東莞腦立體定位影像光纖方案

在體光纖成像記錄在軟組織傳播而成像，由于無輻射、操作簡單、圖像直觀、價(jià)格便宜等優(yōu)勢(shì)在臨床上較多應(yīng)用。在小動(dòng)物研究中，由于所達(dá)到組織深度的限制和成像的質(zhì)量容易受到骨或軟組織中的空氣的影響而產(chǎn)生假象。所以超聲不像其他動(dòng)物成像技術(shù)那樣應(yīng)用較多，應(yīng)用主要集中在生理結(jié)構(gòu)易受外界影響的膀胱和血管，此外小動(dòng)物超聲在轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的產(chǎn)前發(fā)育研究中有很大優(yōu)勢(shì)。隨著分子生物學(xué)及相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，各種成像技術(shù)應(yīng)用更較多，成像系統(tǒng)要求能對(duì)的定量、分辨率高、標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)字化、綜合性、在系統(tǒng)中對(duì)分子活動(dòng)敏感并與其他分子檢測(cè)方式互相補(bǔ)償及整合。與此同時(shí)，作為動(dòng)物顯像的技術(shù)平臺(tái)，動(dòng)物成像技術(shù)將在生命科學(xué)、醫(yī)藥研究中發(fā)揮著越來越重要的作用。在體光纖成像記錄成像系統(tǒng)是典型的在體熒光成像系統(tǒng)。東莞腦立體定位影像光纖方案

在體光纖成像記錄的根本缺點(diǎn)是光的組織穿透率低。由于吸收和散射，熒光發(fā)射的可見光譜中的光只能穿透幾百微米的組織。這個(gè)問題限制了大多數(shù)光學(xué)方法在小動(dòng)物或人類表面結(jié)構(gòu)研究中的應(yīng)用。使用近紅外光譜能夠提高信號(hào)的組織穿透能力，并能降低了組織的自體熒光。在體外將熒光探針與細(xì)胞共孵育后注射入體內(nèi)，用規(guī)定波長的光激發(fā)熒光探針，較后用高靈敏度的攝像機(jī)記錄發(fā)射的光子。有機(jī)熒光染料價(jià)格低廉，毒性可控，但當(dāng)觀察時(shí)間較長時(shí)，容易發(fā)生光漂白。量子點(diǎn)具有高度的光穩(wěn)定性，有望代替?zhèn)鹘y(tǒng)熒光探針。但由于大多數(shù)量子點(diǎn)都含有鎘，限制了其臨床應(yīng)用。十堰腦立體定位光纖成像記錄技術(shù)在體光纖成像記錄整機(jī)一體化，輕巧便攜。

研制小動(dòng)物三維在體光纖成像記錄，該成像設(shè)備以雙光子激發(fā)成像模態(tài)為中心，有機(jī)融合光片照明顯微成像模態(tài)，從細(xì)胞分子、結(jié)構(gòu)圖譜和功能回路多個(gè)層面系統(tǒng)多方面地提供生物體的神經(jīng)回路信息。圍繞小動(dòng)物三維在體神經(jīng)回路成像設(shè)備研制這一中心目標(biāo)，將會(huì)涉及到成像設(shè)備、圖像算法、軟件平臺(tái)、驗(yàn)證評(píng)價(jià)以及生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用等多方面研究。從生物體在體神經(jīng)回路深層和快速的成像要求出發(fā)，研制有機(jī)融合多光子深層激發(fā)成像模態(tài)和光片照明快速掃描顯微成像模態(tài)于一體的小動(dòng)物三維在體神經(jīng)回路成像設(shè)備，研發(fā)適用于快速動(dòng)態(tài)神經(jīng)回路成像的影像信息處理與分析平臺(tái)，建立小動(dòng)物三維在體神經(jīng)回路成像設(shè)備的醫(yī)學(xué)生物驗(yàn)證評(píng)價(jià)體系，開展小動(dòng)物預(yù)臨床生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用研究，為小動(dòng)物腦疾病模型在體神經(jīng)回路的機(jī)理研究提供成像方法和工具。

