中文：内窥镜；英文：endoscope

透镜计算显微内窥镜技术背景：光学内窥镜广泛用于对人体内部进行成像，从而实现疾病诊断和手术图像引导。此外，光纤显微内窥镜正成为对活体动物进行结构和功能脑成像的极其有价值的工具。此类行为研究需要具有高时空分辨率的工具，在大空间范围上成像，从而捕捉大脑深处的大规模神经活动。当前的一种方法是通过单芯光纤的头端(distal)扫描或使用多芯光纤的近端(proximal)扫描来获取场景的每个图像像素。这种设计通常使用机械扫描仪和微透镜，并以高空间分辨率恢复图像，但视野受扫描仪偏转角的限制。另一种方法为宽场照明，使用多芯光纤或光纤束进行检测，其中纤芯传输场景的图像像素。在这种情况下，由于纤芯之间的串扰和像素 ...

5mm的超细内窥镜技术背景：生物医学需要微创内窥镜，纤维内窥镜是微创内窥镜的一种，被广泛用于体内进行医学观察。常见的柔性内窥镜基于相干光纤束(coherent fiber bundles, CFB，也称为多芯光纤),它将强度模式从远端光纤面的隐藏区域传输到近端光纤端面的仪器上。位于光纤远端的镜头缩小或放大芯到芯的距离，并确定系统的分辨率。相干光纤束的直径可小至数百微米，以实现微创的目的。然而，远端光学部件增加了内窥镜的尺寸(通常在毫米范围)。此外，传统的二维内窥镜在没有机械扫描的情况下无法给出深度信息。最近，具有三维成像能力的超细内窥镜已被提出，它能进入像视觉皮层、耳蜗和细血管这样的精细结构。 ...

成像多模光纤内窥镜技术背景：癌症和纤维化疾病会以组织结构发生变化的形式表现出来，目前对这些疾病的医学诊断主要基于活检和随后的非现场组织病理学手段。而使用微创技术，可以即时且原位地做出类似诊断，这极大的减小了做出诊断的时间并且避免了重复手术的可能。基于此，被称为光学切片的先进光学成像技术被开发出来用于微创成像。这种技术依靠各种各种的无标记光学成像模态（通常是将这些模态结合起来一起使用），如相干反斯托克斯拉曼光谱（anti-Stokes Raman spectroscopy, CARS）、双光子荧光、二次谐波生成（second-harmonic generation, SHG）成像等（参见本订阅号 ...

束的各种医用内窥镜（胃镜、腹腔镜、肛肠镜等）。采用光纤照明的优点时，光源外置患者体外，并聚焦于导光束的输入端，热量可以采取隔热片或介质膜反射器从光纤束中排除，从而保证患者体内不受光源灼伤。此外，这种方式照明所获得的照度比传统照明系统高的多，显著提高了体内检查诊断与手术效果。图1.常规传光束在医疗领域的应用（2）分支光导结构。传光束可以分为一系列的输入与输出分支光导，即将传光束的单端结构变为多端结构，最终输出端各个分支光输出的面积和为输入面积的总和。这种分支光导最简单的结构即为一进二出的Y型光纤，广泛用于多种光纤传感器中；此外，还有使用于各种不同应用需要的一进多出或多进多出等各种形式分支光导结构 ...

以通过柔韧的内窥镜引入体内，将CO2激光辐射传送到以前这种激光器无法到达的区域。图6、图中灰色光缆内部的空芯光纤用于微创手术在光纤传感领域中，温度敏感特性是需要被利用的，但在光通信领域，往往需要克服这个特性。尤其是需要时间同步，或需要从光信号中获取时间信息的应用，例如跨洋同步网络，遥感数据，和带光纤延迟线路的激光器。通常，每摄氏度的温度变化可以使每公里标准实芯光纤的传播时间改变约40皮秒。如图7中不同芯直径的空芯光纤在通信波段的热延迟系数（TCD）的变化，更高的芯直径（37-cells）拥有更低的损耗。中空的光子带隙光纤与实心石英光纤的结构差异，使得大部分的光功率通过空气介质而非玻璃（石英）材 ...

