0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

光电探测器+像素化光谱滤波器,助力实现仿生光学内窥镜成像系统

MEMS 来源:MEMS 2023-06-08 16:22 次阅读

美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校(UIUC)的研究小组开发了一种仿生光学内窥镜成像系统(EIS),该系统采用的仿生成像传感器(BIS)的设计灵感来源于螳螂虾,其在解析两个近红外(NIR)探针的同时可捕获彩色图像。

51582098-05d5-11ee-962d-dac502259ad0.jpg


仿生光学内窥镜成像系统(EIS)的仿生成像传感器(BIS)垂直集成感光像素阵列和光谱滤波器,可以捕获六个不同光谱通道上的光子(来源:UIUC)

基于当前荧光平台微型化和高灵敏度要求的趋势,光学诊断探针将在癌症诊断和光学活检中发挥越来越重要的作用。

荧光引导手术(FGS)是癌症微创手术中的一种,在该手术中,患者被注射一种优先结合肿瘤细胞的荧光探针,外科医生在光学内窥镜成像系统发出的光照下便能够轻松地识别出其病变部位。

据麦姆斯咨询报道,近日,美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校(UIUC)的一个研究小组开发了一种新型仿生光学内窥镜成像系统(EIS),该系统采用了以螳螂虾的视觉系统为模型的传感器,可以同时捕捉彩色图像并解析两个近红外(NIR)探针。

5162d312-05d5-11ee-962d-dac502259ad0.jpg


仿生光学内窥镜成像系统的小鼠体内验证

螳螂虾的眼睛可以检测线偏振光和圆偏振光,这对成像和数据存储都有一定影响,一段时间以来,该功能一直吸引着光学设计师的目光。

伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的研究成果发表在《生物医学光学杂志》(Journal of Biomedical Optics)上,该研究指出荧光引导手术能够检测使用多个近红外荧光探针标记的肿瘤。这将克服目前的障碍——使用不同示踪剂的混合物来适应肿瘤的异质性,但用于分析的内窥镜只能检测单一标记物。

螳螂虾复眼顶部的感光细胞优先记录较短波长的光子,而底部的感光细胞则优先记录较长波长的光子。以该架构为蓝图,伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的研究小组采用N型掺杂硅层和P型掺杂硅层,以及由不同介电材料层组成的干涉滤波器,设计了一种人工探测器。

更易检测小肿瘤或隐藏肿瘤

“我们的仿生成像传感器(BIS)将垂直堆叠的光电探测器与像素化光谱滤波器相结合,在近红外光谱中进行三次观测,同时捕捉彩色(RGB)图像。”该研究小组在其发表的论文中提到,“这种方法与目前一流的多光谱成像系统截然不同,目前一流的多光谱成像系统虽然结合了多个摄像头和复杂的光学元件,但仍然只对单个分子示踪剂进行成像。”

该研究项目还必须考虑一个合适的激发源来激活荧光示踪剂,研究小组设计定制的分叉光纤连接到三个独立光源:白光LED、665纳米近红外激光器、785纳米近红外激光器。

在注射了两种标记物的乳腺癌小鼠模型的临床前试验中,该系统可以清楚区分单个示踪剂和混合物产生的荧光信号。研究小组在对从患者身上切除的人类肺癌结节进行的测试中,最初仅使用一个标记物来评估临床效果,验证了近红外荧光和彩色靶点的同步成像以及检测肿瘤的能力。

518673da-05d5-11ee-962d-dac502259ad0.jpg


基于仿生光学内窥镜成像系统的术中荧光标记肺癌结节成像的临床验证

该研究小组评论道:“新开发的仿生光学内窥镜成像系统将帮助医生更容易地检测较小或隐藏的肿瘤。”该系统的设计初衷是用来治疗肺癌的,但是研究人员预期其将为使用多示踪剂荧光引导手术的仪器平台铺平道路,使其体积更小,更易于在临床实践中使用。

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 传感器
    +关注

    关注

    2515

    文章

    47698

    浏览量

    738696
  • 滤波器
    +关注

    关注

    158

    文章

    7288

    浏览量

    174576
  • 光电探测器
    +关注

    关注

    4

    文章

    226

    浏览量

    20147

原文标题:光电探测器+像素化光谱滤波器,助力实现仿生光学内窥镜成像系统

文章出处:【微信号:MEMSensor,微信公众号:MEMS】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    CdZnTe探测器γ射线响应及稳定性研究

    【作者】:徐亚东;介万奇;何亦辉;查钢强;王涛;王军;【来源】:《光电子.激光》2010年03期【摘要】:基于自制的CdZnTe(CZT)平面探测器(10 mm×10 mm×2.5 mm),研究
    发表于 04-22 11:32

