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谐波光学层析成像技术可以对非均匀样品进行三维成像

2020-7-22 21:22| 发布者: 前途无量| 查看: 543| 评论: 0

摘要: 伊利诺伊州,香槟,谐波光学层析成像(HOT)是一种新的成像技术,该技术用于成像微观、非线性和非均匀物体。它利用全息信息生成样品的三维图像。这是伊利诺伊大学厄本那-香槟分校贝克曼高级科学技术研究所和科罗拉多 ...

伊利诺伊州,香槟,谐波光学层析成像(HOT)是一种新的成像技术,该技术用于成像微观、非线性和非均匀物体。它利用全息信息生成样品的三维图像。这是伊利诺伊大学厄本那-香槟分校贝克曼高级科学技术研究所和科罗拉多州立大学研究人员合作的结果。

加布里埃尔·波佩斯库教授说:“我们的实验室专门利用全息数据来研究活细胞和组织。我们希望通过结合全息数据和新的物理模型,将这项技术扩展到非线性样品中。”HOT技术干涉测量了复杂的谐波场,并使用散射逆模型重建了有害物质的三维分布。

研究人员首先通过开发理论模型来描述如何对组织成像。他们发现当样品被弥散、离焦的激光照射时,会产生3D成像。为了收集数据,科罗拉多州立大学的研究人员设计并制造了一种定制的高功率激光器。使用计算成像算法重建数据。


研究人员使用了两种类型的样品来测试和证明HOT原理——一种是用于产生非线性信号的制造晶体,另一种是肌肉组织样本。虽然实验是基于二阶非线性材料,但实验结果表明,该方法适用于任何相干非线性过程。据研究人员说,实验结果表明这种新的光学层析成像技术验证了实验预测。

用标准技术(左)和谐波光学断层扫描(右)对小鼠肌肉进行成像。新技术在揭示组织结构方面更为有效。图片由加布里埃尔·波佩斯库/伊利诺伊大学香槟分校提供。


CSU的研究人员杰夫·菲尔德说:“这种新型的层析成像技术对于目前依靠二维图像了解胶原纤维取向的广泛研究非常有价值,这些研究已经被用作多种癌症类型的患者”。

伊利诺伊州工程学院前教授、现任布朗大学工程学院教授Kimani Toussant说“与传统的激光扫描显微镜不同,HOT的另一个好处是它的速度使其不易受到振动和不必要的显微镜漂移的影响,从而使图像更清晰,可重复性更高

这项研究已经发表在《自然光子学》上(www.doi.org/10.1038/s41566-020-0638-5).


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