(3) 置于内窥镜头端部成像用的超紧凑、快速、精确的扫描仪；(4) 高性能小型化高数值孔径的内窥显微物镜，在双波段进行校正(因为相干拉曼成像使用两个光谱不一样的激光束)。文章创新点：基于此，GRINTECH GambH的Ekaterina Pshenay-Severin(第一作者)和莱布尼茨光子技术研究所的Juergen Popp(通讯作者)等人提出了一种结合紧凑型的四波混频光纤激光器的超紧凑光纤扫描内窥镜平台用于多模(CARS/SHG/TPEF)非线性内窥显微镜成像，并证明了在非线性成像应用(如图像引导手术和在体诊断)中的潜力。研发的核心部件有:(1) 便携式光纤激光；(2) 一种新型固体光 ...

中使用的侧视内窥镜）。通过通道将成像探头与组织隔离并提供与组织匹配的折射率，我们可以在通道内自由旋转和移动成像探头以对不同的大脑区域进行成像。旋转成像探头可获得通道周围的 360 度全景视图。探头沿通道的上下移动使我们能够在整个插入长度内成像。与传统成像探头只能探测尖端前部小块区域的体积相比，COMPACT 可以在插入的通道周围进行大体积成像。视频1：双光子成像系统及全深度全景双光子成像操作。视频2：与瞳孔大小相关的神经元活动的纵向多区域钙成像。参考文献：Wei, B., Wang, C., Cheng, Z.et al.Clear optically matched panoramic ac ...

射介质成像、内窥镜中通过多模光纤成像等），我们可以通过测量系统对所有可能的输入空间位置的响应来校正H。有的研究人员基于此思路，使用移除传统的光学元件或故意用随机元件替代传统光学元件的方法来成像。4.3b 协同协同是指设计人员利用他在光学和处理方面的知识，发挥其各自的优势来设计系统。比如说，后端检测处理在反转几何畸变上有优势，那么我们可以让光学模块承担最小的畸变控制，把大部分光学资源放在色差的校正上。协同设计的准则是，设计人员基于以最小的代价获得最佳的性能的原则选择光学上或者计算上解决某个问题。4.3c 集成集成设计考虑成像过程中光学模块和计算的相互影响。目的是通过计算来提高光学模块的成像性能， ...

光原位杂交、内窥镜照明、微流控等照明。图1 Lumencor光源成像示意图二、Lumencor显微镜光源分类(1)激光光源：Lumencor 的 CELESTA 和 CELESTA quattro 光引擎包含 4-7 个可单独寻址的固态激光光源阵列。激光输出与复杂的控制和监控系统相结合，提供旋转盘共聚焦显微镜、空间分辨转录组学和其他高级成像应用所需的高性能照明。图2 CELESTA 光源（2）LED光源：4、5 或 6 个固态照明光源同时工作以产生白光，多种型号可选，光纤输出或液体光导输出。图3 SOLA光源及其光谱图4 PEKA光源及其光谱（3）其他光源图5 MIRA光源及其光谱图6 AUR ...

组织。多光子内窥镜(MPE)有望使该方法在临床应用中可行，通过在肿瘤切除过程中实现实时边缘评估来改善医生和患者的结果。为了测试我们的双模式、双放大倍率内窥镜的成像和诊断能力，我们从啮齿动物组织中获得了体内和体外图像，而不使用外源对比剂。在图1中，通过使用这两种模式，我们能够在从荷瘤小鼠肺叶获得的离体图像中识别正常和异常组织区域:大FOV反射/散射使我们能够检查整个组织表面，并识别具有不同表面形态的感兴趣的部位，表明组织健康的各种状态。切换到多光子模式后，我们获得了更高的H&E。图1图1：未染色的载瘤小鼠肺组织的离体图像。3个不同部位成像如(a)所示。左两列为高、低倍率H&E图像 ...