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Chao's Blog

光学相干断层扫描技术(Optical Coherence Tomography, OCT)最早出现在20世纪90年代,起初主要是用于眼科成像。之后OCT很快便与光纤技术相结合,并应用在内窥成像中。OCT系统本质上就是一个迈克尔逊干涉仪(Michelson Interferometry),光源发出的光经过分光棱镜,分为了两束;其中一束进入参考臂,遇到一个反射镜,被逆向反射;另一束则入射到样品上,假设样品为单层组织,光束也被逆向反射。两束逆向反射的光重新被分光棱镜合束,其干涉信号也在探测器处被记录下来。有一个经典的图,就解释了迈克尔逊干涉仪的原理(图1.1)。 图1.1 迈克尔逊干涉仪的原理图. 这其实就很好解释了以下这句话的后面半句[1]: OCT performs high-resolution,cross-sectional, and three-dimensional volumetric imaging of the internal microstructure in biological tissues by measuring echoes of backscattered light. 一个多层组织会将入射的光子逆向散射回去,与参考臂中被逆向反射的光在探测器处发生干涉,所得的光谱会被记录下来。OCT的一个特性是高分辨率,其轴向分辨率(Axial Resolution)一般在1微米到15微米。这里所说的“高分辨率”,其实是和超声成像(几百微米)相比的,这两种成像模式非常类似,有机会可以再写一下。 大家都知道超声成像,却少有人知道OCT,要是有人问你OCT和ultrasound imaging的区别,你会怎么回答呢? OCT的轴向分辨率主要是由光源的中心波长和光谱带宽决定的,现有的OCT系统根据波长,可以主要分为可见光OCT,800nm OCT,1300nm OCT,其轴向分辨率逐渐由好变差,但可见光OCT的成像深度更浅(小于1mm),其色散问题也会更加严重。 回到分辨率的问题,OCT的横向分辨率(Lateral or Transversal Resolution)是与轴向分辨率相独立的,同样会受到衍射极限的限制,其实也就是艾里斑(Airy disk)的大小。 假如光束是高斯的,那OCT的横向分辨率公式是怎样的,受到哪些因素的影响呢? 接下来要说的就是OCT的信号表示方式,OCT的轴向扫描能获得一维信号,称为A-line或者A-scan,OCT的二维扫描(比如内窥系统中将OCT探针沿圆周360度旋转),得到B-scan;进一步,若是OCT探针在旋转的同时,将其沿纵向从前往后推进,就能得到三维图像(见图1.2)。 在OCT中,C-scan是什么?M-scan又是什么? 图1.2 OCT生成一维、二维和三维信号以及内窥式OCT的样品臂示意图. 参考资料 [1] D. Huang, E.A. Swanson, C.P. Lin, J.S. Schuman, […]

