【儀表網(wǎng) 儀表研發(fā)】中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機械研究所瞬態(tài)光學(xué)與光子技術(shù)國家重點實驗室超分辨成像團隊，近期宣布研制成功雙光子激發(fā)激光掃描實時立體顯微鏡，把基于雙目視覺的立體顯微方法和高分辨率雙光子激發(fā)激光掃描熒光顯微技術(shù)結(jié)合在一起，實現(xiàn)了對三維熒光樣品的高速立體成像。同時，該研究成果亦獲得國家發(fā)明授權(quán)(號ZL201210384895.4)。
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隨著生命科學(xué)研究的不斷深入，科學(xué)家對研究中所使用的光學(xué)顯微設(shè)備，要求也在不斷提高。特別是對于生物活體顯微成像來說，生物組織對光的散射使得噪聲大大增強，嚴(yán)重影響了空間分辨率和成像深度。為了提高成像深度，雙光子激發(fā)激光掃描熒光顯微技術(shù)自20世紀(jì)90年代提出后被廣泛應(yīng)用于神經(jīng)成像等領(lǐng)域，但是其逐點掃描的成像方式嚴(yán)重制約了成像速度。因為高分辨率光學(xué)顯微鏡的景深很小，要對樣品完成三維成像，通常需要數(shù)十層乃至上百層的二維圖像進行疊加重建得到，圖像采集和處理一般需要數(shù)分鐘甚至數(shù)十分鐘，要快速實時地獲取和顯示三維圖像非常困難。
此次，中科院研究團隊以雙目視覺原理和貝塞爾光束產(chǎn)生擴展焦場為基礎(chǔ)，提出了由四個振鏡組成的激光束立體掃描裝置，實現(xiàn)了對貝塞爾光束的橫向位置和傾角共三個維度的控制，突破了只有兩個自由度的傳統(tǒng)激光掃描不能實時切換視角的限制。通過對四振鏡立體掃描裝置的優(yōu)化設(shè)計和控制，實現(xiàn)了對貝塞爾光束的三自由度快速掃描，可在毫秒量級進行雙視角切換，從而解決了激光掃描立體顯微成像系統(tǒng)中雙光路同時成像的技術(shù)難題，實現(xiàn)了基于雙視角實時激光掃描的立體顯微成像和顯示系統(tǒng)。
該系統(tǒng)可對樣品進行立體動態(tài)成像和實時雙目立體觀測，其三維成像速度比傳統(tǒng)的逐點掃描方式提高了一到兩個數(shù)量級。該雙光子立體顯微系統(tǒng)為活體生物的三維實時成像和顯示提供了一種新的觀測工具。據(jù)研究者介紹，借助這一新的顯微設(shè)備，可以讓使用者像觀看立體電影一樣實時地觀測動態(tài)的三維微觀世界，無需光切片，無需耗時的三維圖像重構(gòu)。
（原標(biāo)題：中科院研發(fā)激光掃描實時立體顯微鏡 獲發(fā)明授權(quán)）
