連云港在體實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)成像光纖網(wǎng)站

在體光纖成像記錄人類大量的復(fù)雜行為主要取決于上千億個(gè)神經(jīng)元組成的精確神經(jīng)環(huán)路，而神經(jīng)環(huán)路的建立依賴于神經(jīng)元之間突觸連接的形成。突觸是神經(jīng)元交流的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，只有通過突觸連接，神經(jīng)元之間以及神經(jīng)元和靶向細(xì)胞（包括肌肉，腺體分析的細(xì)胞）才能有效的傳遞信號(hào)，因此突觸連接是神經(jīng)信息傳遞的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)。當(dāng)突觸的發(fā)育或者形成后維持發(fā)生異常，將會(huì)導(dǎo)致某些神經(jīng)退行性疾病的發(fā)生，比如精神分裂癥和自閉癥。類似于線蟲的模式生物在體光纖成像記錄，成像系統(tǒng)需要具備以下幾個(gè)方面的功能： 線蟲對(duì)光非常敏感，在進(jìn)行共聚焦成像時(shí)，需要盡量使用低的激發(fā)光強(qiáng)度，低激發(fā)光帶來的熒光信號(hào)的降低，獲得更高信噪比的圖像，要求共聚焦系統(tǒng)具有較高的靈敏度。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)。連云港在體實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)成像光纖網(wǎng)站

在體光纖成像記錄熒光素酶的每個(gè)催化反應(yīng)只產(chǎn)生一個(gè)光 子 , 通常肉眼無法直接觀察到, 而且光子在強(qiáng)散射性的生物組織中傳輸時(shí), 將會(huì)發(fā)生吸收、 散射、 反射、 透射等大量光學(xué)行為 。 因此，必須采用高 靈敏度的光學(xué)檢測(cè)儀器（ 如CCD camera）采集并定量檢測(cè)生物體內(nèi)所發(fā)射的光子數(shù)量, 然后將其轉(zhuǎn)換成圖像， 在體生物發(fā)光成像中的發(fā)光光譜范圍通常為可見光到 近紅外光波段, 哺乳動(dòng)物體內(nèi)血紅蛋白主要吸收可見光, 水和脂質(zhì)主要吸收紅外線, 但對(duì)波長為 590~1500nm的紅光至近紅外線吸收能力則較差， 因此, 大部分波長超過600nm的紅光, 經(jīng)過散射、吸收后能夠穿透哺乳動(dòng)物組織, 被生物體外的高靈敏光學(xué)檢測(cè)儀器探測(cè)到, 這是在體生物發(fā)光成像的理論基礎(chǔ)。上海在體光纖成像記錄原理在體光纖成像記錄光源的發(fā)光強(qiáng)度隨深度增加而衰減。

動(dòng)物體內(nèi)很多物質(zhì)在受到激發(fā)光激發(fā)后，會(huì)發(fā)出熒光，產(chǎn)生的非特異性熒光會(huì)影響到檢測(cè)靈敏度。背景熒光主要是來源于皮毛和血液的自發(fā)熒光，皮毛中的黑色素是皮毛中主要的自發(fā)熒光源，其發(fā)光光線波長峰值在 500 一 520 nm 左右，在利用綠色熒光作為成像對(duì)象時(shí)，影響較為嚴(yán)重，產(chǎn)生的非特異性熒光會(huì)影響到檢測(cè)靈敏度和特異性。動(dòng)物尿液或其他雜質(zhì)如沒有及時(shí)打掃，成像中也會(huì)出現(xiàn)非特異性信號(hào)。由于各廠商的圖像分析軟件不同，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析方法也有區(qū)別?；畹奈矬w成像系統(tǒng)使用時(shí)，實(shí)驗(yàn)者考慮到非特異性雜信號(hào)，以及成像圖片美觀等方面，可能會(huì)調(diào)節(jié)信號(hào)的閾值，因此在在體光纖成像記錄分析信號(hào)光子數(shù)或信號(hào)面積時(shí)，應(yīng)考慮閾值的改變對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。正確選擇 ROI 區(qū)域，可提高分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

