激光扫描显微镜方法实现快速三维成像

       由东北大学和大阪大学的研究人员开发的一项技术可以在不移动观察平面的情况下快速拍摄3D图像，而移动观察平面在传统的激光扫描显微镜中是非常必要的。

       使用激光扫描时的主要问题显微镜学因为3D成像是一个耗时的过程。它涉及重复的2D图像采集，这需要观察平面不断变化。

通过以下方式实现的轴向分辨检测波阵面光针显微镜工程。在不移动观察平面的情况下快速获取3D图像的激光扫描显微镜技术可以加速各种研究和工业领域中的图像获取。

       研究人员开发的方法使用了一种激光，他们称之为“光针”，它沿着轴向方向呈点状拉长，并在激光扫描显微镜中用作照明源。一般来说，使用这种光针是一种常见的方法，可以产生深焦图像，捕捉样本的扩展深度范围而不会模糊。然而，该方法仅提供缺乏关于样本的深度信息的2D图像。

       研究人员使用一种基于计算机生成全息术的技术，从而提出操纵从标本发出的荧光信号。该团队操纵荧光信号的波前，根据其轴向位置横向移动图像位置。利用这种方法，可以以与2D光栅扫描的帧速率相等的速度捕获3D体积图像，这在基于点扫描的成像框架中极大地提高了3D体积成像的采集速度。

       该系统根据光针在20米深度范围内的单次2D扫描构建了一幅3D图像。它还记录了悬浮在水中的微米大小的珠子的动态运动的3D视频，据研究人员称，这是现有的激光扫描显微镜很难实现的。

       测试还实现了厚生物样品的快速三维图像采集，速度比传统模式快10倍以上。研究人员表示，这项技术可以加快各种研究和工业领域的图像获取速度。在在这些领域，3D图像观察和评估必不可缺。该小组计划进一步将所提出方法的适用性扩展到小型化系统，目标是将其用于实际应用。

       该项研究发表在生物医学光学快报 (www.doi.org/10.1364/BOE.449329)。