全器官自動三維低溫成像.pdf

1、能量代謝的觀測對于很多生理和病理機制的揭示都有著重要的意義。低溫光學顯微成像系統(tǒng)將低溫環(huán)境和光學顯微成像系統(tǒng)相結(jié)合，通過機械銑削來打破光學成像深度的限制，提供了一種高精度獲取生物組織能量代謝狀態(tài)的手段。然而，現(xiàn)有低溫成像系統(tǒng)還存在著兩個技術(shù)問題：低溫環(huán)境雖然在防止樣品形變、固定樣品代謝狀態(tài)、提高樣品內(nèi)源性自發(fā)熒光亮度等方面具有明顯技術(shù)優(yōu)勢但該環(huán)境也影響了系統(tǒng)的成像質(zhì)量和圖像的穩(wěn)定性；由于現(xiàn)有低溫成像系統(tǒng)未能實現(xiàn)自動化尚無法高效地獲取組織

2、的三維結(jié)構(gòu)信息以及三維代謝信息。
　　本文首先圍繞第一個問題展開討論，低溫環(huán)境對成像質(zhì)量的影響體現(xiàn)在三個方面：第一，低溫會使樣品斷面產(chǎn)生冰晶；第二，低溫會使物鏡鏡頭產(chǎn)生水霧；第三，封閉的液氮循環(huán)環(huán)境會使樣品表面產(chǎn)生碎屑。低溫環(huán)境對圖像穩(wěn)定性的影響體現(xiàn)在：由于樣品槽內(nèi)液氮液面的蒸發(fā)所造成的液面高度波動會轉(zhuǎn)換為樣品斷面溫度的波動，溫度的波動會進一步影響熒光的亮度。為了提高成像質(zhì)量和圖像的穩(wěn)定性，我們分別為該系統(tǒng)設(shè)計了氣動液氮噴壺裝置，

3、物鏡循環(huán)加熱裝置以及樣品槽自動加液裝置。
　　本文緊接著圍繞著第二個問題展開討論，為了實現(xiàn)系統(tǒng)的自動化，提高系統(tǒng)的成像效率，我們分別為該系統(tǒng)設(shè)計了光學自動成像方案以及氣動液氮噴壺報警裝置，最后我們將上述設(shè)計的裝置通過程序?qū)崿F(xiàn)和低溫成像系統(tǒng)的其他模塊完成時序上的配合從而最終實現(xiàn)整個系統(tǒng)的自動化。
　　本文的最后通過一套鼠腦的白光數(shù)據(jù)集和鼠腎的熒光數(shù)據(jù)集分別論證了改進后的低溫成像系統(tǒng)獲取生物器官的三維結(jié)構(gòu)信息和三維代謝信息的水平