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时间:2021年12月29日 来源:

在体光纤成像记录系统在成像速度和分辨率方面还存很多不足。在成像系统的传输矩阵测试阶段,必须采用SLM 实现相位调制,而SLM 器件的响应速度比较低,帧率只能达到几百赫兹,一些特殊的器件可以达到20 kHz,但对于像素为100pixel×100pixel的成像区域进行逐点成像,成像速率只能达到2 frame/s,在实际应用中有很大的局限性。SLM 器件的光效率较低,体积较大,不利于系统集成和结构微型化。单光纤成像系统需要预先测定光纤的传输特性(即光纤传输矩阵),而传输矩阵会受光纤形态(如弯曲、压力和温度)的影响。如果光纤在使用过程中受到外界的扰动,那么传输矩阵会发生变化,对成像产生较大影响。在体光纤成像记录同时不受外界光纤干扰。东莞在体实时监测影像光纤网站

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在体光纤成像记录分辨率和对比度是成像质量的重要组成部分,分辨率指成像系统所能重现的被测物体细节的数量,对比度则是成像系统所产生的被测物体与其背景之间的灰度差别。摄像头、镜头和灯光是决定分辨率和对比度的重要因素。成像系统所需较小像素分辨率可由下式计算:较小分辨率=(物件较长端长度/较小特征尺寸)×2以条形码为例,假如较长端长度为60mm,较小特征尺寸是0.2mm,那么根据上式可算出其较小分辨率应该是(60/0.2)×2=600镜头焦距是分辨率另一种表现形式。东莞在体实时监测影像光纤网站在体光纤成像记录光源的发光强度随深度增加而衰减。

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在体光纤成像记录的目的是实时检测细胞的活性变化。基于钙离子浓度变化的荧光成像技术被较多用来记录神经元活性。在体光纤记录方法与传统的在体电生理记录方法有着不同的特点,光纤记录因其稳定、方便、易上手而应用较多。首先,将荧光蛋白表达在特定类型的神经元中,光纤记录可以实现细胞类型特异性的活性检测,而用电生理记录的方法记录特定类型的神经元的活性比较困难。其次,电生理记录容易受到环境中的电信号以及动物的行为动作影响,而光纤记录相对来说有着较强的抗干扰性能。然后,光纤记录相对稳定,可以很容易实现长时程的活性检测,例如动物的整个学习过程,而利用电生理记录实现起来则相对困难。较后,光纤记录用神经元群体的荧光强度变化来表征神经元整体的活性变化,不能反映单个神经元的活性,而电生理记录则能够检测到单个神经元的活性,具有更高的空间分辨率。

光纤成像技术具有损耗低、成本低等优势,因此,光纤成像技术较多应用于生物医学、激光技术等领域。早期的光纤成像系统采用多根单模光纤组成的光纤束收集图像,每一根单模光纤用于收集一个像素点的图像。包含较多的单模光纤,导致光纤束的直径较大,因此,为了提高光纤成像系统的微型化程度,可以将光纤成像系统中的光纤束替换为单根多模光纤。现有技术中的光纤成像系统仍包含多根多模光纤,若待成像物体所处环境的空间较窄,例如,待成像物体所处环境为血管,支气管等,可能会导致该光纤成像系统中的多根多模光纤无法进入待成像物体所处环境,也就无法获取到待成像物体的图像,导致光纤成像系统的适用范围较窄。在体生物发光成像不需要外部光源激发。

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在体光纤成像记录技术是在散射介质(或称为随机介质)成像的基础上发展起来的,在散射介质成像系统中,光经过强散射介质时,由于介质的随机性或不均匀性,光发生散射后在输出端形成散斑。当光经过光纤时,多模光纤中不同模式的光产生随机的相位延迟或者模间耦合导致光散射的产生,所以,单光纤成像和散射介质成像的机理既有关联,又有一定的区别。单光纤成像可以看做是散射介质成像技术的一个特例,光纤也被看做是一种特殊的散射介质。 经过近十年的研究和发展,单光纤成像技术在成像机理、成像质量和应用研究等方面都取得了长足的进步,这一技术为超细内窥镜技术的发展提供了新的方向,也使内窥镜在一些新的领域得到应用成为可能。 实时观测动物在进行复杂行为时的神经投射活动。东莞在体实时监测影像光纤网站

在体光纤成像记录实现了人类追求绿色健康的梦想。东莞在体实时监测影像光纤网站

在体光纤成像记录的根本缺点是光的组织穿透率低。由于吸收和散射,荧光发射的可见光谱中的光只能穿透几百微米的组织。这个问题限制了大多数光学方法在小动物或人类表面结构研究中的应用。使用近红外光谱能够提高信号的组织穿透能力,并能降低了组织的自体荧光。在体外将荧光探针与细胞共孵育后注射入体内,用规定波长的光激发荧光探针,较后用高灵敏度的摄像机记录发射的光子。有机荧光染料价格低廉,毒性可控,但当观察时间较长时,容易发生光漂白。量子点具有高度的光稳定性,有望代替传统荧光探针。但由于大多数量子点都含有镉,限制了其临床应用。东莞在体实时监测影像光纤网站

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