光學(xué)成像的關(guān)鍵技術(shù)和工藝

照相機(jī)

先進(jìn)的數(shù)碼相機(jī)采用各種傳感器技術(shù)，如互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)和電荷耦合器件(CCD)，以提高圖像質(zhì)量、靈敏度和處理速度。這些進(jìn)步使高分辨率成像技術(shù)在從攝影到醫(yī)療診斷的各種應(yīng)用中得以實(shí)現(xiàn)。

光譜成像

光譜成像技術(shù)可捕捉材料的光譜信息進(jìn)行化學(xué)分析。

例如，拉曼光譜利用激光與分子振動(dòng)的相互作用來(lái)揭示化學(xué)特性。它對(duì)于識(shí)別化合物和分析材料，包括監(jiān)測(cè)手術(shù)環(huán)境中的麻醉氣體混合物至關(guān)重要。

醫(yī)學(xué)成像技術(shù)

光學(xué)醫(yī)學(xué)成像技術(shù)使用非電離輻射，可減少患者接觸有害輻射的機(jī)會(huì)，并能安全地反復(fù)監(jiān)測(cè)疾病進(jìn)展和治療效果。

例如，光學(xué)相干斷層掃描(OCT)通過(guò)提供詳細(xì)、非侵入性的組織表層下成像，為眼科帶來(lái)了革命性的變化。這種技術(shù)將光線射入組織，測(cè)量反射光，從而生成高分辨率的橫截面圖像，便于精確觀察內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

光聲成像結(jié)合了光學(xué)和聲學(xué)方法，將激光脈沖發(fā)射到組織，引起局部加熱和膨脹，產(chǎn)生可探測(cè)到的聲波，從而進(jìn)行成像。這種技術(shù)尤其適用于評(píng)估腫瘤血管生長(zhǎng)情況、檢測(cè)皮膚黑色素瘤和監(jiān)測(cè)組織氧合水平。

彌散光學(xué)斷層掃描(DOT)和成像(DOI)是一種非侵入性方法，利用近紅外線來(lái)評(píng)估組織特性，如總血紅蛋白濃度和血氧飽和度。這些技術(shù)在軟組織成像方面表現(xiàn)出色，可應(yīng)用于乳腺癌檢測(cè)、腦功能評(píng)估、中風(fēng)診斷以及光動(dòng)力和放射治療等療法的監(jiān)測(cè)。

顯微成像技術(shù)

各種光學(xué)顯微成像技術(shù)可提供亞微米級(jí)的高分辨率成像，實(shí)現(xiàn)細(xì)胞結(jié)構(gòu)和過(guò)程的詳細(xì)可視化。這種方法可使焦平面上的熒光結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出高對(duì)比度，但焦外信號(hào)可能會(huì)影響圖像質(zhì)量。

共聚焦顯微鏡克服了這一限制，它可以對(duì)樣本進(jìn)行三維掃描，同時(shí)將檢測(cè)范圍限制在一個(gè)確定的焦平面內(nèi)。這可以通過(guò)針孔孔徑來(lái)實(shí)現(xiàn)，針孔孔徑可以排除焦外光線，從而獲得更高分辨率的圖像。

審核編輯 黃宇