脑立体定位单光纤成像技术方案

在体光纤成像记录光学相干是滤除散射光的物理机制。反射光可以作为相干光，而由于散射光散射的位置不同，造成光路长度的差异，再加上光源的相干长度极短，使得散射光失去了相干的性质。在光学相干断层扫描设备中，光学干涉仪被用来检测相干光。从原理上说，在体光纤成像记录可以将散射光从反射光中滤除，以得到生成图像的信号。在信号处理过程中，可以得到从某一次表面反射的反射光深度和强度。三维图像可以通过类似声纳和雷达的扫描来构建。在已经引入医学研究的无创三维成像技术中，光学相干断层扫描技术与超声成像都采用了回波处理技术，因此他们的原理相似。其他的医学成像技术如计算机断层扫描、核磁共振成像以及正电子发射断层扫描都没有利用回声定位的原理。在体光纤成像记录包含较多的单模光纤。脑立体定位单光纤成像技术方案

在体光纤成像记录在自由活动动物的深部脑区实现光信号记录和神经细胞活性调控；高质量，亚细胞分辨率的成像；多波长成像，实现较多的钙离子成像（GCaMP or RCaMP），和光遗传实验，特定目标光刺激；在体光纤成像系统是模块化设计，使用者拥有很高的灵活性，可以随时根据研究需要对系统进行调整，比如调整光源，波长，滤光片，相机等。在深部脑区选定的特定神经细胞或部分获得连续的实验数据流，然后对单细胞提取密度轨迹。钙离子成像轨迹也可以被同步，与其他行为学实验（摄像拍摄，奖励设备等）同步时间标记。脑立体定位单光纤成像技术方案现有技术中的在体光纤成像记录系统仍包含多根多模光纤。

在体光纤成像记录直接标记法不涉及细胞的遗传修饰，标价能够在体外培养时主动与细胞结合，也可以将标记直接注射到动物体内，间接标记法，将报告基因引入细胞，并翻译成酶、受体、荧光或生物发光蛋白如果报告基因的表达是稳定的，标记的细胞可以在整个细胞的生命周期中被观察到。由于报告基因通常被传递给后代细胞，因此细胞增殖也能够得到体现。体内标记是指将探针直接注射进入机体，常用的标记方法是静脉注射氧化铁纳米颗粒。光学成像方法可分为基于荧光的方法和基于生物发光的方法。

在体光纤成像记录人类大量的复杂行为主要取决于上千亿个神经元组成的精确神经环路，而神经环路的建立依赖于神经元之间突触连接的形成。突触是神经元交流的关键结构，只有通过突触连接，神经元之间以及神经元和靶向细胞（包括肌肉，腺体分析的细胞）才能有效的传递信号，因此突触连接是神经信息传递的关键结构。当突触的发育或者形成后维持发生异常，将会导致某些神经退行性疾病的发生，比如精神分裂症和自闭症。类似于线虫的模式生物在体光纤成像记录，成像系统需要具备以下几个方面的功能： 线虫对光非常敏感，在进行共聚焦成像时，需要尽量使用低的激发光强度，低激发光带来的荧光信号的降低，获得更高信噪比的图像，要求共聚焦系统具有较高的灵敏度。在体光纤成像记录释放的光子可被跟闪烁晶体相连的光电倍增管检测到。

在体光纤成像记录的优点及应用：低能量、无辐射、对信号检测灵敏度高、实时监测标记的生物体内细胞活动和基因行为被较多应用于监控转基因的表达、基因疗于、染上的进展、坏掉的的生长和转移、系统移植、毒理学、病毒染上和药学研究中。可见光成像的主要缺点：二维平面成像、不能对的定量。具有标记的较多性，有关生命活动的小分子、小分子药物、基因、配体、抗体等都可以被标记；对于浅部组织和深部组织都具有很高的灵敏度可获得断层及三维信息，实现较精确的定位。医生可以在体光纤成像记录直观地进行诊断和分析。脑立体定位单光纤成像技术方案

在体光纤成像记录能够反映细胞或基因表达的空间和时间分布。脑立体定位单光纤成像技术方案

在体光纤成像记录科研人员从光源扫描方式、光束偏转方式和重建算法等方面开展研究。采用一个点阵光源，用电控的方法扫描不同方向的光束。与现有的振镜扫描系统相比，该方法结构紧凑，扫描速度快，可以实现系统集成。利用声光偏转器件可实现光束偏转，并结合波导器件实现多模光纤成像。对于单光纤成像系统，尽管实际测量时只需拍摄一次图像，但在传输矩阵的构建、相位场的计算以及图像重建过程中，计算量大、计算时间长，因此新的算法也在不断被研究。目前单光纤成像技术水平与实际应用需求之间还有较大距离，但成像方法和关键部件技术的快速进步为将来实现小型化、全固态和算法嵌入提供了有力支持。脑立体定位单光纤成像技术方案