对刺激拉曼光声显微镜信号分解技术的比较研究
Amir Khansari1, Hossein Khodavirdi2,3, Seyed Mohsen Ranjbaran1
1The Richard and Loan Hill Department of Biomedical Engineering, University of Illinois at Chicago, Chicago, Illinois, USA.
Journal of biophotonics
|December 15, 2025
概括
快速里埃转换 (FFT) 方法在多光谱光声显微镜 (MS-PAM) 中的分解信号方面表现出色,用于准确估计氧和度. 其他方法在本研究中显示出更可变的性能.
科学领域:
- 生物医学光学 生物医学光学
- 摄影声学成像技术的成像
- 频谱学是一种光谱学.
背景情况:
- 多光谱光声学显微镜 (MS-PAM) 提供了功能性成像能力.
- 刺激拉曼光谱 (SRS) 可以与MS-PAM集成,以提高分子对比度.
- 准确的信号分解对于定量MS-PAM分析至关重要,特别是在估计氧和时.
研究的目的:
- 在使用SRS的MS-PAM系统中比较评估不同信号分解技术的性能.
- 为了评估快速里埃转换 (FFT),最小方程 (LSQ),交叉相关性 (XCorr) 和深度学习 (DL) 方法的准确性.
- 确定MS-PAM中氧和估计的最佳方法.
主要方法:
- 开发了MS-PAM系统,采用SRS与双波长激发 (532nm和558nm).
- 实施并测试了四种信号分解算法:FFT,LSQ,XCorr和DL方法 (CNN自动编码器).
- 经过验证的方法与地面真相相对照,来自小鼠大脑组织的光声学信号.
主要成果:
- 与LSQ,XCorr和DL相比,FFT方法在信号分解方面表现出更高的准确性和一致性.
- LSQ,XCorr和DL方法表现出性能变化,特别是在较长的时间延迟时.
- 使用FFT分解信号估计氧和,可靠的结果.
结论:
- FFT是基于SRS的MS-PAM中信号分解的最准确和最可靠的方法.
- 这些发现支持使用FT用于定量功能成像,包括氧和映射.
- 对于特定的MS-PAM应用程序,可能需要对LSQ,XCorr和DL方法进行进一步优化.
