职   称

教授

所属部门

光电子科学技术系

行政职务

天津市生物医学检测技术与仪器重点实验室主任

所属课题组

生物医学光子成像

联系电话

27403801

电子邮件

gaofeng@tju.edu.cn

通讯地址

天津市南开区卫津路92号、天津大学精仪学院（17-429）

邮政编码

300072

主讲课程

医用光电检测技术(本)

生物医学光子学(本)

自动控制原理（本）

高等生物医学光子学(硕)

医学成像原理与系统(博)

导师类型

光学工程——博导（光电子方向）、硕导（光电子方向）

测试计量技术与仪器——博导、硕导

电子信息——博导、硕导

机械——博导、硕导

教育

1985年，西安交通大学信息与控制工程系无线电技术专业,工学学士；

1988年，西安交通大学信息与控制工程系电磁场与微波技术专业,工学硕士；

1998年，中国科学院西安光学精密机械研究所物理电子学专业,理学博士。

工作简历

国内：

1988年5月-1991年1月，中国科学院西安光学精密机械研究所，研究实习员。

1991年1月-1995年11月，中国科学院西安光学精密机械研究所，助理研究员。

1995年11月-1999年6月，中国科学院西安光学精密机械研究所，副研究员。

2003年7月-现在，天津大学精密仪器与光电工程学院，教授 。

2004年6月-2008年6月，天津市特聘教授。

国外：

1994年4月-1995年5月，荷兰代尔夫特理工大学(TU Delft)应用物理系，访问学者（中科院公派）。

1997年10月-1998年5月，英国伦敦大学学院(UCL)医学物理与生物工程系，高级访问学者（王宽诚教育基金）。

1999年6月-2000年2月，法国斯特拉斯堡大学生物物理研究所(ULP-IOP)，博士后(法国政府法中文化科技交流奖学金)

2000年2月-2004年8月，日本国立产业技术综合研究所(AIST)，日本新能源与产业技术综合开发机构(NEDO)高级研究员。

2004年4月-现在，日本国立产业技术综合研究所(AIST)，人间福祉医工学研究部门，客座研究员。

2006年2月-2006年3月，日本电气通信大学，访问教授。

2006年8月-2006年10月，日本电气通信大学，日本学术振兴会(JSPS)特邀研究员。

2009年3月-2009年5月，法国斯特拉斯堡大学成像与认知神经科学研究所(ULP-LINC)，访问教授。

研究方向

1.   生物组织光子成像与光谱学（扩散光学层析成像、组织光谱学、定量光声成像）；

2.   智能光电检测及其生物医学应用(微弱光信号检测、组织光电联合诊断、动态光电测量)；

3.   生物医学计算成像与学习成像（压缩感知、单像素成像、学习成像）；

4.   先进医学影像与智能诊断（X光相衬成像、锥束XCT、医学图像分析）。

科研项目

1.     光学CT理论与基础技术研究，中国科学院“八五”重点预研基金，1994.1-1996.12。（第一完成人）

2.     时间分辨光学层析理论和关键技术研究，国家自然科学基金（69678028），1997.1-1999.12。（负责）

3.     时间分辨光CT中的三维高速图像重建技术，中国科学院高技术战略发展基金，1998.1-2000.12。（负责）

4.     时间分辨光CT测量系统和图像重建技术，法国国家自然科学研究基金及法中科技文化交流基金，1998.1-2000.12。（中方主要研究者）

5.     数量显微术中小目标边缘定位精度研究，中国科学院留学回国人员启动基金，1995.1-1997.12。（负责）

6.     时域测量光CT系统及其图像重建理论，日本政府新能源和产业技术发展组织（NEDO）重大研究计划，1993.4-2003.3。（2000.2-2003.3核心研究者）

7.     全时间分辨扩散光学层析重建算法的高速实现方法，日本文部科学省青年学者研究基金，2003.4-2004.3。（负责）。

8.     用于近红外光谱研究的成人头部路径系数的测量及数据库的建立，日本国立产业技术综合研究所第二种类基础研究基金，2002.4-2004.3。（第2完成人）

