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用于體內(nèi)成像的無(wú)透鏡熒光顯微鏡

顯微鏡在生命科學(xué)領(lǐng)域是一種無(wú)處不在的工具,它們的應(yīng)用已經(jīng)擴(kuò)展到了臨床實(shí)踐中。通過(guò)顯微鏡,醫(yī)生可以對(duì)眼睛展開(kāi)檢查,檢查組織是否有癌癥跡象,并借助其進(jìn)行手術(shù)。但是,顯微鏡體積龐大,無(wú)法使用它們對(duì)身體內(nèi)部的很多區(qū)域進(jìn)行成像;而且,光學(xué)鏡頭無(wú)法同時(shí)提供完美的大視場(chǎng)和高分辨率。

為了克服這些障礙,來(lái)自萊斯大學(xué)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出了一種根本不使用任何透鏡的顯微鏡:該顯微鏡尺寸非常小,可以附著在內(nèi)窺鏡頂端,從而被用作植入物植入體內(nèi),以便長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)大腦活動(dòng)以及執(zhí)行其它由于現(xiàn)有顯微鏡龐大尺寸而未進(jìn)行嘗試的應(yīng)用。

萊斯大學(xué)團(tuán)隊(duì)研發(fā)的廣域視角熒光顯微鏡可以集中在幾立方毫米的體積上,同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)微米級(jí)的成像細(xì)節(jié)。此外,還可以通過(guò)增加傳感器的尺寸進(jìn)而增加廣域視角的大小。由于所使用的傳感器是傳統(tǒng)的互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)檢測(cè)器,所以這一切都不是問(wèn)題。

為了能夠形成清晰、高質(zhì)量的圖像,該設(shè)備依賴于“振幅光罩”,這似乎是一個(gè)精確設(shè)計(jì)的衍射光柵。傳感器捕獲通過(guò)“振幅光罩”的光線,該光線看起來(lái)與正在成像的對(duì)象完全不同。為了形成最終圖像,需要通過(guò)涉及“振幅光罩”的算法將成像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成高分辨率圖像。

由于該設(shè)備在距離顯微鏡一定距離范圍內(nèi)生成聚焦圖像,因此可以在幾立方毫米的體積內(nèi)創(chuàng)建3D影像。

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