EDITORIAL

Introduction to special issue on advanced optical tomography technology and its biomedical applications

Guest Editors: Li Qi, Yu Chen, Liming Nie and Jiang Zhu

REVIEW ARTICLE

1.Advances in the application of optical coherence elastography in ophthalmology

光学相干弹性成像技术在眼科的应用进展

摘要：

眼组织的生物力学特性对于眼病的诊断和治疗效果评估具有重要意义。作为光学相干断层扫描的功能性延伸，光学相干弹性成像技术（OCE）能够以微米级空间分辨率和亚纳米级位移灵敏度，无创、定量地评估眼部生物力学特性。本文系统总结了OCE的基本原理，阐明了压缩OCE和基于波的OCE在眼科应用中的区别，并比较了常用激发方法的特点与适用性。结合近期在角膜及其他眼组织研究中的进展，我们进一步揭示了OCE在眼病早期诊断中的潜力。最后，我们探讨了OCE参数选择及安全性考量等关键挑战，并展望了多模态融合、人工智能结合等未来发展方向，以推动OCE从实验研究向临床应用的转化。

引用：

Liyang Wang, Yirui Zhu, He Huang, Lingkai Huang, Zhe Zhang, Ningning Luo, Tomás Enrique Gómez Álvarez-Arenas, Jiulin Shi, and Xingdao He. Advances in the application of optical coherence elastography in ophthalmology.Journal of Innovative Optical Health SciencesVol. 19, No. 03, 2630003 (2026)

文章链接：

https://www.worldscientific.com/doi/10.1142/S179354582630003X

2.Multimodal photoacoustic computed tomography technology and applications

多模态光声计算机断层扫描技术与应用

摘要：

光声计算机断层扫描（PACT）结合了光学功能对比与超声空间分辨率，能够对深层组织进行无创的结构和功能成像。然而，PACT存在固有局限性，包括软组织解剖对比度较低、定量精度受深度影响以及成像深度有限。通过将PACT与超声成像、磁共振成像（MRI）、光学成像（荧光成像、光学相干断层扫描、拉曼成像）以及放射影像（CT、SPECT/PET）相融合，可以实现多模态间互补和增强的信息获取。本文系统概述了多模态PACT技术的原理与机制，包括硬件集成、图像配准、探针研发及双模态系统设计等，并介绍了其在肿瘤诊断、神经科学、血管疾病评估及皮肤病变检测等领域的实际应用。研究表明，多模态PACT能够整合结构解剖、功能代谢和分子特异性信息，实现更全面的成像，为临床前研究和临床转化提供了有力工具，具有广阔的应用前景。

引用：

Huiting Wen, Wufan Chen, Li Qi, and Shuangyang Zhang.Multimodal photoacoustic computed tomography technology and applications.Journal of Innovative Optical Health SciencesVol. 19, No. 03, 2630009 (2026)

文章链接：

https://www.worldscientific.com/doi/10.1142/S1793545826300090

RESEARCH ARTICLE

3.Transparent high-frequency ultrasound transducer array for real-time interventional photoacoustic guidance

透明高频超声换能器阵列用于实时介入式光声导航

摘要：

光声断层成像（PAT）能够同时提供结构和功能信息，是指导介入手术的有力工具。然而，传统超声换能器通常是不透明的，这增加了PAT系统设计的复杂性，并阻碍了其与其他光学成像模态的无缝集成。为此，研究人员开发了一种新型透明超声换能器（TUT）线性阵列，专门用于实时介入导航。基于TUT阵列的PAT系统表现出高性能，其横向分辨率为378.2微米，轴向分辨率为599.1微米，成像速度快，每帧仅需0.05秒。通过在鸡胸组织注射过程中对针头形态和染料扩散进行实时成像，验证了该系统的介入成像能力。总之，TUT阵列使得实时多模态成像成为可能，可结合光声、超声和光学等多种成像模式，实现对组织的全面表征。

引用：

Junwei Wu, Zhongwen Cheng, Chen Liang, Yan Chen, Lvming Zeng, and Xuanrong Ji. Transparent high-frequency ultrasound transducer array for real-time interventional photoacoustic guidance. Journal of Innovative Optical Health SciencesVol. 19, No. 03, 2540003 (2026)

文章链接：

https://www.worldscientific.com/doi/10.1142/S1793545825400036

4.Simplified K-linearization and dispersion compensation method for low-cost real-time serial sectioning-swept source optical coherence tomography