9.     基于反射型扩散光层析技术的生物组织体内氧输送过程分析，日本文部科学省科学研究基金，2005.4-2007.3。（海外共同研究者）

10.  基于近红外光层析成像的新生儿脑血流量和供氧状态测定方法研究，日本文部科学省科学研究基金，2005.4-2007.3。（海外共同研究者）

11.  时间分辨荧光分子层析理论和技术基础研究,国家自然科学基金（60678049），2007.1-2009.12。（负责）

12.  时间分辨荧光分子层析基础理论研究,天津市自然科学基金（07JCYBJC06600），2007.1-2009.12。（负责）

13.  光子计数模式高灵敏度生物体自发荧光层析原型系统研究,国家重点基础研究（973）计划（2006CB705700）“分子影像关键科学技术问题的研究”子课题，2006.9-2011.8。（负责）

14.  荧光早期乳腺癌层析成像技术与诊断系统，国家高技术研究发展（863）计划（2009AA02Z413），2009.1-2011.12（组长）

15.  多模态光学分子层析中目标体光学结构的在体获取方法研究，国家自然科学基金（30970775），2010.1-2012.12。（负责）

16.  荧光-光学双模态乳腺层析成像技术及系统研究，天津市自然科学基金重点项目（10JCZDJC17300），2010.4-2013.3。（负责）

17.  面向肿瘤恶性生物学研究的小动物全身DOT/FMT混合成像先进方法，教育部高等学校博士学科点专项科研基金（20120032110056），2013.1-2015.12。（负责）

18.  面向肿瘤恶性生物学研究的小动物全身XCT/DOT/FMT多模态成像先进方法，国家自然科学基金（81371602），2014.1-2017.12。（负责）

19.  基于XCT/DOT支持的定量小动物FMT方法及集成多模态系统，天津市应用基础及前沿技术研究计划重点项目（15JCZDJC31800），2015.4-2018.3。（负责）

20.  面向视觉脑功能探测的高灵敏度与定量化近红外光谱成像关键方法，国家自然科学基金(61575140)，2016.1-2019.12。（负责）

21.  面向非黑色素瘤皮肤癌光动力治疗在体测评的动态SFD-DOT/FMT方法，国家自然科学基金(81871393)，2019.01-2022.12。（负责）

22. 采用单像素时间分辨测量的生物组织NIR-II宽场荧光断层成像，国家自然科学基金(62075156)，2021.01-2024.12。（负责）

论文、专著与专利

发表学术论文300余篇；主、参编专著教材4部；授权中国发明专利30余项。(截至2024年10月)

近5年代表性论文

1.Dongyuan Liu, Zhiyong Li, and Feng Gao, "Time-gated photon counting in both  confocal and offset configurations for cost-effective enhancement functional of near-infrared spectroscopy,” APL Photonics, Vol. 9: 096115, 2024.

2. Yihan Dong, Wenxin Bai, Limin Zhang, and Feng Gao, “A computationally 

efficient linear scheme for overlap time-gating spatial frequency domain diffuse 

optical tomography using analytical diffusion model,” Biomedical Optics 

Express, Vol. 15(6): 3654-3669, 2024.

3. Wenjing Sun, Limin Zhang, Lingxiu Xing, Zhuanxia He, Yangi Zhang, and Feng Gao,“Projected algebraic reconstructiontechnique-network for high-fidelity diffuse   fluorescencetomography reconstruction,” Journal of the Optical Society of   America, Vol. 41(6), 988-999 , 2024.

4. Yaru Zhang, Wenxing Bai, Yihan Dong, Mai Dan, Dongyuan Liu, and Feng Gao, “Deep-learning approach to stratified reconstructions of tissue absorption and 

scattering in time-domain spatial frequency domain imaging,” Journal of 

Biomedical Optics, Vol. 29(3), 036002, 2024.

