Par microscope holographique algorithme de détection comprimé et numérique combinée à une méthode d'imagerie à grande vitesse développée par l'École de génie mécanique et en génie d'automatisation de l'Université chinoise de Hong Kong Professeur Chen Shiqi et de l'équipe de recherche chinoise, cette nouvelle approche peut produire en une seconde image microscope à deux photons de l'échantillon 3-D, qui est trois à cinq fois la vitesse de la méthode de balayage spot classique, les résultats de cette étude ont été publiés dans la revue « Optics Letters ». L'activité neuronale généralement effectuée sur une échelle de temps de 10 ms, un microscope classique qui rend difficile d'observer directement à ces phénomènes.
La nouvelle détection de compression microscopie à deux photons peut être appliqué à l'imagerie en trois dimensions d'innervation biologiques ou surveiller simultanément des centaines de l'activité neuronale. La microscopie à deux photons pour briser la limite de vitesse nouvelle méthode de balayage pour balayer plusieurs focus laser. microscopie à deux photons fonctionne par passage ultra-rapide pulsé laser infrarouge pour l'échantillon, où elle interagit avec le marqueur fluorescent pour créer une image. Il est largement utilisé dans la recherche biologique, car elle produit de haute résolution d'image 3-D dans le tissu vivant, une profondeur de 1 mm. Toutefois, ces avantages associés à deux photons vitesse d'imagerie en microscopie est limitée, car le signal faible de fluorescence.
Pour accélérer la vitesse de balayage, l'équipe a développé un procédé d'illumination laser multi-focus en utilisant un dispositif à micro-miroir numérique (DMD) est. L'étude résout le dispositif de micromiroir numérique traditionnel ne fonctionne pas avec un laser ultrarapide, de sorte qu'ils puissent être intégrés et utilisés pour la mise en forme de faisceau, la mise en forme d'impulsions, et de l'imagerie à deux photons. Génération d'un spot laser focalisé 30 est dans la position d'un dispositif de micro-miroir numérique sur des échantillons choisis au hasard, la position et l'intensité de chaque point projeté par l'hologramme dans un dispositif de commande binaire. Lors de chaque mesure, un dispositif de micro-miroir numérique pour changer la position de l'hologramme de réflexion de chaque foyer et le pixel détecteur unique en utilisant l'intensité de fluorescence à deux photons de l'enregistrement.
Bien à bien des égards, un dispositif de micro-miroir numérique à balayage multifocale plus souple et plus rapide que le balayage mécanique traditionnel, mais la limite de vitesse est toujours soumis au taux de rafraîchissement du dispositif de micro-miroir numérique, combiné avec l'algorithme de détection comprimé pour améliorer encore la vitesse d'imagerie. Les chercheurs multifocale balayage de détection de compression sont combinés afin d'améliorer encore la vitesse de formation d'image de l'étude. Cette méthode peut obtenir une image avec moins de mesure, car il effectue une compression d'image et de mesure en une seule étape, en utilisant un algorithme et l'image reconstruite à partir des résultats de mesure. Pour la microscopie à deux photons, ce qui peut être réduit de 70% à 90% du nombre de mesures. Après la simulation est effectuée pour démontrer les performances et les paramètres de la nouvelle méthode, les chercheurs ont utilisé des expériences d'imagerie à deux photons testé.
Ces expériences démontrent la capacité de la technique à générer des images de haute qualité en 3-D à partir de tout champ de formation d'image de vue à grande vitesse. Par exemple, l'image en trois dimensions peut être acquise à partir des grains de pollen en 0,55 secondes, la même image est obtenue avec un balayage point classique nécessite 2,2 secondes. Cette approche, sans sacrifier la résolution, la vitesse d'imagerie augmenter trois à cinq fois, je crois que cette nouvelle approche conduira à de nouvelles découvertes en biologie et en médecine, comme la génétique lumière. L'équipe travaille actuellement pour améliorer encore la vitesse et la qualité des algorithmes de reconstruction d'image, mais prévoit également d'utiliser le dispositif de micro-miroir numérique avec d'autres technologies d'imagerie de pointe, qui peut être imagée dans les tissus plus profonds.
Brocade Parc | Recherche / De: Université chinoise de Hong Kong
revue de référence « Optics Letters »
DOI: 10,1364 / OL.44.004083
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