«Το οπτικό μικροσκόπιο ήταν ένα απαραίτητο εργαλείο για τη μελέτη τρισδιάστατων πολύπλοκων βιολογικών
Το κύριο χαρακτηριστικό της νέας μεθόδου είναιότι αυτή η προσέγγιση μπορεί απλά να προστεθεί στα περισσότερα υπάρχοντα συστήματα και να αναπαραχθεί εύκολα. Αυτό θα κάνει την ανάπτυξη διαθέσιμη σε άλλους ερευνητές.
Λήψη εικόνων πολλαπλής εστίασης
Πρότυπα συστήματα μικροσκοπίας βασισμένα σε κάμεραλήψη καθαρών εικόνων σε ένα εστιακό επίπεδο. Αν και οι ερευνητές έχουν δοκιμάσει διαφορετικές στρατηγικές για ταυτόχρονη λήψη εικόνων με διαφορετικά βάθη εστίασης, αυτές οι προσεγγίσεις συνήθως απαιτούν τη χρήση πολλαπλών φωτογραφικών μηχανών. Ή, για παράδειγμα, χρησιμοποιώντας ένα ειδικό Diffractive Optical Separation Element (DOE) για να δημιουργήσετε μια εικόνα με μία μόνο κάμερα. Και οι δύο στρατηγικές είναι περίπλοκες και το DOE δεν είναι καθόλου εύκολο.
Διαθλαστικά οπτικά στοιχεία -- Αυτόοπτικά υποστρώματα με δομές περίθλασης πλάτους ή/και φάσης σε μία από τις επιφάνειες, υπολογισμένα με χρήση υπολογιστή και κατασκευασμένα με λιθογραφία λέιζερ ακριβείας ή δέσμης ηλεκτρονίων.
Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν ένα πρίσμα με διαχωριστή δέσμης z.Μπορεί να συναρμολογηθεί πλήρως από τυπικά εξαρτήματα και μπορεί εύκολα να εφαρμοστεί σε μια ποικιλία τρόπων απεικόνισης. Για παράδειγμα, με φθορισμό, μικροσκοπία αντίθεσης φάσης ή απεικόνιση σκοτεινού πεδίου.
Το πρίσμα διαχωρίζει το ανιχνευμένο φως γιαταυτόχρονη απόκτηση πολλών εικόνων σε ένα πλαίσιο κάμερας. Κάθε εικόνα στο δείγμα εστιάζεται σε διαφορετικό βάθος. Η χρήση κάμερας υψηλής ταχύτητας με μεγάλη περιοχή αισθητήρων και υψηλός αριθμός εικονοστοιχείων επέτρεψε στους ερευνητές να διανέμουν πολλές εικόνες υψηλής ανάλυσης σε έναν μόνο αισθητήρα.
Πολυεστιακές εικόνες που λαμβάνονται μενέες τεχνικές καθιστούν δυνατή την εκτίμηση του παραμορφωμένου φόντου ενός δείγματος με μεγαλύτερη ακρίβεια από ό, τι μπορεί να γίνει με μία μόνο εικόνα. Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν αυτές τις πληροφορίες για να αναπτύξουν έναν βελτιωμένο αλγόριθμο αφαίρεσης θόλωσης 3D. Εξαλείφει το αστραπιαίο φως φόντου, το οποίο συχνά αποτελεί πρόβλημα με τη μικροσκοπία ευρείας γωνίας.
«Ο προηγμένος αλγόριθμος αφαίρεσης θαμπάδωνΗ τρισδιάστατη εικόνα καταστέλλει πολύ εκτός εστίασης φόντο από πηγές εκτός του όγκου της εικόνας, εξηγεί ο Xiao. "Αυτό βελτιώνει τόσο την αντίθεση της εικόνας όσο και την αναλογία σήματος προς θόρυβο, γεγονός που καθιστά τον αλγόριθμο ιδιαίτερα χρήσιμο για την απεικόνιση φθορισμού χρησιμοποιώντας παχιά δείγματα."
Αποδεδειγμένη ευελιξία
Οι ερευνητές έχουν δείξει μια νέα τεχνική μεχρησιμοποιώντας ευρέως χρησιμοποιούμενες μεθόδους μικροσκοπίας. Έφτιαξαν τρισδιάστατες εικόνες με μεγάλο οπτικό πεδίο, που περιλαμβάνουν εκατοντάδες νευρώνες ή ολόκληρους ελεύθερους κινούμενους οργανισμούς. Οι ειδικοί δημιούργησαν επίσης τρισδιάστατες εικόνες υψηλής ταχύτητας από στροφείς, που μετακινούνται κάθε εκατοστό του δευτερολέπτου. Αυτό το πείραμα κατέδειξε σαφώς τις δυνατότητες μιας νέας μεθόδου για την λήψη υψηλής ποιότητας τρισδιάστατων εικόνων.
Να αποδείξει τις δυνατότητες των προηγμένων3D αλγόριθμος αφαίρεσης θαμπάδων, οι ερευνητές απεικόνισαν διάφορα παχιά δείγματα, συμπεριλαμβανομένου του εγκεφάλου ενός ζωντανού ποντικού. Σημείωσαν σημαντικές βελτιώσεις στην αντίθεση και την αναλογία σήματος προς θόρυβο. Οι ερευνητές εργάζονται επί του παρόντος για να επεκτείνουν αυτήν την τεχνική ώστε να μπορεί να λειτουργήσει με ακόμη περισσότερες τεχνικές απεικόνισης.
Διαβάστε επίσης
Η ετήσια αποστολή στην Αρκτική έληξε και τα δεδομένα είναι απογοητευτικά. Τι περιμένει την ανθρωπότητα;
Την 3η ημέρα της ασθένειας, οι περισσότεροι ασθενείς με COVID-19 χάνουν την αίσθηση της όσφρησης και συχνά υποφέρουν από ρινική καταρροή
Οι επιστήμονες ανακάλυψαν γιατί τα παιδιά είναι οι πιο επικίνδυνοι φορείς του COVID-19