首先,为什么要做这个专题呢? 我发现国内的知识平台上好少做光学相干断层扫描(Optical Coherence Tomography,OCT)的详细介绍,在知乎上搜一搜,有一些和行业有关的市场报告,还有少许的文章分享,但也是很粗略的那种。我知道作为一个研究生,阅读英文文献是必备的技能,外文资料库中关于OCT的介绍必然很详尽。但对于刚接触OCT的人来说,最直接、最快速的方式还是通过母语搜索获得所需信息。我想起当初自己刚入门的时候,也是在知乎上搜索,想找找有关OCT的严谨的基础理论推导,确实不好找。现在自己在这个领域也待了两年,有一点工程上的经验,也想进一步理清曾经学习过的理论知识,所以就想花点时间写一下这个专题,既能帮助自己夯实理论基础,同时也希望能对刚入门或者想进入OCT这个充满前景的领域的同学们。 所以,这个专题也不能算是完全的科普,主要针对我自己和有志于进入OCT这个领域的朋友。另外,我的研究领域主要是内窥式光学相干断层扫描(Endoscopic OCT),所以之后的深入介绍也会在这个方向。 说句题外话,之前在本科的学习阶段,作为一个光电专业的学生,我就体会到了光学工程这个行业的封闭性,像光行天下、光学社区这类的论坛网站都是非常小众的,里面的各种帖子、附件都需要刷经验才能读取。最近几年,ZEMAX官方开了一个论坛,还是挺好的,里面的知识库对大众都是开放的,并且注册用户可以在论坛提问,上传附件寻求解决方案,一般一周之内就会有官方技术人员做出回复。 再进一步,说说OCT这个领域,它就是一个更加小众的方向。当然,我这么说并不代表它没有市场。在某一个小的领域,只要做的精,也是完全能站得住脚的。作为一个小众的领域,它就天然具有封闭性,并且OCT本身的原理十分明了,绝大多数工作都集中于如何提高它的性能。这其中的确存在技术上的创新,可以在各种文献中学习;但更多的还是工程性的问题,要有一个好的OCT系统,非常需要动手的经验,而我们几乎不可能从文章中学到这种经验。遇到这种情况,要不请教导师,要不就是买一个现成的系统。 最后,回到主题。对于这个专题的开始阶段,我准备从基本的OCT介绍开始,然后推导OCT的基本公式,包括相干长度(coherence length)、轴向分辨率(axial resolution)和横向分辨率(transversal resolution)等等,然后进入我主要做的内窥式OCT领域。也许中间会穿插分享一些OCT早期的文章,但还没想好。 对于基础知识部分,主要的参考书: [1] Optical Coherence Tomography_ Technology and Applications – Wolfgang Drexler & James G. Fujimoto [2] Biomedical Optics_ Principles and Imaging – Lihong V. Wang & Hsin-i Wu 一些链接: 光学社区:http://www.optzmx.com/ 光行天下:http://www.opticsky.cn/ Zemax knowledge: https://support.zemax.com/hc/en-us Zemax Community: https://community.zemax.com/

每次起笔,总是不知以何为题。 前几周,我读完斯诺的《红星照耀中国》,书中百姓和红军对共产党的信任与热爱,真的让我很倾佩。于是稍微写了几段,言犹未尽,又不敢再写下去了。结果浏览量好几千,心里还有点惊讶。接下来有时间,我还会继续写写自己的感想。 今天看了一部电影,Tucker and Dale vs. Evil,讲的是萌萌哒的两个恶相乡下男子,遇到一群来乡下happy的大学生,两方因为缺乏好好沟通(主要是大学生对Tucker和Dale的偏见),在学生眼里,两萌是致命弯道里的psychopathy;在两萌眼里,这群大学生想自寻短见,各种作死,杀了别人再杀自己。 在恐怖片的外壳下,影片其实揭露了不同群体之间的隔阂与偏见,当然这还没有上升到阶级的层面。反思一下,自己学了这么多年,是否会从心里觉得高某些人一等,进而不愿意与他人接触沟通?我写的已经没有直白了,但答案却是非常真实的。于此,也算是给自己的一个警示了。 影片里却还给观众看到了有希望的一面。傻萌憨的Dale最终敢于向自己从不敢期盼的Allison(最先理解并与两萌沟通的女学生)表达自己的好感,算是突破了第一道墙。If you don’t try, you will never have a chance. 这也算是其中给我的另一个启示吧。 今天没有去lab,我在宿舍做了自己想做的事,炸了鸡扒、炖了肥牛,自己学了微分方程(给自己催眠),还出门剪了头发,买了水果。这也算是新的尝试哦,work & life balance,也不一定是出去玩,找到自己的满足点,就很好了。 最近又重温了铁齿铜牙纪晓岚,好精彩,品一品铁三角的有趣故事,如何为官、如何做人,以后有时间可以再聊聊。