面向低成本实时串行切片扫频光学相干断层扫描的简化K线性化与色散补偿方法

摘要：

扫频光学相干断层扫描（SS-OCT）需要实现K空间线性采样和色散补偿，才能达到最佳的轴向分辨率，而这通常需要昂贵的高速数据采集硬件。现有的数值计算方法计算量较大，难以实现实时成像。相位线性化虽然是一种更简单的替代方法，但其适用性仅限于浅层成像深度。本文证明，在串行切片成像中，当感兴趣区域局限于几百微米范围内时，相位线性化方法非常有效。我们开发了一种简化的工作流程，能够在无需增加处理时间的情况下实现实时图像重建。使用商用扫频光源，我们在700微米的深度范围内保持了锐利的轴向点扩展函数，足以清晰显示小鼠脑部精细结构。我们的方法允许使用低成本、低采样率的硬件实现视频级实时显示。

引用：

Wei Chen, Lingxuan Meng, Xiuhua Zheng, Shuaibin Chang, and Jianbo Tang. Simplified K-linearization and dispersion compensation method for low-cost real-time serial sectioning-swept source optical coherence tomography.Journal of Innovative Optical Health SciencesVol. 19, No. 03, 2640001 (2026)

文章链接：

https://www.worldscientific.com/doi/10.1142/S1793545826400018

5.Quantitative speed-of-sound imaging by using a linear array-based photoacoustic system and a passive target

基于线阵光声系统及被动靶标的定量声速成像

摘要：

定量声速（SOS）成像在生物医学光声成像领域仍是一项重大挑战。现有的声速成像方法通常依赖于全角度测量，这给临床转化带来了限制。为了突破这一局限，本研究采用基于线阵的光声成像系统，并提出了一种通过扫描被动靶标来实现的创新性声速成像方法。我们建立了一个线性模型，将测得的渡越时间变化与成像场中的声速分布关联起来。将声速重建问题表达为最小二乘优化问题，并采用梯度下降法迭代求解声速分布图。通过数值仿真和体模实验验证了该方法，结果表明其能够准确重建声速的非均匀分布。我们还成功地对离体生物组织的声速分布进行了成像，其结果与解剖组织结构具有高度一致性。该方法为基于线阵光声断层成像的定量声速映射建立了一个有前景的技术框架。

引用：

Danni Wang, Jingqi Yao, Chaobin Hu, Yi Zhou, Qing Wang, Xiqiang Liu, and Li Qi. Quantitative speed-of-sound imaging by using a linear array-based photoacoustic system and a passive target.Journal of Innovative Optical Health Sciences Vol. 19, No. 03, 2640004 (2026)

文章链接：

https://www.worldscientific.com/doi/10.1142/S1793545826400043

6.Dual-mode endoscopic probe for optical coherence tomography and plasma ablation

用于光学相干断层成像与等离子消融的双模内窥探头

摘要：

本文提出了一种新型双模内窥探头，将光学相干断层成像与低温等离子消融技术集成于一体。内窥镜治疗中的一个关键挑战是如何在精确去除组织的同时不损伤相邻的健康组织层，这既需要将热损伤降至最低，又需要对组织变化进行实时监测。本研究采用低温等离子消融技术实现组织去除，热损伤极小。通过将等离子电极与OCT集成，实现了消融与监测一体化的双模构型。这种集成设计有助于减少与手术相关的并发症。该探头直径为5毫米，刚性部分长度为40毫米，在空气中工作距离为5毫米时，横向分辨率达到20微米。采用频率为278.5赫兹的压电弯曲器驱动单模光纤产生共振，实现1.88毫米的横向扫描范围。同轴针状等离子消融电极经仿真和实验双重验证，可在120伏峰值电压下稳定产生等离子体，消融温度较低。在离体猪大小肠组织上的功能验证结果表明，该探头能够精确监测消融过程，热损伤极小，展现了其在微创治疗中的应用潜力。

引用：

Minghui Chen, Haochen Hu, Rui Bao, Zixuan Yin, Jiahui Ye, Xingyu Liu, Liuxiao Chen, and Chengli Song. Dual-mode endoscopic probe for optical coherence tomography and plasma ablation.Journal of Innovative Optical Health Sciences Vol. 19, No. 03, 2640002 (2026)

文章链接：

https://www.worldscientific.com/doi/10.1142/S179354582640002X

7.An adaptive mesh-based framework for real-time light fluence correction in photoacoustic tomography