在體光纖成像記錄科研人員從光源掃描方式、光束偏轉(zhuǎn)方式和重建算法等方面開展研究。采用一個(gè)點(diǎn)陣光源，用電控的方法掃描不同方向的光束。與現(xiàn)有的振鏡掃描系統(tǒng)相比，該方法結(jié)構(gòu)緊湊，掃描速度快，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成。利用聲光偏轉(zhuǎn)器件可實(shí)現(xiàn)光束偏轉(zhuǎn)，并結(jié)合波導(dǎo)器件實(shí)現(xiàn)多模光纖成像。對(duì)于單光纖成像系統(tǒng)，盡管實(shí)際測(cè)量時(shí)只需拍攝一次圖像，但在傳輸矩陣的構(gòu)建、相位場的計(jì)算以及圖像重建過程中，計(jì)算量大、計(jì)算時(shí)間長，因此新的算法也在不斷被研究。目前單光纖成像技術(shù)水平與實(shí)際應(yīng)用需求之間還有較大距離，但成像方法和關(guān)鍵部件技術(shù)的快速進(jìn)步為將來實(shí)現(xiàn)小型化、全固態(tài)和算法嵌入提供了有力支持。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。

根據(jù)在體光纖成像記錄成像方式的不同, 在體生物發(fā)光成像主要有生物發(fā)光成像,和生物發(fā)光斷層成像兩種。其中,輸出是二維圖像, 即生物體外探測(cè)器上采集的光學(xué)信號(hào)，其原理簡單、 使用方便快捷, 適用于 定性分析及簡單的定量計(jì)算, 但無法獲得生物體內(nèi)發(fā)光光源的深度信息, 難以實(shí)現(xiàn)光源的準(zhǔn)確定位。 而成像系統(tǒng)則利用 多個(gè)生物體外探測(cè)器上采集的光學(xué)信號(hào), 根據(jù)斷層成像的原理, 采用特定的 反演算法 ，得到活的物體小動(dòng)物體 內(nèi)發(fā)光光源的精確位置信息。目前, BLT的光源定位和生物組織光學(xué)特性參數(shù)的反演問題 已經(jīng)成為國內(nèi)外在體生物光學(xué)成像研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一, 但還限于于實(shí)驗(yàn)室研究階段, 沒有達(dá)到臨床實(shí)驗(yàn)的階段, 所 以尚未有成熟的成像系統(tǒng)?；谠隗w光纖成像記錄在使用中必須彎曲和移動(dòng)。連云港在體實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)成像光纖網(wǎng)站

在體光纖成像記錄能夠?qū)λ幬锖Y選及療效進(jìn)行評(píng)價(jià)。連云港在體實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)成像光纖網(wǎng)站

在體光纖成像記錄的優(yōu)點(diǎn)可以非侵入性，實(shí)時(shí)連續(xù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)體內(nèi)的各種生物學(xué)過程，從而可以減少實(shí)驗(yàn)動(dòng)物數(shù)量，及降低個(gè)體間差異的影響；由于背景噪聲低，所以具有較高的敏感性；不需要外源性激發(fā)光，避免對(duì)體內(nèi)正常細(xì)胞造成損傷，有利于長期觀察；此外還有無放射性等其他優(yōu)點(diǎn)。然而生物發(fā)光也有自身的不足之處：例如波長依賴性的組織穿透能力，光在哺乳動(dòng)物組織內(nèi)傳播時(shí)會(huì)被散射和吸收，光子遇到細(xì)胞膜和細(xì)胞質(zhì)時(shí)會(huì)發(fā)生折射，而且不同類型的細(xì)胞和組織吸收光子的特性也不盡相同，其中血紅蛋白是吸收光子的主要物質(zhì)；由于是在體外檢測(cè)體內(nèi)發(fā)出的信號(hào)，因而受到體內(nèi)發(fā)光源位置及深度影響；另外還需要外源性提供各種熒光素酶的底物，且底物在體內(nèi)的分布與藥動(dòng)力學(xué)也會(huì)影響信號(hào)的產(chǎn)生；由于熒光素酶催化的生化反應(yīng)需要氧氣、鎂離子及 ATP 等物質(zhì)的參與，受到體內(nèi)環(huán)境狀態(tài)的影響。連云港在體實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)成像光纖網(wǎng)站