在體光纖成像記錄增大視場(chǎng)可以提高成像光譜儀的工作效率,大視場(chǎng)寬覆蓋是下一代成像光譜儀的發(fā)展趨勢(shì)。視場(chǎng)增大通常會(huì)導(dǎo)致遙感器質(zhì)量和體積的增加,如何在獲得大視場(chǎng)的同時(shí)具有小型化與輕量化的結(jié)構(gòu)是每個(gè)成像光譜儀設(shè)計(jì)者應(yīng)該權(quán)衡的問題。為了突破成像光譜儀質(zhì)量與體積對(duì)視場(chǎng)的限制,提出使用光纖傳像束代替色散型成像光譜儀中的狹縫來鏈接望遠(yuǎn)鏡和光譜儀組成光纖成像光譜儀。利用線列光纖傳像束柔軟可拆分的特點(diǎn),將望遠(yuǎn)鏡的線性大視場(chǎng)拆分為若干個(gè)小視場(chǎng),將它們折疊分離放置于光譜儀物面上,經(jīng)過光譜儀分光成像至同一焦平面上。有關(guān)生命活動(dòng)的小分子在體光纖成像記錄等都可以被標(biāo)記。

在體光纖成像記錄和傳統(tǒng)的體外成像或細(xì)胞培養(yǎng)相比有著明顯優(yōu)點(diǎn)。首先，在體光纖成像記錄能夠反映細(xì)胞或基因表達(dá)的空間和時(shí)間分布，從而了解活的物體動(dòng)物體內(nèi)的相關(guān)生物學(xué)過程、特異性基因功能和相互作用。由于可以對(duì)同一個(gè)研究個(gè)體進(jìn)行長時(shí)間反復(fù)查看成像，既可以進(jìn)步數(shù)據(jù)的可比性，避免個(gè)體差異對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的可影響，又不需要?dú)⑺滥Ｊ絼?dòng)物，節(jié)省了大筆科研用度。第三，尤其在藥物開發(fā)方面，在體光纖成像記錄更是具有劃時(shí)代的意義。根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，由于進(jìn)進(jìn)臨床研究的藥物中大部分由于安全題目而終止，導(dǎo)致了在臨床研究中大量的資金浪費(fèi)。在體光纖成像記錄和散射介質(zhì)成像的機(jī)理既有關(guān)聯(lián)。東莞腦立體定位影像光纖方案

將使科學(xué)家能夠控制在體光纖成像記錄。東莞腦立體定位影像光纖方案

隨著熒光標(biāo)記技術(shù)和光學(xué)成像技術(shù)的發(fā)展, 在體生物光學(xué)成像（In vivo optical imaging）已經(jīng)發(fā)展 為一項(xiàng)嶄新的分子、 基因表達(dá)的分析檢測(cè)技術(shù)，在 生命科學(xué)、 醫(yī)學(xué)研究及藥物研發(fā)等領(lǐng)域得到較多應(yīng)用, 主要分為在體生物發(fā)光成像（Bioluminescence imaging，BLI） , 和在體熒光成像，在體光纖成像記錄（Fluorescence imaging）兩種成像方式。 在體生物發(fā)光成像采用熒光素酶基因標(biāo)記細(xì)胞或DNA, 在體熒光成像則采用熒光報(bào)告基團(tuán), 如綠色熒光蛋白, 紅色熒光蛋白等進(jìn)行標(biāo)記 ， 利用靈敏的光學(xué)檢測(cè)儀器, 如電荷耦合攝像機(jī) （CCD）, 觀測(cè)活的物體動(dòng)物體內(nèi)疾病的發(fā)生的發(fā)展、 壞掉的的生長及轉(zhuǎn)移、 基因的表達(dá)及反應(yīng)等生物學(xué)過程, 從而監(jiān)測(cè)活的物體生物體內(nèi)的細(xì)胞活動(dòng)和基因行為。東莞腦立體定位影像光纖方案