再过去的几十年中，内窥镜已被用于以微创或无创的方式观察人体内空腔内部或人体内部器官表面，以进行诊断或治疗。然而，临床上常用的普通白光内窥镜和放大内窥镜的分辨率低、对比度差,需要通过病理活检来确诊。近年来,新应用于临床的窄谱技术通过光学或数字滤波的方式利用蓝光照射组织，以强化黏膜表面的细微结构和微血管形态,提高成像对比度,但仍未解决成像分辨率低的问题。因此,白光和窄带光内窥镜无法实现光学活检,严重降低了诊断的准确性。共聚焦内窥镜由于分辨率可达亚微米量级并且具有光学切片的能力,可以呈现出与病理活检高度一致的细胞形态。共聚焦内窥显微成像技术在消化道、皮肤、眼部等疾病的诊断方面具有重要作用。
共聚焦内窥显微成像技术及其应用
前言：再过去的几十年中，内窥镜已被用于以微创或无创的方式观察人体内空腔内部或人体内部器官表面，以进行诊断或治疗。然而，临床上常用的普通白光内窥镜和放大内窥镜的分辨率低、对比度差,需要通过病理活检来确诊。近年来,新应用于临床的窄谱技术通过光学或数字滤波的方式利用蓝光照射组织，以强化黏膜表面的细微结构和微血管形态,提高成像对比度,但仍未解决成像分辨率低的问题。因此,白光和窄带光内窥镜无法实现光学活检,严重降低了诊断的准确性。共聚焦内窥镜由于分辨率可达亚微米量级并且具有光学切片的能力,可以呈现出与病理活检高度一致的细胞形态。共聚焦内窥显微成像技术在消化道、皮肤、眼部等疾病的诊断方面具有重要作用。
一、共聚焦内窥显微成像的优势
在光学显微镜中，照明光在整个视野中应尽可能均匀地穿过样品。对于较厚的样品，如果物镜没有足够的焦深，来自焦平面上方和下方的样品平面的光就会被检测到。失焦的光线会增加图像的模糊度，从而降低分辨率。在荧光显微镜中，视野中的任何染料分子都会受到刺激，包括离焦平面中的染料分子。共聚焦显微技术利用共聚焦系统有效地排除了焦面以外光信号的干扰，提高了分表率，实现了光学切片。目前，共聚焦显微成像技术是生物医学领域非常重要的分析工具，借助该技术，研究人员能够对细胞中的特定成分进行光学切片和三维（3D）重建。
自20世纪60年代引入柔性胃肠（GI）内窥镜检查以来，内窥镜成像技术不断取得进步。在过去的几十年中，内窥镜已被用于以微创或无创的方式观察空腔内部或人体内部器官的表面，以进行诊断或手术。目前临床上常用的白光和窄带光内窥镜无法达到细胞水平的分辨率，因此无法实现光学活检，严重降低了诊断的准确性。共聚焦显微成像技术的分辨率可以达到亚微米级别并且具有光学切片的能力，它可以呈现与病理活检高度一致的细胞形态。自2004年问世以来，共聚焦激光内窥镜技术已成为肠胃成像的重要工具。基于该技术，内窥镜医师可以在焦平面进行细胞成像和组织结构评估，获得实时的体内组织信息。
二、共聚焦显微成像的基本原理
共聚焦显微成像技术是Minsky于1957年提出的，通过在同一共轭图像平面上使用照明侧和检测侧针孔来实现“共聚焦”。1967年Egger和Petran成功地将共聚焦显微成像技术用于神经组织的无标记成像。在共聚焦显微成像技术中，单色激光经过一个照明针孔后形成点光源，一个物镜将点光源聚焦到样品上，在探测端由另一个物镜将来自样品的信号聚焦到探测针孔处。在这个过程中，使用单光束扫描的方式使用点光源在样品上进行逐点扫描，实现二维成像，这就是激光扫描共聚焦显微镜的工作原理。共聚焦显微成像技术的关键在于两个针孔的“共聚焦”可以屏蔽所有来自非焦面的信号，在探测针孔后的光电倍增管只能探测来自焦平面的信号。因此，该技术具有光学切片的能力。
结语：共聚焦显微技术是近十几年迅速发展起来的一项高新研究技术，目前应用领域扩展到细胞学、微生物学、发育生物学、遗传学、神经生物学、生理和病理学等学科的研究工作中，成为现代生物学微观研究的重要工具。
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