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散斑照明在光声显微镜中被证明是有用的

摘要 受光声显微镜扫描方法局限性的启发,由格勒诺布尔阿尔卑斯大学的 Emmanuel Bossy 监督的一个国际小组使用已知和未知的散斑图案对结构化

受光声显微镜扫描方法局限性的启发,由格勒诺布尔阿尔卑斯大学的 Emmanuel Bossy 监督的一个国际小组使用已知和未知的散斑图案对结构化照明进行了实验。他们的一项实验首次展示了通过漫射器使用盲结构照明进行光声成像。

该小组的研究发表在 1 月 11 日的科学合作期刊《智能计算》上。

该研究文章得出结论:“光声显微镜可以利用许多最初为纯光学方法(例如荧光显微镜)开发的结构化照明方法,只需用声学检测代替光检测即可。”

一种结构化照明是散斑照明,看起来就像它听起来的那样。散斑照明属于一类看似随机但可以统计描述的照明模式。它可以使用比生成其他类型的结构化照明所需的空间光调制器更便宜和更灵活的设备来生成。

在生物医学应用中,散斑照明有两个优点。其一是散布并因此降低照明强度可以减少对目标组织的损害。另一个是,如果样本足够稀疏,则可以更快地收集必要的测量值。

一些用于微创内窥镜手术的设备会产生自己的散斑照明。先前的研究建议利用这种照明并用荧光显微镜而非光声显微镜证明其原理。

随着声学探测器变得更加灵敏,作者希望在光声显微镜领域看到更多的研究。

在一组实验中,作者使用三种不同的流行方法来重建使用散斑照明模式创建的光声图像。他们为每个实验设置使用了相关方法、伪逆方法和压缩传感方法。在一种设置中,他们使用光学漫射器来创建散斑图案。在另一种设置中,他们使用了多模光纤,并附有特殊的光纤传感器。在这两种设置中,他们都校准了设备以收集可用于重建图像的数据。

在另一组实验中,作者依赖于一种被称为光学记忆效应的现象,这使得他们无需首先校准设备即可重建图像。作者认为,由他们的盲结构照明光学漫射器设置产生的图像是同类中的第一个。

光声成像,也称为光声成像,是一种测量光线聚焦在目标上时发出的声音的技术。光加热目标,导致暂时的尺寸增加,从而产生声波。

光声显微镜的扫描实现需要传感器以简单的顺序观察目标的每个部分。这种方法的一个缺点是它可能需要很长时间。因此,研究人员向光学显微镜寻求更有效的方法,这些方法也可能在声学领域发挥良好作用。

在光学显微镜中,扫描的替代方法被称为单像素成像、重影成像、结构化照明或结构化检测。与扫描方法相比,这些方法的共同点是更复杂的空间采样策略,需要在捕获数据后进行图像重建。先前的研究提出并证明了这种光学显微镜方法也可用于光声显微镜。

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