雙光子點掃描結構照明之顯微影像處理方法image processing method of two-photon structured illumination point scanning microscopy

專利類型

新型

專利國別 (專利申請國家)

美國

專利申請案號

14/884,893

專利證號

US 9,696,255 B2

專利獲證名稱

雙光子點掃描結構照明之顯微影像處理方法image processing method of two-photon structured illumination point scanning microscopy

專利所屬機關 (申請機關)

國立中央大學

獲證日期

2017/07/04

技術說明

雙光子掃描影像顯微術(Two-photon scanning microscopy, TPSM)對於生物醫學的研究有極大的幫助，一般廣域單光子顯微鏡(Single-photon microscopy, SPM)雖然可以看得到物體的橫向(XY維度)結構，但由於傳統螢光SPM在縱向上並無法辨識，在影像系統收訊號時，CCD收到焦平面以外的所有訊號，使影像對比度低，並無法建構正確的3D模型。雙光子激發光強度門檻非常高，故只有在聚焦點的那個面會激發出螢光，使得TPSM影像具有優秀的光學切片能力(Optical sectioning power)，如此可建立正確的3D影像，但TPSM的解析度仍然受限於繞射極限(Diffraction limit)，因此許多繞射極限以下的結構無法被觀測。為了在雙光子研究上提供超解析3D影像，本研究將”雷射結構照明顯微術”應用在雙光子單點掃描顯微，利用改變掃描路徑的方式，藉此在影像上產生等效於照明條紋的掃描條紋。除了經由空間頻譜資訊的編解碼，可提升影像空間解析度與訊雜比以外，結合雙光子切片能力，本技術也可應用於3D超解析影像，作為非侵入式生醫影像系統 In general, wide-field single-photon microscopy (WF-SPM) can analyze the structure of sample in lateral axis. However, the resolution of WF-SPM along longitudinal axis is infinite so the 3D image isn’t accurately reconstructed. The emission signal of two-photon scanning microscopy (TPSM) has excellent optical sectioning power so TPSM could reconstruct perfect 3D image. However, the resolution of TPSM is limited by diffraction limit. The scale of structure in cell is below diffraction limit couldn’t be detected.Here, we purpose to acquire the super-resolution 3D image in TPSM so structured illumination microscopy will be applied in TPSM. The structured illumination pattern is temporally controlled by changing the scanning path. Consequently, the information of spatial spectrum will be coded by scanning pattern that could improve the spatial resolution and signal noise ratio of image. For a non-invasive biomedical image system, the technique could be apply to super-resolution 3D image

備註

本部(收文號1090071728)同意該校109年11月30日中大研產字第1091401301號函申請終止維護專利(中央)

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