刚到寝室楼下,碰到室友,说,今天这么早回啊。 我看了下时间,十一点半。愣了一下,emmmm,确实,好几天见到他,都已经是躺在床上了;早上呢,我也没看到过他啥时候出门的。 这几天我又变得晚睡晚起了,做一个计算题,我2点回到寝室,2点半睡觉,10点起,10点半到实验室,中间有8个半小时。要是我把整个时间段往前移3个小时,11点回到寝室,7点半到实验室,是不是感觉就更健康了呢? 我自觉还是一个比较自律到有点强迫症的人,有楼梯就不坐电梯,有白开水就不喝饮料,每周必须要锻炼两次,每天都会写计划和总结。但还是有问题,自己在工作上还是存在一定的惰性,也不算是拖延症,应该是思维和行动上的定势,更愿意待在自己的舒适区,而且做事缺乏严谨性(做科研嘛,还是需要一定的强迫症)。也许我需要的是一种敢于突破现有框架的惯性,说的好听点就叫做创新? 但转念一想,这都是我自己认为的我啊,是我自己看到的。在别人眼里,我是这样的么?我给别人展示的,也只是一部分的我。我给室友做饭,一方面让我有做大餐的动力(今天我十一点半回,其实就是想着周六可以一起吃一顿,提前回来准备食材,),一方面也树立了自己关爱室友的人设(有意或者无意)。在导师面前,我又是一番模样,有时候主动,有时候听话;在自己喜欢的人面前,又是时而大方,时而遮掩。我展露出来的我,在别人眼里,会是什么样子的呢? 买了海洋公园的无限fun门票,一直没时间去。我也知道这不是有没有时间的问题,而是有没有机会。时间总是能挤出来的,就看我舍不舍得了。本来想着投了paper再轻松一下,然而遥遥无期(从5月初开始盼望),得找另一个由头了。 最近开发了一个新菜,红烧酱焖茄子牛肉粒盖浇饭。菜名就是做法,做饭加做菜不超过半小时,简直一绝。

目前的我也已经入学过了一年半,哈哈哈,开始有种总结的感觉了。 刚刚下午收到小秘的邮件,说资格考试pass,​算是让我悬着的心给放下了。前几天我刚收到研究生院的信,告诉我如果年底之前不​通过资格考试,明年初就会停我的工资(然而BME一年中也只有6月份有一次CE笔试的机会)。周三,我和导师meeting,提了这事,他还是很乐观的,说到时候肯定会有办法,至少不会让我饿肚子(手动狗头)​。不管咋样,这一个坎算是过去了,暂时不用担心生计问题​。 接下来要面对的就是thesis proposal defense啦。 其实,就这茬,我也把它延期了,本来是安排在6月底的(对,和CE撞一起了),emmmm,结果项目的进度过于拖拉。有好多问题啊,在导师和朋友的帮助下,到了现在,总算有了一定的眉目。导师:好,我看你最近有突破啊,我觉得可以wrap up现在的工作,然后准备下一个project。​我:​。。。,好。 最近,我对于目前的项目,也是花了更多的心思。通常是一到实验室,就待一天,到了晚上才有时间到办公室坐下,然后,发现​12点了。 所以,睡得也很晚喽,好多次​两三点睡。我自己倒是没觉得很累,反正都会在上午补觉​。不过我补偿自己的方式,更多是​做好吃的。前天我和老妈打电话,说我晚上做了红烧鸡块,整整一只鸡,够吃两顿了​。结果,她说,别别别,饭菜还是不能过夜,以后你还是中午做,午饭、晚饭两顿​。​过夜菜不好,会致癌。我:哎,太讲究了,讲究人。 ​啊。有点晚了,差不多先到这儿(本来还想着更新一下《红星照耀中国》的后续)​。

