上海神经生物学光纤成像方案

在体光纤成像记录人类大量的复杂行为主要取决于上千亿个神经元组成的精确神经环路，而神经环路的建立依赖于神经元之间突触连接的形成。突触是神经元交流的关键结构，只有通过突触连接，神经元之间以及神经元和靶向细胞（包括肌肉，腺体分析的细胞）才能有效的传递信号，因此突触连接是神经信息传递的关键结构。当突触的发育或者形成后维持发生异常，将会导致某些神经退行性疾病的发生，比如精神分裂症和自闭症。类似于线虫的模式生物在体光纤成像记录，成像系统需要具备以下几个方面的功能： 线虫对光非常敏感，在进行共聚焦成像时，需要尽量使用低的激发光强度，低激发光带来的荧光信号的降低，获得更高信噪比的图像，要求共聚焦系统具有较高的灵敏度。在体光纤成像记录使用者拥有很高的灵活性。上海神经生物学光纤成像方案

在体光纤成像记录对于成像结果的处理，需要依赖专业的图像分析软件，分割出目的信号和背景噪声，获得准确的荧光强度值。光学成像方法可分为基于荧光的方法和基于生物发光的方法。光学相对于设备小且较便宜。活的物体显微成像的缺点是它的有创性，因为需要通过手术创造一个窗口来观察感兴趣的结构和组织。宏观层析荧光成像可以无创、定量和三维方式测定荧光，但其空间分辨率比活的物体显微镜低(约1毫米)。光学成像的根本缺点是光的组织穿透率低。由于吸收和散射，荧光发射的可见光谱中的光只能穿透几百微米的组织。这个问题限制了大多数光学方法在小动物或人类表面结构研究中的应用。使用近红外光谱能够提高信号的组织穿透能力，并能降低了组织的自体荧光。上海神经生物学光纤成像方案实时观测动物在进行复杂行为时的神经投射活动。

在体光纤成像记录，指的是利用光学的探测手段结合光学探测分子对细胞或者组织甚至生物体进行成像，来获得其中的生物学信息的方法。传统的动物实验方法需要在不同的时间点处死实验动物，以获得多个时间点的实验数据。而在体光纤成像记录则可以对同一观察目标进行连续的查看并记录其变化，从而达到简化实验的目的。光在体内组织中传播时会被散射和吸收，血红蛋白吸收可见光中蓝绿光波段的大部分，但是波长大于600nm的红光波段无法被其吸收，可以穿过组织和皮肤被检测到。在相同的深度情况下，检测到的发光强度和细胞数量具有线性关系。光源的发光强度随深度增加而衰减，血液丰富的组织/系统衰减多，与骨骼相邻的组织/系统衰减少。

近几年，光纤成像已成为研究热点，如光纤共焦显微成像、在体光纤成像记录，光纤多（双)光子成像和光纤光学相干层析成像（OCT)等。在这些光纤成像系统中，光纤起到光能量传输的的作用。为实现成像，需要将光束聚焦成很小的光点，并利用机械或光学扫描器件对被测目标进行二维（或三维）扫描，再通过图像合成形成扫描的图像。单光纤成像技术利用单根多模光纤传输包含二维（或三维）图像信息的光场，包括强度分布、相位分布和光束波前等信息。单光纤成像技术不需要扫描器件，通过一次成像就可获取整个图像，因此又称为宽场显微成像。偏振是实现在体光纤成像记录的关键特性之一。

在体光纤成像记录光学相干是滤除散射光的物理机制。反射光可以作为相干光，而由于散射光散射的位置不同，造成光路长度的差异，再加上光源的相干长度极短，使得散射光失去了相干的性质。在光学相干断层扫描设备中，光学干涉仪被用来检测相干光。从原理上说，在体光纤成像记录可以将散射光从反射光中滤除，以得到生成图像的信号。在信号处理过程中，可以得到从某一次表面反射的反射光深度和强度。三维图像可以通过类似声纳和雷达的扫描来构建。在已经引入医学研究的无创三维成像技术中，光学相干断层扫描技术与超声成像都采用了回波处理技术，因此他们的原理相似。其他的医学成像技术如计算机断层扫描、核磁共振成像以及正电子发射断层扫描都没有利用回声定位的原理。在体光纤成像记录就是生物样本的造影技术。上海神经生物学光纤成像方案

在体光纤成像记录利用生物发光技术进行动物体内检测。上海神经生物学光纤成像方案

在体光纤成像记录分辨率和对比度是成像质量的重要组成部分，分辨率指成像系统所能重现的被测物体细节的数量，对比度则是成像系统所产生的被测物体与其背景之间的灰度差别。摄像头、镜头和灯光是决定分辨率和对比度的重要因素。成像系统所需较小像素分辨率可由下式计算：较小分辨率=(物件较长端长度/较小特征尺寸)×2以条形码为例，假如较长端长度为60mm，较小特征尺寸是0.2mm，那么根据上式可算出其较小分辨率应该是(60/0.2)×2=600镜头焦距是分辨率另一种表现形式。上海神经生物学光纤成像方案

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