基于自适应网格的实时光通量校正方法用于光声断层成像

摘要：

光声断层成像（PAT）结合了优异的光学对比度和高超声分辨率，已成为一种前景广阔的医学成像技术。然而，实现快速、实时的光通量校正以用于定量PAT成像仍然具有挑战性。针对这一问题，本研究引入了一种基于自适应网格的方法，用于有限元计算光通量，从而显著加速定量PAT的校正过程。在商用PAT系统上的评估结果表明，在实现相当成像质量的前提下，基于自适应网格的方法仅需均匀网格所用网格点数量的1/85，并将计算时间缩短了20倍以上。本方法有效提升了光通量校正的效率，为推动光声成像技术的实际应用提供了有力支持。

引用：

Long Chen, Zhaoyong Liang, Chaobin Hu, Jinchuan He, Anqi Wei, and Li Qi. An adaptive mesh-based framework for real-time light fluence correction in photoacoustic tomography.Journal of Innovative Optical Health Sciences Vol. 19, No. 03, 2640003 (2026)

文章链接：

https://www.worldscientific.com/doi/10.1142/S1793545826400031

8.A multi-instance learning framework combining CNN and transformer for noninvasive coronary heart disease diagnosis using scleral images

结合CNN与Transformer的多示例学习框架用于基于巩膜图像的无创冠心病诊断

摘要：

冠心病（CHD）是一种常见且危及生命的慢性心血管疾病，早期筛查和诊断对于改善患者预后至关重要。传统诊断方法，如心电图、超声心动图和冠状动脉造影，通常需要专用设备、专家解读，部分情况下还需进行有创操作，从而限制了其在人群大规模筛查中的可及性和可推广性。本文提出了一种基于巩膜图像的新型、无痛、无创且快速的冠心病辅助诊断方法。具体而言，我们提出了ScleraMIL模型，这是一个多示例学习框架，融合了卷积神经网络（CNN）和视觉Transformer（ViT）架构的优势，能够从每个个体的多张巩膜图像中捕获局部和全局特征表示。为确保模型聚焦于巩膜特征，首先采用Mamba-UNet分割模型从原始眼部图像中精确提取巩膜区域。然后，将每个受试者的十张分割后的巩膜图像（每眼五张）作为实例，构成一个带有患者级别标签的包。这些实例通过基于CNN的特征提取器处理后，输入Transformer编码器，建模图像间的依赖关系以实现判别性特征融合，最后通过分类头预测冠心病的概率。实验结果表明，ScleraMIL在准确率、AUC、F1分数和召回率等关键指标上均取得了优异性能，显著优于其他深度学习和多示例学习方法。本研究探索了利用巩膜图像作为冠心病分类潜在生物标志物的可行性，为实现智能、可及、无创的心血管风险评估迈出了有前景的一步。

引用：

97.Chuxiang Gao, Zongqing Ma, Hantao Bai, Yixuan Shi, Fan Fan, Guoliang Huang, Xiaoqing Zhang, and Jiang Zhu.A multi-instance learning framework combining CNN and transformer for noninvasive coronary heart disease diagnosis using scleral images.Journal of Innovative Optical Health Sciences Vol. 19, No. 03, 2640007 (2026)

文章链接：

https://www.worldscientific.com/doi/10.1142/S1793545826400079

9.Label-free and multiplexed glioblastoma identification based on texture analysis and phasor FLIM

基于纹理分析和相量法荧光寿命成像的无标记多参数胶质母细胞瘤识别

摘要：

胶质母细胞瘤是一种高度侵袭性的原发性恶性脑肿瘤，其术中精准识别一直是临床实践中的重大挑战。本研究提出了一种基于双光子荧光寿命成像（FLIM）和稳健定量分析的无标记多参数胶质母细胞瘤识别策略。具体而言，我们构建了人源胶质母细胞瘤的原位异种移植模型，随后对新鲜组织进行成像。从获取的图像中，我们进行了灰度共生矩阵纹理分析和相量法荧光寿命分析，以量化肿瘤区和肿瘤周围区的微观结构差异及代谢特征。基于上述分析，我们提取了四个形态学纹理参数和四个代谢相量参数，这些参数具有作为胶质母细胞瘤识别指标的潜力。我们整合了这一新颖的多参数分析策略，实现了对胶质母细胞瘤和瘤周组织的稳健有效区分。本研究的进展和所提出的方法将为未来实现实时、无标记、多维度精准的胶质母细胞瘤识别提供可能。

引用：

Shiyu Wang, Zhe Yang, Jia Yu, Xueming Cao, Yulu Liu, Kuiluo Huang, Wei Zheng, and Hui Li. Label-free and multiplexed glioblastoma identification based on texture analysis and phasor FLIM.Journal of Innovative Optical Health Sciences Vol. 19, No. 03, 2650011 (2026)

文章链接：

https://www.worldscientific.com/doi/10.1142/S1793545826500112

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