斯诺在红区看到的红色中国景象,真的挺有趣的。我在阅读的时候,总会不自觉地将当时与如今的环境相比较。当斯诺进入红区之前,在白区听到、看到关于红区的各种风言风语,所谓共妻、压迫、愚民等政策。这些自然是国民政府强大的宣传机器所致,这是外界了解中国和共产党的唯一途径。红军经过长征,打破国军的围追堵截,这到底是一支怎样的军队?外界对于红区(苏区)总会有一种妖魔化的幻想,正是在这种情况下,斯诺穿过白区,进入到红区。 红区和白区边界,军事上的对峙必然也会存在一定的缓冲区,期间就产生了物资交流的灰色地带,当然也少不了伪装成白区士兵的红军战士。然而,这种特务人员一旦暴露被捕,其待遇也可想而知。 待续。。。 2022-07-24 更新一下。 每当我在读一本书的时候,总会刻意地关注某些自己认为重要的点,并且快速掠过另一些内容。我相信这也不是我一个人的阅读方法,我认为这是一种技巧,可以帮助我更好地抓住自己想要的信息;但从另一方面想,这同样也是一种惰性,一种惯势,在一定程度上算是偷懒,可能会错过另一些从未体验过的精彩。写这一段主要是为了提示一下自己,适时地走出舒适区,也许会豁然开朗。我也不是很想把它拓展到科研上去,但即使如此,生活中也会有很多体现。比如,刻意早起(或早睡),去一次书展,做自己没尝试过的菜,周六放下科研做任何自己想做的事。 又跑偏了,我本来想说的是,关于整本书的内容,我并没有记住太多,因为我一直在关注一个点:作者笔下的普通农民对红白两军的态度到底是怎样的。我大致描述一下自己还记得的:好多小孩自愿加入红军,并且参加过长征,因为他们的家人都受到白军的迫害,或者听到过红军的良好事迹(不争不抢,纪律严明),他们乐于参加红军、坚信共产党的领导;另外,共产党还会在苏区给农民开展扫盲教育,最基本的就是教农民学习共产党的政策,说红好白坏,当然都是最简单的宣传标语;还有书中描写了毛泽东的平易近人、开朗热情,同时也不介意显露个人的一些坏毛病。 这些点能留在我的脑海里,必然也是我所关注的,所谓以史为鉴嘛,况且这还没过一个世纪。看到这些,总会让我不自觉地将其与当今的现状做比较。当时的绝大多数农民并没有任何的政治归属意识,只是单纯觉得谁对我们好,我们就跟谁。所谓不谈信仰,只谈饭碗。那现在呢?普通群众和共产党的关系发生了什么变化(国民党早已不复当年,各种意义上的)?当然我没法代表所有人的想法,只能从个人的和视角加以分析。 我在写的时候,总觉得有个老大哥在看着,总会有所顾忌。。。这种不安全感带来的思想与行动不自由,确实限制创作热情。 待续。。。

寝室隔离了三天,没病都憋出病来。而且这几天,我总是做一些世界大战,僵尸乱跑的梦,太恐怖。 走出寝室来实验室干活,我又觉得自己可以了Image我有点担心的是,接触了好多化学试剂,让我觉得头疼和有可能不育。虽然有点搞笑,我真的在认真地考虑买一些好一点的防毒面具。 听师兄说,他是买菜的时候中招的 ,也有可能,但我还是得去大埔买菜啊😥最近香港的确诊人数又变多了,眼睁睁看着从每天两百到三千个😱自己差点也💩(在香港买的医疗险是不保新冠的,问了,保险公司出了一种专门的新冠险 ,主要保的是隔离产生的费用)。 听师兄说,隔离是免费的,环境还不错,离迪士尼挺近,靠海。至少没有之前猜的那么艰苦。但每天就在一个小房间里,啥事干不了,真的感觉浪费生命(参考我自己在寝室的三天,至少我还能在厨房做饭做菜) 还是不要中招的好,每个人的症状轻重不同,碰上重的实在是太惨了。不是吓人,我亲眼看到的😵‍💫。 接下来几天,都不咋敢去跑步了,不知道这个月的里程能不能完成了。