    光子探测器

    ``光子计数探测器混合像素探测器,为您的实验室精心准备PILATUS混合像素探测器的设计是X射线探测
    发表于 03-03 19:12

    红外辐射探测器

    。2.红外辐射探测器的构成红外辐射探测器主要由光学系统和红外接收两部分组成,如图4.27所示。(1)光学系统主要用来产生某一波段范围内的红
    发表于 12-27 11:58

    为好奇号火星探测器提供视野

    。在这些系统中,每一摄像头结合200万像素CCD图像传感KAI-2020,专为(地面)成像应用如机器视觉检测和显微镜而设计。但在这探测器
    发表于 11-01 08:59

    如何选择汽车LiDAR的激光光电探测器

    损耗限制了其可用范围。  Flash面阵式LiDAR对场景进行光覆盖,尽管照明区域与探测器视野相匹配。在探测光学焦平面上的APD阵列即为探测器。每个APD均独立地测量ToF以
    发表于 11-08 10:42

    紫外火焰探测器在火灾中的应用

    探测模块,通过采用放大电路、信号处理和数字滤波技术,改善了市场上现有火灾报警系统存在的不足。最后工采网小编给大家介绍两款能够应用在火焰检测和紫外线检测领域的紫外线探测器,首先是从德国进
    发表于 03-04 09:51

    LabVIEW的光谱数据采集系统的设计与分析

    分为光学系统设计、硬件设计及应用程序设计三部分工作。光谱分析系统是典型的基于光电探测器进行测量的光电
    发表于 06-06 08:00

    DMD可克服传统光谱分析仪架构缺点

    路径中光学信号。来自样本的响应在DMD上成像,从而实现对每个波长的空间控制。这个评估模块的目的在于,通过将高效MEMS用作光谱分析中的高速2D滤波器
    发表于 08-01 04:45

    TC-BPR系列1600M平衡探测器模块

    TC-BPR系列1600MHz平衡光探测模块集成了两个匹配的光电二极管和一个超低噪声的互阻放大器,有效地减少激光噪声和共模噪声,提高系统的性噪比,具有多种
    发表于 02-25 10:21

    全数字式四象限精密光电方位探测器

    全数字式四象限精密光电 一、原理四象限光电探测器实际由四个光电探测器构成,每个探测器一个象限
    发表于 11-26 18:05 1391次阅读
    全数字式四象限精密<b class='flag-5'>光电</b>方位<b class='flag-5'>探测器</b>

    四象限光电探测器的设计方案

    一、原理四象限光电探测器实际由四个光电探测器构成,每个探测器一个象限,目标光信号经光学系统后在四
    发表于 07-14 10:13 1858次阅读
    四象限<b class='flag-5'>光电</b><b class='flag-5'>探测器</b>的设计方案

    基于集成光电探测器仿生偏振光导航传感器_王璐

    基于集成光电探测器仿生偏振光导航传感器_王璐
    发表于 03-19 19:25 0次下载

    等离子体光电探测器助力实现精准农业

    近日,北卡罗来纳州达勒姆——杜克大学已经开发出一种新的、可以在单个芯片上实现的广谱光电探测器。该光电探测器使用由电磁材料制成的片上
    的头像 发表于 12-02 15:37 2593次阅读

    光电探测器+像素光谱滤波器助力实现仿生光学内窥镜成像系统

    美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校(UIUC)的研究小组开发了一种仿生光学内窥镜成像系统(EIS),该系统采用的
    的头像 发表于 06-08 16:21 619次阅读
    <b class='flag-5'>光电</b><b class='flag-5'>探测器</b>+<b class='flag-5'>像素</b>化<b class='flag-5'>光谱</b><b class='flag-5'>滤波器</b><b class='flag-5'>助力</b><b class='flag-5'>实现</b><b class='flag-5'>仿生光学</b><b class='flag-5'>内窥镜</b><b class='flag-5'>成像</b><b class='flag-5'>系统</b>

    一种基于单像素光电探测器的高光谱视频成像系统设计

    日前,北京理工大学光电学院王涌天教授、刘越教授团队成员徐怡博教授与来自谷歌公司和美国莱斯大学研究人员合作,开发了一种具有优异压缩比和吞吐量的基于单像素光电探测器的高
    的头像 发表于 03-15 09:40 136次阅读
    一种基于单<b class='flag-5'>像素</b><b class='flag-5'>光电</b><b class='flag-5'>探测器</b>的高<b class='flag-5'>光谱</b>视频<b class='flag-5'>成像</b><b class='flag-5'>系统</b>设计