5. Lingxiu Xing, Limin Zhang, Wenjing Sun, Zhuanxia He, Yanqi Zhang, and Feng Gao, “Performance enhancement of diffuse fluorescence tomography based on an    extended kalman filtering-long short term memory neural network correction          model,” Biomedical Optics Express, Vol. 15(4), 2078-2093, 2024.

6. Zhuanxia He, Limin Zhang, Lingxiu Xing, Wenjing Sun, Xiujun Gao, Yanqi            Zhang, and Feng Gao, “IR780-based diffuse fluorescence tomography for cancer     detection,” Journal of Biophtonics, Vol. 17(5): e202300493, 2024.

7. Wenxin Bai, Yihan Dong, Yaru Zhang, Ye Wu, Mai Dan, Dongyuan Liu, Feng     Gao, “Wide-field illumination diffuse optical tomography within a framework of      single pixel time-domain spatial frequency domain imaging,” Optics Express, Vol. 32(4):   6104-6120, 2024.

8. Mai Dan, Yaru Zhang, and Feng Gao, “Extended Kalman filtering for enhancing  cyclic pattern-updating scheme of single-pixel dynamic fluorescence spatial              frequency domain imaging,” Optics Letters, Vol. 48(21):   5443-5446, 2023.

9. Dongyuan Liu, Pengrui Zhang, Yao Zhang, Tieni Li, Zhiyong Li, Yujie Zheng,     Yuke Wang, Limin Zhang, and Feng Gao, “A Cost-Effective Instrument of   

Distributed Functional Near-Infrared Spectroscopy for Hyperscanning 

Real-World,”  IEEE Transactions on Instrumentation and measurement, 

Vol. 72: 4507710, 2023.

10. Dongyuan Liu, Jie Zheng, Qi Zhang, Limin Zhang, and Feng Gao, “A combined autofluorescence and diffuse reflectance spectroscopy for mucosa tissue diagnosis: Dual-distance system and data-driven decision,” Journal of Biophtonics,  Vol.   16(7): e202300086, 2023.

11. Mengyu Jia, Zhaoqi Wei, Lequan Yu, Zhiyong Yuan, and Feng Gao, “Noise 

Disentangled Single-Pixel Imaging Under Photon-Limited Conditions,” IEEE 

Transactions on Computational Imaging, Vol. 9: 594-606, 2023.

12. Yao Zhang, Dongyuan Liu, Tieni Li, Pengrui Zhang, Zhiyong Li, and Feng Gao,   “CGAN-rIRN: a data-augumented deep learning approach to accurate classification of mental Tasks for fNIRS-based brain-computer interface,” Biomedical Optics   Express, Vol. 15(6): 2934-2954, 2023.

13. Mengyu Jia, Boshuai Sun, Yuxia Wang, Feng Gao, Zhiyong Yuan, and Brian W, Pogue, “Photon-limited Cherenkov imaging of radiation therapy dose,” Optics       Letters, Vol.   48(7): 1918-1921, 2023.

14. Jie Zhang, Limin Zhang, Zongyang Liu, Yanqi Zhang, Dongyuan Liu, Mengyu   Jia, and Feng Gao, “Tikhonov regularization-based extended Kalman filter              technique for robust and accurate reconstruction in diffuse optical tomography,”       Journal of the Optical Society of America A, Vol. 40(1), 10-20, 2023.

15. Jingyi An, Qi Zhang, Limin Zhang, Chenlu Liu, Dongyuan Liu, Mengyu Jia, and Feng Gao, “Neural network-based optimization of sub-diffuse reflectance 

spectroscopy for improved parameter prediction and efficient data collection,” 

Journal of Biophotonics: e02200375, 2023.

