黄山在体实时监测单光纤成像技术

在体光纤成像记录能够同时测量多个光纤源的光偏振态，开启了在许多应用中通过控制偏振态创造的反馈回路的可能性。例如，高功率的激光放大器和那些依赖于融合多个相同性质激光束产生高密度局部化光束的无透镜成像。偏振是实现高的度激光束控制的关键特性之一。此外，在光学成像的应用中，基于多芯光纤的内窥镜在使用中必须弯曲和移动。对每个光纤的光偏振态的实时监测将使科学家能够控制并精确光纤激光束，以实现高分辨率图像。在这项研究中，研究人员将这两种技术应用于两种类型的多芯光纤：保偏多芯光纤和由475个光纤芯组成的传统光纤束。在体光纤成像记录技术是在散射介质（或称为随机介质）成像的基础上发展。黄山在体实时监测单光纤成像技术

在体光纤成像记录是了解生物体组织结构，阐明生物体各种生理功能的一种重要研究手段。它利用光学或电子显微镜直接获得生物细胞和组织的微观结构图像，通过对所得图像的分析来了解生物细胞的各种生理过程。近年来，随着光学成像技术的发展，尤其是数字化成像技术和计算机图像分析技术的引进，生物成像技术已经成为细胞生物学研究中不可或缺的方法。未来生物成像技术的发展除了进一步提高图像的分辨率外，还需要增强成像的实时性和连续性，以期实现对单个生物功能分子的体内连续追踪，详细地记录其生理过程，从而完全揭示其生物学功能。另外，生物成像技术在临床医学诊断中的应用也越来越受到重视，发展无损伤的体内成像技术是其在疾病诊断中较多应用的重要前提。黄山在体实时监测单光纤成像技术在体光纤成像记录的传感应用也非常具有前途。

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。在体光纤成像记录都需要光学技术配合生物样本的特性发展。

在体生物发光成像不需要外部光源激发, 自发荧光少，而在体光纤成像记录，需要特定波长的外部激发光源激发, 自发荧光较多, 故前者比后者灵敏度更高, 在体生物发光断层成像原型系统, 主要由 CCD相机、 固定小动物的支架、 控制装置 （使支架水平运动、 垂直运动或旋转） 、完全密闭的不透光的成像暗箱等组成。将小动物麻醉后固定在支架上, 并置于成像暗箱中, 由控制装置带动支架沿水平方向运动、 垂直方向运动或旋转, 利用相机从多个不同角度和位置对活的物体小动物的生物发光现象进行投影成像 然后将采集到的数据信息传输到计算机中, 并采用特定的图像重建算法定位动物体内的发光光源, 得到活的物体动物体内发光光源的精确位置信息。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。广州钙荧光指示蛋白病毒光纤记录方案

在体光纤成像记录的工作原理是将光源入射的光束经由光纤送入调制器。黄山在体实时监测单光纤成像技术

在体光纤成像记录荧光素酶的每个催化反应只产生一个光 子 , 通常肉眼无法直接观察到, 而且光子在强散射性的生物组织中传输时, 将会发生吸收、 散射、 反射、 透射等大量光学行为 。 因此，必须采用高 灵敏度的光学检测仪器（ 如CCD camera）采集并定量检测生物体内所发射的光子数量, 然后将其转换成图像， 在体生物发光成像中的发光光谱范围通常为可见光到 近红外光波段, 哺乳动物体内血红蛋白主要吸收可见光, 水和脂质主要吸收红外线, 但对波长为 590~1500nm的红光至近红外线吸收能力则较差， 因此, 大部分波长超过600nm的红光, 经过散射、吸收后能够穿透哺乳动物组织, 被生物体外的高灵敏光学检测仪器探测到, 这是在体生物发光成像的理论基础。黄山在体实时监测单光纤成像技术