%。psb 参数化将拟合速度提高了 25 倍(从 94 秒到<4 秒)。只用一根光纤的平均误差分别为 50%、33%和 186%。

结论

我们最近开发的模型为 MDSFR 测量提供了准确的结果,但不适用于单根光纤。psb 参数化可防止过度拟合并加快拟合速度。

https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/e9ac/7913601/937a4307f6ee/JBO-026-025004-g005.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/e9ac/7913601/34340e7da669/JBO-026-025004-g001.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/e9ac/7913601/4f511350df1e/JBO-026-025004-g002.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/e9ac/7913601/37b6863429a5/JBO-026-025004-g003.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/e9ac/7913601/41f386b9c89a/JBO-026-025004-g004.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/e9ac/7913601/937a4307f6ee/JBO-026-025004-g005.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/e9ac/7913601/34340e7da669/JBO-026-025004-g001.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/e9ac/7913601/4f511350df1e/JBO-026-025004-g002.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/e9ac/7913601/37b6863429a5/JBO-026-025004-g003.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/e9ac/7913601/41f386b9c89a/JBO-026-025004-g004.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/e9ac/7913601/937a4307f6ee/JBO-026-025004-g005.jpg

相似文献

1
Experimental validation of a recently developed model for single-fiber reflectance spectroscopy.最近开发的单纤维反射光谱模型的实验验证。
J Biomed Opt. 2021 Feb;26(2). doi: 10.1117/1.JBO.26.2.025004.
2
Quantification of the reduced scattering coefficient and phase-function-dependent parameter γ of turbid media using multidiameter single fiber reflectance spectroscopy: experimental validation.利用多直径单光纤反射光谱法对混浊介质的散射系数和与相位函数相关的参数 γ 的定量分析:实验验证。
Opt Lett. 2012 Jun 1;37(11):1838-40. doi: 10.1364/OL.37.001838.
3
In vivo quantification of the scattering properties of tissue using multi-diameter single fiber reflectance spectroscopy.使用多直径单光纤反射光谱法对组织散射特性进行体内定量分析。
Biomed Opt Express. 2013 Apr 9;4(5):696-708. doi: 10.1364/BOE.4.000696. Print 2013 May 1.
4
Method for rapid multidiameter single-fiber reflectance and fluorescence spectroscopy through a fiber bundle.一种通过光纤束实现快速多直径单光纤反射和荧光光谱的方法。
J Biomed Opt. 2013 Oct;18(10):107005. doi: 10.1117/1.JBO.18.10.107005.
5
Subdiffuse scattering model for single fiber reflectance spectroscopy.单纤维反射光谱的漫散射模型。
J Biomed Opt. 2020 Jan;25(1):1-11. doi: 10.1117/1.JBO.25.1.015001.
6
Designing a use-error robust machine learning model for quantitative analysis of diffuse reflectance spectra.设计一种使用错误鲁棒的机器学习模型,用于漫反射光谱的定量分析。
J Biomed Opt. 2024 Jan;29(1):015001. doi: 10.1117/1.JBO.29.1.015001. Epub 2024 Jan 11.
7
Method to quantitatively estimate wavelength-dependent scattering properties from multidiameter single fiber reflectance spectra measured in a turbid medium.从混浊介质中测量的多直径单光纤反射光谱定量估计波长相关散射特性的方法。
Opt Lett. 2011 Aug 1;36(15):2997-9. doi: 10.1364/OL.36.002997.
8
Use of a coherent fiber bundle for multi-diameter single fiber reflectance spectroscopy.将相干光纤束用于多直径单纤维反射光谱学。
Biomed Opt Express. 2012 Oct 1;3(10):2452-64. doi: 10.1364/BOE.3.002452. Epub 2012 Sep 12.
9
Measurement of tissue scattering properties using multi-diameter single fiber reflectance spectroscopy: in silico sensitivity analysis.使用多直径单光纤反射光谱法测量组织散射特性:计算机模拟敏感性分析
Biomed Opt Express. 2011 Nov 1;2(11):3150-66. doi: 10.1364/BOE.2.003150. Epub 2011 Oct 26.
10
Correction for tissue optical properties enables quantitative skin fluorescence measurements using multi-diameter single fiber reflectance spectroscopy.对组织光学特性进行校正,可使用多直径单光纤反射光谱法进行定量皮肤荧光测量。
J Dermatol Sci. 2015 Jul;79(1):64-73. doi: 10.1016/j.jdermsci.2015.03.017. Epub 2015 Apr 7.

本文引用的文献

1
Toward improved endoscopic surveillance with multidiameter single fiber reflectance spectroscopy in patients with Barrett's esophagus.采用多直径单光纤反射光谱技术提高 Barrett 食管患者的内镜监测效果。
J Biophotonics. 2021 Apr;14(4):e202000351. doi: 10.1002/jbio.202000351. Epub 2021 Jan 31.
2
Subdiffuse scattering and absorption model for single fiber reflectance spectroscopy.单纤维反射光谱的亚漫散射与吸收模型
Biomed Opt Express. 2020 Oct 22;11(11):6620-6633. doi: 10.1364/BOE.402466. eCollection 2020 Nov 1.
3
Analytical model for diffuse reflectance in single fiber reflectance spectroscopy.
单纤维反射光谱漫反射分析模型。
Opt Lett. 2020 Apr 1;45(7):2078-2081. doi: 10.1364/OL.385845.
4
Subdiffuse scattering model for single fiber reflectance spectroscopy.单纤维反射光谱的漫散射模型。
J Biomed Opt. 2020 Jan;25(1):1-11. doi: 10.1117/1.JBO.25.1.015001.
5
Multidiameter single-fiber reflectance spectroscopy of heavily pigmented skin: modeling the inhomogeneous distribution of melanin.多直径单纤维反射光谱法在重度色素沉着皮肤中的应用:对黑色素不均匀分布的建模。
J Biomed Opt. 2019 Dec;24(12):1-11. doi: 10.1117/1.JBO.24.12.127001.
6
Improving Optical Measurements: Non-Linearity Compensation of Compact Charge-Coupled Device (CCD) Spectrometers.改进光学测量:紧凑型电荷耦合器件(CCD)光谱仪的非线性补偿
Sensors (Basel). 2019 Jun 25;19(12):2833. doi: 10.3390/s19122833.
7
Optical pre-screening for laryngeal cancer using reflectance spectroscopy of the buccal mucosa.利用颊黏膜反射光谱对喉癌进行光学预筛查。
Biomed Opt Express. 2018 Sep 6;9(10):4665-4678. doi: 10.1364/BOE.9.004665. eCollection 2018 Oct 1.
8
Optical detection of field cancerization in the buccal mucosa of patients with esophageal cancer.光学检测食管癌患者口腔黏膜的癌前病变。
Clin Transl Gastroenterol. 2018 Apr 30;9(4):152. doi: 10.1038/s41424-018-0023-6.
9
Single fiber reflectance spectroscopy calibration.单纤维反射光谱校准。
J Biomed Opt. 2017 Oct;22(10):1-4. doi: 10.1117/1.JBO.22.10.100502.
10
Toward optical guidance during endoscopic ultrasound-guided fine needle aspirations of pancreatic masses using single fiber reflectance spectroscopy: a feasibility study.采用单光纤反射光谱法在内镜超声引导下胰腺肿块细针抽吸术中进行光学引导的可行性研究。
J Biomed Opt. 2017 Feb 1;22(2):24001. doi: 10.1117/1.JBO.22.2.024001.