روش لکه لیزری جریان خون را در ریز عروق ثبت می کند

محققان دانشگاه ملی سنگاپور یک روش خودهمبستگی لکه های لیزری هم کانونی برای تصویربرداری از جریان پویا در عروق ریز ابداع کردند. این تکنیک بدون برچسب است و تصویربرداری کمی و بی‌درنگ از جریان خون در سطح میکروسکوپی را امکان‌پذیر می‌کند.

این سیستم دارای بسیاری از ویژگی های یک میکروسکوپ فلورسانس کانفوکال است. مانند میکروسکوپ فلورسانس کانفوکال، می تواند تصاویر جریان با کیفیت بالا و با جزئیات را از نمونه های بافت ضخیم به دست آورد. روش توصیف شده توسط محققان نیازی به برچسب زدن فلورسانس یا هر روش آماده سازی نمونه دیگری ندارد. در عوض، مکانیسم کنتراست ذاتی است، بر اساس تغییرات فاز نوری ناشی از جریان سلول‌های خون، که می‌تواند به نوسانات شدت نور تصادفی تبدیل شود.

هنگامی که یک نمونه بافت با پرتو لیزر روشن می شود، تصاویر به دست آمده به طور کلی دارای نوسانات شدت تصادفی هستند، به اصطلاح لکه های لیزری. راه‌اندازی تصویربرداری لکه‌ای لیزری کانفوکال در بالای یک میکروسکوپ کانفوکال اسکن خطی اجرا می‌شود که یک خط روشنایی را روی نمونه تشکیل می‌دهد. یک دوربین خطی برای گرفتن انتخابی سیگنال‌های لکه‌ای که از خط روشن می‌آیند و به طور مؤثر نور خارج از فوکوس را رد می‌کند، قرار داده شده است، که یک مشکل جدی است که منجر به کاهش کنتراست و وضوح در تکنیک‌های معمولی تصویربرداری لکه‌های لیزری می‌شود.

با اسکن سریع خط روشنایی در سراسر سطح نمونه، می توان تصاویر دوبعدی لکه های خام را با سرعت بیش از 200 فریم در ثانیه به دست آورد. تجزیه و تحلیل سری زمانی تصاویر لکه ای پیکسل به پیکسل انجام می شود - استراتژی که وضوح فضایی را در تصاویر پردازش شده حفظ می کند.

همبستگی خودکار و محاسبه کنتراست لکه هر دو حالت های رایج تجزیه و تحلیل هستند که پارامترهای مشتق شده از لکه را به سرعت جریان خون محلی مرتبط می کنند.

با این حال، ترکیب میکروسکوپ کانفوکال با تجزیه و تحلیل لکه‌های مبتنی بر همبستگی خودکار، به نام تصویربرداری خودهمبستگی لکه‌ای لیزری اسکن خطی (LSAI)، مزایای قابل‌توجهی دارد. آزمایش‌های تصویربرداری با حیوانات کوچک، محققان را قادر ساخت تا نشان دهند که LSAI می‌تواند سرعت جریان محلی را در پیکسل‌های منفرد، که به‌طور قابل‌توجهی کوچک‌تر از قطر معمولی مویرگ‌ها هستند، کمی کند. علاوه بر این، LSAI به اندازه کافی سریع است تا تغییرات سرعت جریان ویدئویی را در همان سطح میکروسکوپی ثبت کند.

یک کاربرد فوری و مهم تصویربرداری لکه‌دار لیزری کانفوکال، نقشه‌برداری و تعیین کمیت جریان خون پویا در رگ‌های کوچک است که کوچک‌ترین رگ‌های خونی در بافت‌های اندام، از جمله شریان‌های انتهایی، متارتریول‌ها، مویرگ‌ها و ونول‌ها هستند. تجزیه و تحلیل گردش خون در ریز عروق یا میکروسیرکولاسیون، در تجزیه و تحلیل و درک پاتوفیزیولوژی و پاتوژنز طیف گسترده ای از بیماری های انسانی اساسی است.

ابزارهای آزمایشی با وضوح زمانی و تفکیک مکانی به اندازه کافی بالا برای تجسم درون تنی و مهمتر از آن، اندازه‌گیری کمی نقشه‌های جریان خون وابسته به زمان در عروق کوچک برای تحقیقات بالینی و بالینی بیشتر مطلوب هستند.

محققان بر این باورند که این دستگاه می تواند به یک ابزار تصویربرداری استاندارد در تحقیقات میکروسیرکولاسیون و همچنین برای تشخیص بالینی تبدیل شود.

مقدمه ای بر میکروسکوپ فلورسانس کانفوکال

شرح

این کتاب یک گزارش جامع از نظریه تشکیل تصویر در یک میکروسکوپ فلورسانس هم کانونی و همچنین یک دستورالعمل عملی برای عملکرد ابزار، محدودیت‌های آن و تفسیر داده‌های میکروسکوپ کانفوکال ارائه می‌کند. ضمائم یک مرجع سریع به نظریه نوری، فرمول ها و تعاریف مربوط به میکروسکوپ و نظریه فوریه ارائه می دهند.

میکروسکوپ فلورسانس کانفوکال

میکروسکوپ فلورسانس کانفوکال یک تکنیک میکروسکوپی است که وضوح نوری واقعی سه بعدی (3D) را فراهم می کند. در میکروسکوپ ، وضوح سه بعدی به طور کلی با طراحی ابزار تحقق می یابد ، به طوری که در درجه اول نسبت به پاسخ نمونه ای که از صفحه درون فوکوس ناشی می شود ، یا با حذف کمک های صفحه خارج از کانون ، حساس است. چندین تکنیک برای دستیابی به این هدف تولید شده است به عنوان مثال ، تجزیه و تحلیل سه بعدی  از اطلاعات درون و خارج از فوکس مجموعه ای از تصاویر که در صفحه های کانونی مختلف گرفته شده اند ، برای بازسازی تصویر سه بعدی استفاده می کند. 

مقدمه ای بر میکروسکوپ فلورسانس کانفوکال

این کتاب شرح جامعی از نظریه شکل گیری تصویر در میکروسکوپ فلورسانس کانفوکال و همچنین یک راهنمای عملی برای عملکرد ابزار ، محدودیت های آن و تفسیر داده های میکروسکوپ کانفوکال را ارائه می دهد. ضمائم ارجاع سریع به نظریه نوری ، فرمولها و تعاریف مربوط به میکروسکوپ و تئوری فوریه است.

آزمایشگاه بیوفوتونیک

آزمایشگاه در مهندسی نوری و میکروسکوپ تخصص دارد و ابزار دقیق نوری را برای تحقیقات علوم اعصاب ، جراحی مغز و اعصاب با هدایت تصویر و تشخیص بالینی ایجاد می کند.