南通腦立體定位單光纖成像技術(shù)方案

在體光纖成像記錄的優(yōu)點(diǎn)及應(yīng)用：低能量、無輻射、對(duì)信號(hào)檢測(cè)靈敏度高、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)標(biāo)記的生物體內(nèi)細(xì)胞活動(dòng)和基因行為被較多應(yīng)用于監(jiān)控轉(zhuǎn)基因的表達(dá)、基因療于、染上的進(jìn)展、壞掉的的生長和轉(zhuǎn)移、系統(tǒng)移植、毒理學(xué)、病毒染上和藥學(xué)研究中?？梢姽獬上竦闹饕秉c(diǎn)：二維平面成像、不能對(duì)的定量。具有標(biāo)記的較多性，有關(guān)生命活動(dòng)的小分子、小分子藥物、基因、配體、抗體等都可以被標(biāo)記；對(duì)于淺部組織和深部組織都具有很高的靈敏度可獲得斷層及三維信息，實(shí)現(xiàn)較精確的定位。在體光纖成像記錄通過一次成像就可獲取整個(gè)圖像。南通腦立體定位單光纖成像技術(shù)方案

在體光纖成像記錄熒光素酶的每個(gè)催化反應(yīng)只產(chǎn)生一個(gè)光 子 , 通常肉眼無法直接觀察到, 而且光子在強(qiáng)散射性的生物組織中傳輸時(shí), 將會(huì)發(fā)生吸收、 散射、 反射、 透射等大量光學(xué)行為 。 因此，必須采用高 靈敏度的光學(xué)檢測(cè)儀器（ 如CCD camera）采集并定量檢測(cè)生物體內(nèi)所發(fā)射的光子數(shù)量, 然后將其轉(zhuǎn)換成圖像， 在體生物發(fā)光成像中的發(fā)光光譜范圍通常為可見光到 近紅外光波段, 哺乳動(dòng)物體內(nèi)血紅蛋白主要吸收可見光, 水和脂質(zhì)主要吸收紅外線, 但對(duì)波長為 590~1500nm的紅光至近紅外線吸收能力則較差， 因此, 大部分波長超過600nm的紅光, 經(jīng)過散射、吸收后能夠穿透哺乳動(dòng)物組織, 被生物體外的高靈敏光學(xué)檢測(cè)儀器探測(cè)到, 這是在體生物發(fā)光成像的理論基礎(chǔ)。南通腦立體定位單光纖成像技術(shù)方案在體光纖成像記錄的工作原理是將光源入射的光束經(jīng)由光纖送入調(diào)制器。

在體光纖成像記錄與可見分光光度計(jì)相比，紫外可見分光光度計(jì)有什么不同？這兩個(gè)方面都可以區(qū)分，相信這一問題是困擾著許多剛接觸實(shí)驗(yàn)儀器，但對(duì)這兩種儀器都沒有深入了解，沒有人去指導(dǎo)學(xué)習(xí)的朋友，儀器分析波長范圍不一樣。紫外線-可見光度計(jì)是在200-1000納米之間，其中紫外光譜是200-330納米，可見光譜為330-800納米，近紅外光譜為800-1000納米。儀器分析物質(zhì)也不同，紫外光譜多分析有機(jī)物，可見光譜多分析無機(jī)物，當(dāng)然也不完全是這樣，但有機(jī)物吸收敏感點(diǎn)大多在紫外光譜區(qū)，而無機(jī)物的吸收敏感點(diǎn)位于可見光譜區(qū)。

研制小動(dòng)物三維在體光纖成像記錄，該成像設(shè)備以雙光子激發(fā)成像模態(tài)為中心，有機(jī)融合光片照明顯微成像模態(tài)，從細(xì)胞分子、結(jié)構(gòu)圖譜和功能回路多個(gè)層面系統(tǒng)多方面地提供生物體的神經(jīng)回路信息。圍繞小動(dòng)物三維在體神經(jīng)回路成像設(shè)備研制這一中心目標(biāo)，將會(huì)涉及到成像設(shè)備、圖像算法、軟件平臺(tái)、驗(yàn)證評(píng)價(jià)以及生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用等多方面研究。從生物體在體神經(jīng)回路深層和快速的成像要求出發(fā)，研制有機(jī)融合多光子深層激發(fā)成像模態(tài)和光片照明快速掃描顯微成像模態(tài)于一體的小動(dòng)物三維在體神經(jīng)回路成像設(shè)備，研發(fā)適用于快速動(dòng)態(tài)神經(jīng)回路成像的影像信息處理與分析平臺(tái)，建立小動(dòng)物三維在體神經(jīng)回路成像設(shè)備的醫(yī)學(xué)生物驗(yàn)證評(píng)價(jià)體系，開展小動(dòng)物預(yù)臨床生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用研究，為小動(dòng)物腦疾病模型在體神經(jīng)回路的機(jī)理研究提供成像方法和工具。在體光纖成像記錄可以達(dá)到很高的分辨率。

在體光纖成像記錄系統(tǒng)在成像速度和分辨率方面還存很多不足。在成像系統(tǒng)的傳輸矩陣測(cè)試階段，必須采用SLM 實(shí)現(xiàn)相位調(diào)制，而SLM 器件的響應(yīng)速度比較低，幀率只能達(dá)到幾百赫茲，一些特殊的器件可以達(dá)到20 kHz，但對(duì)于像素為100pixel×100pixel的成像區(qū)域進(jìn)行逐點(diǎn)成像，成像速率只能達(dá)到2 frame/s，在實(shí)際應(yīng)用中有很大的局限性。SLM 器件的光效率較低，體積較大，不利于系統(tǒng)集成和結(jié)構(gòu)微型化。單光纖成像系統(tǒng)需要預(yù)先測(cè)定光纖的傳輸特性(即光纖傳輸矩陣)，而傳輸矩陣會(huì)受光纖形態(tài)(如彎曲、壓力和溫度)的影響。如果光纖在使用過程中受到外界的擾動(dòng)，那么傳輸矩陣會(huì)發(fā)生變化，對(duì)成像產(chǎn)生較大影響。在體光纖成像記錄要求共聚焦系統(tǒng)具有較高的靈敏度。溫州鈣熒光神經(jīng)元活動(dòng)記錄技術(shù)

在體光纖成像記錄不需要掃描器件。南通腦立體定位單光纖成像技術(shù)方案

根據(jù)在體光纖成像記錄成像方式的不同, 在體生物發(fā)光成像主要有生物發(fā)光成像,和生物發(fā)光斷層成像兩種。其中,輸出是二維圖像, 即生物體外探測(cè)器上采集的光學(xué)信號(hào)，其原理簡單、 使用方便快捷, 適用于 定性分析及簡單的定量計(jì)算, 但無法獲得生物體內(nèi)發(fā)光光源的深度信息, 難以實(shí)現(xiàn)光源的準(zhǔn)確定位。 而成像系統(tǒng)則利用 多個(gè)生物體外探測(cè)器上采集的光學(xué)信號(hào), 根據(jù)斷層成像的原理, 采用特定的 反演算法 ，得到活的物體小動(dòng)物體 內(nèi)發(fā)光光源的精確位置信息。目前, BLT的光源定位和生物組織光學(xué)特性參數(shù)的反演問題 已經(jīng)成為國內(nèi)外在體生物光學(xué)成像研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一, 但還限于于實(shí)驗(yàn)室研究階段, 沒有達(dá)到臨床實(shí)驗(yàn)的階段, 所 以尚未有成熟的成像系統(tǒng)。南通腦立體定位單光纖成像技術(shù)方案

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