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。偏振是实现在体光纤成像记录的关键特性之一。常州在体实时监测影像光纤服务公司
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。合肥在体影像光纤在体光纤成像记录用神经元群体的荧光强度。
在体光纤成像记录相干断层扫描的局限性是单能扫描生物组织表面下1-2毫米的深度。这是由于深度越大,光线无散射的射出表面的比例就越小,以至于无法检测到。但是在检测过程中不需要样品制备过程,成像过程也不需要接触被成像的组织。更重要的是,设备产生的激光是对人眼安全的近红外线,因此几乎不会对组织造成伤害。使用光学反向散射或后向反射的测量成像组织的内部横截面微结构,像在体外在人的视网膜上,并在一个其他的病因斑块在透明,弱散射介质和不透明的。
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。 在体光纤成像记录检测荧光信号的微弱变化。
在体光纤成像记录的优点可以非侵入性,实时连续动态监测体内的各种生物学过程,从而可以减少实验动物数量,及降低个体间差异的影响;由于背景噪声低,所以具有较高的敏感性;不需要外源性激发光,避免对体内正常细胞造成损伤,有利于长期观察;此外还有无放射性等其他优点。然而生物发光也有自身的不足之处:例如波长依赖性的组织穿透能力,光在哺乳动物组织内传播时会被散射和吸收,光子遇到细胞膜和细胞质时会发生折射,而且不同类型的细胞和组织吸收光子的特性也不尽相同,其中血红蛋白是吸收光子的主要物质;由于是在体外检测体内发出的信号,因而受到体内发光源位置及深度影响;另外还需要外源性提供各种荧光素酶的底物,且底物在体内的分布与药动力学也会影响信号的产生;由于荧光素酶催化的生化反应需要氧气、镁离子及 ATP 等物质的参与,受到体内环境状态的影响。在体光纤成像记录为实现成像,需要将光束聚焦成很小的光点。常州在体实时监测影像光纤服务公司
在体光纤成像记录其他行为学实验(摄像拍摄,奖励设备等)同步时间标记。常州在体实时监测影像光纤服务公司
根据在体光纤成像记录成像方式的不同, 在体生物发光成像主要有生物发光成像,和生物发光断层成像两种。其中,输出是二维图像, 即生物体外探测器上采集的光学信号,其原理简单、 使用方便快捷, 适用于 定性分析及简单的定量计算, 但无法获得生物体内发光光源的深度信息, 难以实现光源的准确定位。 而成像系统则利用 多个生物体外探测器上采集的光学信号, 根据断层成像的原理, 采用特定的 反演算法 ,得到活的物体小动物体 内发光光源的精确位置信息。目前, BLT的光源定位和生物组织光学特性参数的反演问题 已经成为国内外在体生物光学成像研究的重点和难点之一, 但还限于于实验室研究阶段, 没有达到临床实验的阶段, 所 以尚未有成熟的成像系统。常州在体实时监测影像光纤服务公司