超薄荧光显微镜在针踢

这个月,我开始写我的最近获得的补助金来自工程和物理科学研究委员会。这个项目叫做"超薄荧光显微镜在针里"希望这是不言自明的;我们想制造一种针,它可以穿透组织,为我们提供高分辨率的显微图像。这将允许实时显微成像来支持手术和其他干预措施,这在目前是不可能的。将有一个博士后和我一起工作一年,这个项目很适合我安迪Thrapp因此,将有一个强大的项目团队专注于这个想法。

我应该说清楚的是,这个想法并不是把整个显微镜放在一根针里。该针头只需要包含一个图像中继,将图像从针头末端传输到组织中远端末端),到组织外的末端近端结束)。然后,我们可以把任何我们喜欢的笨重部件连接到这个外部端,比如相机、激光器和光谱仪。所以,挑战在于制造一种可以装在针里的导管,在传输图像时不降低分辨率。

一种方法是使用一种特殊的长薄透镜露齿而笑透镜,直径小于半毫米,长几厘米。缺点是为了保持高分辨率和高效的光捕获,最大图像直径最终会比直径小几倍。在常见的配置中,图像大小是直径的1/5,这意味着对于半毫米的镜头,图像只有十分之一毫米,或100微米。那时我们从组织中获得的信息开始变得有限。在直径为半毫米的情况下,针的外径(也需要包括金属壁)仍然相当大。

另一种选择是使用纤维束图像指南。一个图像指南包含数千个独立的光纤元件,每个元件可以传输一个“像素”的信息。图像指南传统上用于制造内窥镜,尽管这种方法现在被微型“尖端芯片”相机所取代。对于针状显微镜,尖端没有透镜的纤维导流器可以提供与其直径相等的图像(纤维外层涂层的图像会少一点),但分辨率会相当差。

本项目的目的是找到一种提高纤维束分辨率的方法。我们有一个很好的想法如何做到这一点,通过利用图像指南中的每个光纤可以支持的多个“模式”(你可以认为这些是光通过光纤的不同路径)。每个模式都可以携带一些信息,这意味着图像导流中的每个光纤都可以携带一个以上像素的图像数据。编码和提取这些信息是棘手的部分;人们提出了许多不同的方法,但都有一些缺点。我们的方法与单像素相机的想法有关。当我们开始工作时,未来的帖子将更详细地解释它是如何工作的,所以请继续关注。

另请参阅项目页面上的应用光学集团网站