16. Yao Zhang, Dongyuan Liu, Pengrui Zhang, Tieni Li, Zhiyong, and Feng Gao,

“Combining robust level extraction and unsupervised adaptive classification for high

accuracy fNIRS-BCI: An evidence on single-trial differentiation between mental 

arithmetic and singing-tasks,”Frontiers in Neuroscience, Vol.16: 938518, 2022.

17. Mai Dan, Weijie Song, Meihui Liu, Yaru Zhang, and Feng Gao, “Three dimensi-onal quantification of protoporphyrin IX in photodynamic therapy using SFDI/DFT: a pilot experimental validation,” Journal of Innovative Optical Health 

Sciences, Vol. 15(6): 2240008, 2022.

18. Dongyuan Liu, Pengrui Zhang, Yao Zhang, Zhiyong Li, Tieni Li, Limin Zhang,  and Feng Gao, “A deep-learning informed Kalman filtering approach to priori-free   and real-time extraction of hemodynamic response in functional near-infrared           spectroscopy,” Biomedical Optics Express, Vol.13(9): 4787-4801,2022.

19. Limin Zhang, Yingxue Pan, Zhichao Zhao, Nan Cheng, Xin Wang, Yiwen Ma,  Mengyu Jia, and Feng Gao, “Indirect and direct estimation of 2 pharmacokinetic      parameters in dynamic 3 diffuse fluorescence tomography by adaptive 4 extended   Kalman filtering,” Applied Optics, Vol. 61(22): G48-G56, 2022.

20. Yiwen Ma, Limin Zhang, Mengyu Jia, Pengfei Zhang, and Feng Gao,

“Combined multi-scale mesh and full-matrix inversion for enhancing time-domain 

breast optical tomography,” Applied Optics, Vol. 61(22): G38-G47, 2022.

21. Limin Zhang, Nan Cheng, Han Liu, Yingxue Pan, Yanqi Zhang,Feng Gao,"High-sensitivity dynamic diffuse fluorescence tomography system for fluorescence 

pharmacokinetics," Journal of Biomedical Optics, Vol. 27(4), 046002, 2022.

22. Mengyu Jia, Lequan Yu, Wenxin Bai, Pengfei Zhang, Limin Zhang, Wei Wang, 

and Feng Gao, “Single pixel imaging via unsupervised deep compressive sensing 

with collaborative sparsity in discretized space,” Journal of Biophotonics, Vol.

15(4): e202200045, 2022.

23. Jiao Li, Tingting Chen, Cong Wang, Tong Lu, Shuai Li, Biao Sun, Feng Gao,     and Vasilis Ntziacheistos, “Deep learning-based quantitative optoacoustic 

tomography of deep tissues in the absence of labeled experimental data,” Optica, 

Vol. 9(1): 32-41, 2022.

24. Hang Yuan, Pengfei Zhang, and Feng Gao, “Compressive confocal Raman 

hyperspectral imaging using randomly interleaved scattering projection,” Optica, 

Vol.  8(11): 1462-1470, 2021.

25. Lin Zhang, Huijuan Zhao, Zhongxing Zhou, Mengyu Jia, Limin Zhang, Jingying Jiang, and Feng Gao, “Improving spatial resolution with edge enhancement   model for low-dose propagation-based X-ray phase-contrast Computed tomography,”        Optics Express, Vol. 29(23): 37399-37417, 2021.

26. Dongyuan Liu, Yao Zhang, Lu Bai, Pengrui Zhang, and Feng Gao, “Combining   Two-layer Semi-three-dimensional Reconstruction and Multi-wavelength Image 

Fusion for Functional Diffuse Optical Tomography,” IEEE Transactions on 

Computational Imaging, Vol.7: 1055-1068, 2021.

27. Mai Dan, Meihui Liu, Wenxing Bai, and Feng Gao, “Profile-based intensity and frequency corrections for single-snapshot spatial frequency domain imaging,”         Optics Express, Vol. 29(9): 12833-12848, 2021.

