研究人员开发内窥镜,锋利,细胞的三维图像

有爆炸的使用内窥镜医疗过程在过去的30年里,从检查肝脏和胃(称为腹腔镜微创手术。这些工具的使用是牢固确立作为一种成像技术,允许外科医生体内“看到”,让他们认识到他们需要避免淋巴结,或评估肺组织的健康,例如。

最先进的一种内视镜依赖包的微小光学fibers-usually成千上万的仪器给医生关注的领域的图片,他们挽救了无数的生命。

而光纤是完美的角色被薄,灵活,惰性,无毒,以及免疫电磁干扰从其他医疗乐器有一个缺点:医生只能看到两个维度,这平坦的形象是一个限制在诊断条件。但这一切即将改变。

研究中心纳米BioPhotonics (CNBP)已经开发出一种聪明的技术,使微小,有时模糊,不仅更清晰,三维细胞区域的图像。这项研究有潜力提高内镜通过提供更高的质量和更详细的图片。

“我们回去的物理光纤束如何工作,意识到他们实际上传输三维图像,”安东尼·奥尔特博士说,一位前CNBP RMIT大学研究员节点在墨尔本教授黑雁吉布森CNBP首席调查员纳米材料和多通道成像。

“人们通常假定每个纤维束只有报告亮度在另一端。但还有更多。如果你发送不同角度的光进入光纤,在这些美丽的出口模式称为模式”,他补充道。“这是魔法发生的地方。”

奥尔特博士回顾了基本物理寻找新用途和交换想法成像和CNBP同事马丁Ploschner昆士兰大学的。

“玩这些纤维后几个月,很明显,如果你一束光照耀在一端真的高角度,另一端你看到所有这些疯狂的模式,面向看似随机的,”奥尔特博士说。“这是一个非常引人注目的视觉效果和完全不同的你得到当使用纤维在正常情况下。

“我意识到我们不仅仅看到光的空间分布,我们也看到了角分配产生了如果你能测量这两个在同一时间,你有一个“光场”,”他补充道。

事实证明,奥尔特博士的博士学位在光场为中心,他可以立即看到空间和角度信息可以结合创建一个三维图像。“你可以重组光线改变焦点,或发送一组角度传感器和另一组到另一个,有一个立体的图像,”他说。“这就像一个微小的纤维多病灶的镜头。”

但决不是简单的使它成为现实。“我知道我们应该能够做到这一点,但它又几年能够充分认识到这一点,”他说。“我们必须充实数学能够定量模态信息变成深度信息,这是最具挑战性的部分。的直觉是,你只需要保持忙碌的数学。”

microendoscopes的大小使他们适合人体的偏远地区访问。但直到现在,他们已经太小,包含复杂的聚焦光学所需的元素。但光场成像”技术,允许集中,立体可视化和深度映射的纤维,依靠光纤包已经在临床使用。包只是四分之三的30000毫米宽,含有纤维。

“它给你的3 d结构组织你所看到的,这可能会让你分辨一个组织是良性或恶性或介于两者之间,”奥尔特博士说。“我们实验证明可以获得三维信息。下一步是在动物和人类。”

事实上,团队的方法microendoscopic光场荧光成像的一个专利pending-may建立光纤束的新类光场传感器,能够看到他们的深度与表面特征和地图的速度精度之前不能得到的。还有一个额外的优势,技术使用现成的纤维,将希望更快的采用在医学翻译。“我们的想法是试图获取同样的信息从一个活检,但现场吧。这就是我们要努力。这是第一步。”

奥尔特博士,现在研究人员在渥太华的加拿大国家研究委员会,继续与CNBP合作,和对这一结果很满意:“这很好,比我能希望。”

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