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研究人员借助新的高分辨率技术以窥探内部组织

2020-12-5 07:46| 发布者: vantsing| 查看: 332| 评论: 0

摘要: 研究员Jeroen Kalkman站在他的新成像装置旁边图片来源:代尔夫特工业大学光学成像领域的挑战之一是以高分辨率可视化组织内部。传统方法可以让研究人员观察到大约1毫米的深度。代尔夫特理工大学的研究人员现在已经开 ...

研究员Jeroen Kalkman站在他的新成像装置旁边

图片来源:代尔夫特工业大学

光学成像领域的挑战之一是以高分辨率可视化组织内部。传统方法可以让研究人员观察到大约1毫米的深度。代尔夫特理工大学的研究人员现在已经开发出一种新方法,该方法可以穿透多达四倍的深度,达到约4毫米。 未来,特别是医疗行业可能会从这项新技术中受益。

新的成像方法汇集了许多现有技术。其中最重要的是光学相干断层扫描(OCT),这是眼科医生用来对视网膜成像的技术。OCT与声波超声类似,但是使用的是光而不是声波,同时具有更高的分辨率。利用反射的光波中包含的信息,通过相应的算法可以创建组织的横截面。

与普通的OCT扫描不同,代尔夫特研究人员不使用反射光来成像,而是直接将光穿过组织,在组织的另一面,用传感器再次捕获它。研究人员可以看到哪一束光何时到达。TU Delft的研究员Jeroen Kalkman解释说:由于组织的散射,传播较长时间的光到达检测器的时间相对较晚。” “通常,这会导致生成的图像模糊。但是,通过查看到达时间,我们可以将散射光与直接穿过样品的光分离开来。借助到达较早的光,我们可以生成清晰的图像。

为了制作物体的横截面,即所谓的断层图,研究人员使用了计算机断层扫描中已知的技术,其中最著名的例子就是CT扫描。这涉及测量从许多不同角度和位置穿过物体的X射线的投影,” Kalkman说。然后,您可以使用计算机将所有这些不同的投影连接在一起,从而创建三维图像。我们做的是相同的事情,只不过用的是光而已。

为了弄清他们的技术有多强大,研究人员在死掉的斑马鱼上进行了测试,这些斑马鱼是通过伊拉斯姆斯MC公司正在进行的研究获得的。发现最大穿透深度约为4毫米,与OCT中的当前反射方法相比,提高了4倍。另外,通过观察光的强度和到达时间,可以以更高的对比度描绘斑马鱼器官。Kalkman说:我们已经与整个研究团队一起研究了将近十年,现在我们终于完成了,这是令人异常激动的。

将来,新的代尔夫特技术可能会获得有关某些疾病的更有价值的信息。Kalkman说:使用我们的方法,我们将能够随着时间的推移非常精确地跟踪这种疾病的发展。” “通过这种方式,我们可以研究药物或相反地对组织有潜在毒性的物质的作用。这样做可以为我们提供有用的见解,最终可以导致更好的治疗或更好的保护。

新方法的另一个应用是活组织检查的分析,活组织检查是医生从患者那里获取的用于分析的小块人体组织。目前,实验室通常在活检组织上添加荧光标记,或者将它们切成小薄片,并使用光学清除技术使它们更加透明,” Kalkman说。这会需要很长时间,并且在此过程中活检可能会变形。我们希望我们的技术能够以三维形式对活检成像,从而帮助医生做出更准确的诊断。

探索更多3-D optical biopsies within reach thanks to advance in light field technology

     更多信息:深层无标签定量光学层析成像,Jelle van der HorstAnna K. TrullJeroen KalkmanOptica

     www.osapublishing.org/optica/f … -7-12-1682&id=444004

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