28. Tong Lu,Yihan Wang, Jiao Li, Jaya Prakash,Feng Gao, and Vasilis Ntziachristos, “Full-frequency correction of spatial impulse response in back-projection scheme 

using space-variant   filtering for optoacoustic mesoscopy,” Photoacoustics, Vol. 

19: 100193, 2020.

29. Bingyuan Wang, Yao Zhang, Dongyuan Liu, Tiantian Pan, Yang Liu, Lu Bai , 

Zhongxing Zhou, Jingying Jiang, and Feng Gao, “Joint direct estimation of 

hemodynamic response function and activation level in high density brain functional diffuse optical tomography,” Biomedical Optics Express,   Vol. 11(6): 3025-3042, 2020.

30.  Jinbin Xie, Xiangdong He, Limin Zhang, Jiao Li, Zhuanping Qin, and Feng      Gao,   “Diffuse correlation spectroscopy towards dynamic topography of blood flow index in deep tissues: a multi-channel system and experiment validation,” Infrared Physics & Technology, 107: 103298, 2020.

专著与教材

1.   徐可欣、高峰、赵会娟 著，《生物医学光子学》，北京：科学出版社，

2007。

2.   徐可欣、高峰、赵会娟 著，《生物医学光子学》（第二版），北京：科学出版社，2011。

3. Feng   Gao,“Chapter 3 Diffuse Optical Tomography：Methodology and 

Instrumentation”, in Molecular Imaging - Fundamentals and Applications,   

Jie Tian Ed., Berlin: Springer-Verlag, 2011.

4.   骆清铭、张镇西（主编）、高峰、廖新华（副主编）,《生物医学光子学》，北京：人民卫生出版社，2018。(ISBN   978-7-03-019890-7)

授权专利

1. 高峰、马艺闻、赵会娟、张丽敏、和慧园，“面向小动物分子成像的时域荧光扩散层析系统”，中国发明专利，专利号：ZL200810052363.4，授权日：2011-04。

2.   高峰、赵会娟、侯少华，“基于数字锁相解复用的多通道单光子计数系统”，中国发明专利，专利号：ZL201010161237.X, 授权日：2011-09。

3.      高峰、李娇、张丽敏、赵会娟，“重构混浊介质光学参数的时间分辨测量系统和方法”， 中国发明专利，专利号：ZL200910069698.1，授权日：

2011-12。

4.      高峰、李娇、赵会娟、张丽敏、周仲兴、张伟、易茜，“仿CT扫描模式多光谱时域荧光层析测量系统”，中国发明专利，专利号：ZL 201010167623.X，授权日：2011-06。

5.      高峰、杨芳、范颖、赵会娟，“光学乳腺成像用固态仿体制作方法”，中国发明专利，专利号：ZL201010603222.4，授权日：2012-07。

6.      高峰、武林会、张伟、卢奕名、陈玮婷、赵会娟，“一种多通道时域荧光层析成像系统标定方法”，中国发明专利，专利号：ZL20111 0429084.7，授权日：2013-07。

7.      高峰、王欣、李娇、赵会娟，“光子计数型动态扩散荧光断层成像方法与装置”，中国发明专利，专利号：ZL201110438805.0，授权日：2013-07。

8.      高峰、陈琛、朱苹苹、李娇、赵会娟，“混沌介质光学参数的多波长空间分辨锁相测量方法与装置”，中国发明专利，专利号：ZL201110398077.5，授权日：2014-07。

9.      高峰、张伟、武林会、李娇、马文娟、周仲兴、张丽敏、赵会娟，“荧光-光学联合断层成像系统及测量方法”，中国发明专利，专利号：ZL201210408665.7，授权日：2014-11。

10.   高峰、万文博、李峰辉、赵会娟，“光子计数型多通道时间分辨荧光免疫分析系统及计数方法”，中国发明专利，专利号：ZL201310694918.6，申请日：2013-12-11，授权日：2016-02-24。

