華東師范大學(xué)精密光譜科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室張?jiān)姲唇淌诤蜕驑?lè)成教授團(tuán)隊(duì)在光聲顯微成像領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。針對(duì)光聲顯微中由于光學(xué)像差而導(dǎo)致的成像分辨率降低的問(wèn)題，該團(tuán)隊(duì)研發(fā)出一種自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)，能夠有效地校正這些像差從而恢復(fù)成像分辨率。通過(guò)利用超聲信號(hào)作為反饋機(jī)制，他們成功地實(shí)現(xiàn)了對(duì)活體樣本（如斑馬魚(yú)和小鼠耳朵）的三維成像，在糾正生物組織不均勻引起的光學(xué)像差方面表現(xiàn)出顯著的效果。相關(guān)成果于2月5日以 Acoustic-feedback wavefront-adapted photoacoustic microscopy 為題在 Optica 在線發(fā)表。
Optica 在線刊發(fā)張?jiān)姲唇淌诤蜕驑?lè)成教授團(tuán)隊(duì)研究成果
光聲顯微成像是一項(xiàng)利用非電離光子和低散射超聲進(jìn)行成像的關(guān)鍵技術(shù)，在眾多科學(xué)和工程領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用意義。然而，由于生物組織折射率的不均勻性，光波在傳播過(guò)程中會(huì)發(fā)生畸變，導(dǎo)致光學(xué)像差的形成，從而引起焦點(diǎn)強(qiáng)度的降低和尺寸的增大。因此，在光聲顯微成像中，光學(xué)像差的存在不可避免地導(dǎo)致成像信噪比和分辨率隨成像深度增加而降低。然而，由于光聲成像具有獨(dú)特的超聲檢測(cè)模式，傳統(tǒng)用于修正像差的自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)在適應(yīng)主流光聲成像系統(tǒng)方面存在著不適配的問(wèn)題。
波前自適應(yīng)光聲顯微成像系統(tǒng)的像差修正原理
針對(duì)當(dāng)前研究狀況，張?jiān)姲唇淌诤蜕驑?lè)成教授團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一套新型的波前自適應(yīng)光聲顯微成像系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用聲學(xué)反饋來(lái)校正光聲成像中由組織引起的光學(xué)像差。具體而言，系統(tǒng)通過(guò)使用貪婪算法動(dòng)態(tài)地逐點(diǎn)優(yōu)化在空間光調(diào)制器上顯示的相位圖，對(duì)組織引起的像差進(jìn)行了點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。在對(duì)活體斑馬魚(yú)胚胎和小鼠耳朵進(jìn)行成像時(shí)，該系統(tǒng)能夠有效地糾正組織引起的像差，顯著改善圖像質(zhì)量，并揭示傳統(tǒng)光聲顯微無(wú)法識(shí)別的微結(jié)構(gòu)。研究團(tuán)隊(duì)期待該搭載波前自適應(yīng)模塊的光聲顯微系統(tǒng)在活體成像領(lǐng)域發(fā)揮作用，成為準(zhǔn)彈道光區(qū)域內(nèi)無(wú)標(biāo)記光學(xué)成像的重要工具。
波前自適應(yīng)光聲顯微成像系統(tǒng)在進(jìn)行像差修正后所得到的小鼠耳朵成像
該研究由華東師范大學(xué)張?jiān)姲唇淌诤蜕驑?lè)成教授團(tuán)隊(duì)、暨南大學(xué)關(guān)柏鷗教授團(tuán)隊(duì)、印第安納大學(xué)伯明頓分校劉焱博士以及美國(guó)加州理工學(xué)院汪立宏教授團(tuán)隊(duì)合作完成，其中華東師范大學(xué)為第一完成單位。劉焱博士、張?jiān)姲唇淌诤屯袅⒑杲淌跒檎撐牡墓餐ㄓ嵶髡撸A東師范大學(xué)的沈樂(lè)成教授、暨南大學(xué)的馬軍副研究員以及博士研究生侯承天為論文的共同第一作者。
附：
論文鏈接：https://opg.optica.org/optica/fulltext.cfm?uri=optica-11-2-214&id=546305
本文鏈接：華東師大研究團(tuán)隊(duì)在光聲顯微成像領(lǐng)域取得進(jìn)展http://m.sq15.cn/show-11-2960-0.html
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