来源:华东师范大学 发布时间:2024/2/11 11:45:08
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华东师大研究团队在光声显微成像领域取得进展

 

华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室张诗按教授和沈乐成教授团队在光声显微成像领域取得重要进展。针对光声显微中由于光学像差而导致的成像分辨率降低的问题,该团队研发出一种自适应光学技术,能够有效地校正这些像差从而恢复成像分辨率。通过利用超声信号作为反馈机制,他们成功地实现了对活体样本(如斑马鱼和小鼠耳朵)的三维成像,在纠正生物组织不均匀引起的光学像差方面表现出显著的效果。相关成果于2月5日以 Acoustic-feedback wavefront-adapted photoacoustic microscopy 为题在 Optica 在线发表。

Optica 在线刊发张诗按教授和沈乐成教授团队研究成果

光声显微成像是一项利用非电离光子和低散射超声进行成像的关键技术,在众多科学和工程领域具有重要的应用意义。然而,由于生物组织折射率的不均匀性,光波在传播过程中会发生畸变,导致光学像差的形成,从而引起焦点强度的降低和尺寸的增大。因此,在光声显微成像中,光学像差的存在不可避免地导致成像信噪比和分辨率随成像深度增加而降低。然而,由于光声成像具有独特的超声检测模式,传统用于修正像差的自适应光学技术在适应主流光声成像系统方面存在着不适配的问题。

波前自适应光声显微成像系统的像差修正原理

针对当前研究状况,张诗按教授和沈乐成教授团队开发了一套新型的波前自适应光声显微成像系统。该系统利用声学反馈来校正光声成像中由组织引起的光学像差。具体而言,系统通过使用贪婪算法动态地逐点优化在空间光调制器上显示的相位图,对组织引起的像差进行了点对点的动态补偿。在对活体斑马鱼胚胎和小鼠耳朵进行成像时,该系统能够有效地纠正组织引起的像差,显著改善图像质量,并揭示传统光声显微无法识别的微结构。研究团队期待该搭载波前自适应模块的光声显微系统在活体成像领域发挥作用,成为准弹道光区域内无标记光学成像的重要工具。

波前自适应光声显微成像系统在进行像差修正后所得到的小鼠耳朵成像

该研究由华东师范大学张诗按教授和沈乐成教授团队、暨南大学关柏鸥教授团队、印第安纳大学伯明顿分校刘焱博士以及美国加州理工学院汪立宏教授团队合作完成,其中华东师范大学为第一完成单位。刘焱博士、张诗按教授和汪立宏教授为论文的共同通讯作者,而华东师范大学的沈乐成教授、暨南大学的马军副研究员以及博士研究生侯承天为论文的共同第一作者。

附:

论文链接:https://opg.optica.org/optica/fulltext.cfm?uri=optica-11-2-214&id=546305

 
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