11.   高峰、王兵元，“一种组织体局部血氧饱和度变化量拓扑成像装置和方法”，中国发明专利，专利号：ZL201410415831.5，申请日期：2014-08-21，授权日：2017-01-18。

12.   高峰、万文博、赵会娟，“基于XCT图像非刚度配准的目标鼠解剖结构图谱获取方法”, 中国发明专利，专利号：ZL201510259870.5，申请日：2015-05-20，授权日：2017-11-06。

13.   高峰、李同心、赵会娟、陈玮婷、戚彩霞，“一种基于漫反射率测量的空间频率域成像装置及方法”，中国发明专利，专利号：ZL201510795660.8，申请日：2015-11-18，授权日：2018-03-09。

14.   高峰、张雁琦、王欣、张丽敏、赵会娟，“面向荧光剂药代动力学成像的动态仿体设计方法”，中国发明专利，专利号：ZL201610148447.2，申请日：2016-03-15，授权日：2018-08-07。

15.   高峰、陈玮婷、赵会娟、李同心、戚彩霞，“一种基于空间频域测量的均匀组织体光学参数重建方法”，中国发明专利，专利号：ZL201610137234.X，申请日：2016-03-10，授权日：2018-08-07。

16.   高峰、王欣、张雁琦、张丽敏、赵会娟，“螺旋离散扫描式荧光剂药代动力学参数直接成像方法”，中国发明专利，专利号：ZL201610137371.3，申请日：2016-03-10，授权日：2019-05-14。

17.   高峰、丁雪梅、贺捷、王兵元、刘东远、周仲兴、赵会娟，“ 一种用于近红外光谱脑功能成像仪器的自动强度调节光源系统” ，中国发明专利，专利号：ZL201711382497.8，申请日：2017-12-19，授权日：2020-10-23。

18.   高峰、贺捷、丁雪梅、丁号、赵会娟，“基于全并行锁相光子计数检测模式的NIRS脑功能成像系统”， 中国发明专利，专利号：ZL201710466642.4，申请日：2017-6-18，授权日：2020-11-10。

19.   高峰、王佳玉、刘立臣、张琪、刘东远， “快速诊断宫颈癌的亚扩散组织域空间分辨光学测量系统” ，中国发明专利，专利号：ZL202010224490.9，申请号：202010224490.9，申请日：2020-03-26 ，授权日：2021-11-02。

20.   高峰、但迈、刘美慧，“面向空间频域测量的动态单像素成像及退化图像复原方法”，中国发明专利，专利号：ZL202111193686.7，申请日：2021-10-13 ，授权日：2023-10-17。

21.   高峰、张仕瑞，“一种基于浮动切割的肺结节深度学习分类方法”，专利号：ZL202010255922.2，申请日：2020-4-2，授权日：2022-9-16。

高峰、张鹏睿、刘东远，“一种面向超扫描应用的分布式fNIRS脑功能成像系统”，专利号：ZL202211459564.2，申请日：2022-12-11，授权日：

2024-09-12。

奖励、荣誉和学术兼职

1. 陕西省科技进步三等奖(1992)。

2. 中国科学院科技进步三等奖(1993)。

3. 日本机械学会(JSME)赏(2004)。

4. 第五届《天津大学学报》自然科学版编委(2011- )。

5. 《Biomedical Optics Express》(JCR 2区), Associate Editor (2017-).

6. BME Frontiers, Associate Editor (2021-).

《光学学报》(网络版)，编委（2024）

7. 中国生物医学工程学会理事(2023-)、生物医学测量分会副主任委员

(2012- )。

8. 中国光学学会、生物医学光子学专业委员会副主任委员(2015-)。

9. 国家科学技术奖（药物与生物医学工程组）评审委员(2005、2006、2008、

2009、2013)。

10. 天津市生物医学检测技术与仪器重点实验室主任(2010- )。

11. 天津市特聘教授(2004–2008)。

12. 天津医科大学生物医学工程学科兼职教授。(2018-)