加州理工学院医学电子工程科研项目

California Institute of Technology Medical Mechanical Electronics Engineering Research

科研主题

以下领域内的相关课题，具体课题根据学生的基础，导师面试后确定。

Current Research Directions:

● Compressed Ultrafast Photography (CUP) ［压缩超快摄影］

● Photoacoustic Tomography (PAT) ［光声层析成像］

● Thermoacoustic Tomography (TAT) ［热声层析成像］

● Ultrasound-modulated (Acousto-) Optical Tomography (UOT)［超声调制］

● Wavefront Shaping (WFS) ［波前整形］

Previous Research Directions:

● Mueller Optical Coherence Tomography (M-OCT)  [ 缪勒光学相干断层扫描 ]

● Modeling Light Transport in Tissues  [ 组织光传输模型的建立 ]

● Oblique Incidence Reflectometry (OIR) and Spectroscopy  [ 斜入射反射光谱（OIR）与光谱学 ]

实验室研究介绍：

实验室是第一个报告的功能光声层析成像、三维光声显微术，光声内窥镜，光声报告基因成像、光声多普勒效应，通用光声重建算法、微波诱导热声层析成像，超声调制光学层析成像，时间反转超声编码光学聚焦，非线性光声波前整形、压缩超快摄影（10万亿帧/秒，世界上最快的照相机），缪勒矩阵光学相干层析成像、光学相干层析成像。

特别地，光声成像突破了光学显微镜长期存在的扩散限制，在活体组织中以高分辨率进行无创生化、功能及分子成像达到了新的深度。

我们开发了利用非电离电磁波和超声波进行早期癌症检测和功能成像的新型生物光子断层成像技术。

与电离X射线辐射不同，非电离电磁波，如光波和无线电波，对健康没有危害，同时揭示了丰富的对比度机制。不幸的是，在非电离光谱区域中的电磁波不像X射线那样在直线路径中穿透生物组织。

因此，高分辨率层析成像，如共聚焦显微镜、双光子显微镜以及光学相干层析成像所示，它仅基于非电离电磁波，仅限于生物组织表面的一个光学传输平均自由程（~1mm）内的表面成像。

相比之下，超声成像提供了良好的图像分辨率，但是具有很强的散斑伪影并且没有分子对比度。为了克服上述问题，我们通过将电磁波和超声波协同结合来开发超声介导的成像模式。

混合模态在相对大体积生物组织中以高超声分辨率产生具有高电磁对比度的无斑点图像。