我梦见了一个很恐怖的梦。又是一个世界末日的场景,我在一座大厦的玻璃电梯里,看到天边的陨石却要飞落过来。我正在着急,忽然电梯开始做加速运动,仿佛是过山车一般的路径,但最终却停在了地下(明明应该是往天上的?)。 我从电梯出来,重新进入了大厦,却发现附近都是丧尸,我和一些不认识的同事在大厦里不断地逃窜。此时,我仿佛可以看到了大厦外侧的藤曼在不断的运动,在躲避着远处的火炮狙击。

好快哦,转眼又是一个月了。 Emmmm,还记得四月底的那会儿,老板还和我说了五月的安排,“五月份做完实验,获取所有的数据,六月就可以开始写文章了。” 嗯~ o( ̄▽ ̄)o,信心满满,理想总是美好的,但是,然后就到了现在。整个五月我都在做模拟中,也不是说没有任何进展,但我觉得自己的进度还是太慢了,脑子总是想着要做这个、要做那个,但是手脚总是动不了。 这的确是需要反思的。另一方面,我觉得值得肯定的是:当我做了每周的计划,我可以做到有迹可循,虽然有时候会没法完全按这个做,但至少每天可以有一个小目标。还有一点,就是每天的小总结,可以帮助自己回顾一天的工作内容。 接下来的时间,主要会有三个目标:第一个是完成qualify written exam(必须要过,不然就退学了==);然后就是开始写文章了,必须写了(我知啊,实验完全没做好,根本不完整,但是,可以开始动笔了);最后一个,但其实也是很重要的,权衡一下做怎么样的实验、怎么做实验,才能得到最好的效果。 说完了科研,扯些其他的吧。都说一个合格的导师,必须首先得会给学生画饼。嗯,确实,我也非常赞同。我觉得嘛,导师画饼可能有各种各样的目的,一是真心为了学生的未来着想,但也不排除其中包含有自己的利益,另一种就不怎么好了,完全是为了个人,或是项目、或是人力,各种因素都有可能。当然,要是我老板都已经懒得和我说话,觉得我并不重要了,画饼的说法也自然不存在了。 我自己认为,博导和学生之间更多应该是合作的关系,或者说这样才是健康正常的关系。有时候这种关系也许不会显得完全平等,但双方应该是相互需要、不可分割的。导师愿意和学生分享除了学术以外的观点(不只是画饼,也许还有人生观、择业观),这对学生来说完全是非常利好。我觉得可行有用,自然可以采纳;我觉得这太过了,甚至有洗脑的嫌疑,心里就需要留个心眼。过来人的经验必然有其价值,但并不都是可取的。实践在每个人身上的实现方式并不相同(我忘了高中思政课本上的话是咋说的了,大致这个意思,忽然觉得有必要读个毛选???)我并不相信导师说的所有话,但我赞同他很大部分的观点。 不得不承认,我导师对我的影响还是挺大的。比如他曾经和我谈的毕业出路问题,虽然他没有明说,(我也知道他肯定不会指定某个人的择业意向),但从他的建议和提议中,我可以深刻地感觉出他自己对我的引导。我之所以喜欢平时找他聊,就是觉得可以从沉重的科研环境里逃离片刻(哈哈哈哈,没想到吧,似乎反着来了)科研聊片刻,其他时间就可以说点其他的,说完既缓解了压力,又有了点新的目标(有时候也会听的有点累hhhhh)。我也忙,他也忙,但老板每次都说,有事随时来找他,感动(我真信了,真的随时来,扑空了好多次,以后还是得提前问)。 哎,咋几句话不离科研,女朋友找到了么?!?你这么努力科研,考虑过爸妈么?!?(/doge)真是的。 生活啊,不知不觉,科研和生活已经同化了,变成了“科研生活”,我觉得以后,就应该把“科研”换成“工作”,这样“工作生活”就很别扭了吧,科研就是工作,工作不是生活,得出结论:科研不是生活,bingo(o゜▽゜)o☆[BINGO!] 那我的生活是不是只有早上起床的两小时和晚上睡前的两小时???还加上周末上午的睡觉时光,哈哈哈哈嗝~ 我相信自己还是能找到适合自己的状态的。