“광학현미경은 3차원의 복잡한 생물학적 연구에 없어서는 안 될 도구였습니다.
새로운 방법의 주요 특징은 다음과 같습니다.이 접근 방식은 대부분의 기존 시스템에 간단히 추가하고 쉽게 복제 할 수 있습니다. 이것은 다른 연구자들이 개발할 수 있도록 할 것입니다.
다중 초점 이미지 캡처
표준 카메라 기반 현미경 시스템하나의 초점면에서 선명한 이미지를 얻을 수 있습니다. 연구자들은 초점 깊이가 다른 이미지를 동시에 획득하기 위해 다른 전략을 시도했지만 이러한 접근 방식은 일반적으로 여러 대의 카메라를 사용해야합니다. 또는 예를 들어 전용 DOE (Diffractive Optical Separation Element)를 사용하여 단일 카메라로 이미지를 만듭니다. 두 전략 모두 복잡하고 DOE는 전혀 쉽지 않습니다.
회절 광학 요소 -- 이것표면 중 하나에 진폭 및/또는 위상 회절 구조가 있는 광학 기판으로 컴퓨터를 사용하여 계산되고 정밀 레이저 또는 전자 빔 리소그래피로 제조됩니다.
과학자들은 z-빔 스플리터가 있는 프리즘을 사용했습니다.표준 구성 요소로 완벽하게 조립할 수 있으며 다양한 이미징 기술에 쉽게 적용할 수 있습니다. 예를 들어 형광, 위상차 현미경 또는 암시야 이미징을 사용합니다.
프리즘은 감지 된 빛을 분리합니다.하나의 카메라 프레임에서 여러 이미지를 동시에 수집합니다. 샘플의 각 이미지는 다른 깊이에 초점을 맞 춥니 다. 센서 영역이 크고 픽셀 수가 많은 고속 카메라를 사용하여 연구자들은 단일 센서에 여러 고해상도 이미지를 배포 할 수있었습니다.
로 얻은 다 초점 이미지새로운 기술을 사용하면 단일 이미지로 수행 할 수있는 것보다 훨씬 더 정확하게 샘플의 초점이 흐려진 배경을 추정 할 수 있습니다. 연구원들은이 정보를 사용하여 개선 된 3D 흐림 제거 알고리즘을 개발했습니다. 광각 현미경에서 종종 문제가되는 초점이 흐려진 배경 조명을 제거합니다.
“고급 흐림 제거 알고리즘3D 이미지는 이미지 볼륨을 벗어난 소스에서 초점이 맞지 않는 배경을 억제한다고 Xiao는 설명합니다. "이는 이미지 대비와 신호 대 잡음비를 모두 향상시켜 알고리즘이 두꺼운 샘플을 사용하는 형광 이미징에 특히 유용하게 만듭니다."
입증 된 다양성
연구원들은 새로운 기술을널리 사용되는 현미경 방법을 사용합니다. 그들은 수백 개의 뉴런 또는 전체 자유롭게 움직이는 유기체를 포함하는 넓은 시야를 가진 3D 이미지를 만들었습니다. 전문가들은 또한 1/100 초마다 움직이는 로티퍼 섬모의 고속 3D 이미지를 만들었습니다. 이 실험은 고품질 3 차원 이미지를 얻기위한 새로운 방법의 기능을 명확하게 보여주었습니다.
고급 기능을 보여주기 위해연구진은 3D 블러 제거 알고리즘을 사용하여 살아있는 마우스의 뇌를 포함한 다양한 두꺼운 샘플을 시각화했습니다. 그들은 콘트라스트와 신호 대 잡음비의 상당한 개선을 주목했습니다. 연구자들은 현재이 기술을 확장하여 더 많은 이미징 기술을 사용할 수 있도록 노력하고 있습니다.
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