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首页> 美国卫生研究院文献>Sensors (Basel Switzerland) >Time-Resolved Diffuse Optical Spectroscopy and Imaging Using Solid-State Detectors: Characteristics Present Status and Research Challenges
【2h】

Time-Resolved Diffuse Optical Spectroscopy and Imaging Using Solid-State Detectors: Characteristics Present Status and Research Challenges

机译：使用固态探测器的时间分辨漫射光谱学和成像：特性现状和研究挑战

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摘要

Diffuse optical spectroscopy (DOS) and diffuse optical imaging (DOI) are emerging non-invasive imaging modalities that have wide spread potential applications in many fields, particularly for structural and functional imaging in medicine. In this article, we review time-resolved diffuse optical imaging (TR-DOI) systems using solid-state detectors with a special focus on Single-Photon Avalanche Diodes (SPADs) and Silicon Photomultipliers (SiPMs). These TR-DOI systems can be categorized into two types based on the operation mode of the detector (free-running or time-gated). For the TR-DOI prototypes, the physical concepts, main components, figures-of-merit of detectors, and evaluation parameters are described. The performance of TR-DOI prototypes is evaluated according to the parameters used in common protocols to test DOI systems particularly basic instrumental performance (BIP). In addition, the potential features of SPADs and SiPMs to improve TR-DOI systems and expand their applications in the foreseeable future are discussed. Lastly, research challenges and future developments for TR-DOI are discussed for each component in the prototype separately and also for the entire system.
机译：漫射光谱法（DOS）和漫射光学成像（DOI）是新兴的非侵入性成像方式，在许多领域具有广泛的应用潜力，尤其是在医学中的结构和功能成像方面。在本文中，我们将回顾使用固态探测器的时间分辨漫射光学成像（TR-DOI）系统，重点关注单光子雪崩二极管（SPAD）和硅光电倍增管（SiPM）。这些TR-DOI系统可以根据检测器的操作模式分为两种类型（自由运行或定时门控）。对于TR-DOI原型，描述了物理概念，主要组件，探测器的品质因数和评估参数。 TR-DOI原型的性能是根据用于测试DOI系统（尤其是基本仪器性能（BIP））的通用协议中使用的参数进行评估的。此外，还讨论了SPAD和SiPM在可预见的将来改进TR-DOI系统并扩展其应用的潜在功能。最后，分别针对原型中的每个组件以及整个系统讨论了TR-DOI的研究挑战和未来发展。

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