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| 光學技術圖像采集和數據處理的創(chuàng)新 | |||
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近期樣品處理，圖像采集和數據處理的創(chuàng)新，極大地提高幻燈片掃描和高通量篩選（HTS）應用程序的自動顯微鏡成像系統(tǒng)的效用。盡管這樣的創(chuàng)新，在過去的50年中，這些系統(tǒng)中使用的光學設計變化不大。樣品通量和分析準確度的顯著改善將導致結合成像光學元件是在一個水平可比其他系統(tǒng)組件的復雜。
自動顯微鏡系統(tǒng)的數字化，分析和歸檔體外制劑可提高工作效率的病理學家通過刪除一些樣品成像負擔。商業(yè)系統(tǒng)的這種類型的數字化幻燈片，在高分辨率和存檔，以便以后檢查的結果。在藥物發(fā)現應用中，高通量攝像系統(tǒng)獲得大量的圖像數據，用于隨后的分析。需要每次獲取圖像，以確定最佳的焦點變成幻燈片的數字化和HTS系統(tǒng)吞吐量的主要限制因素。
一種光學技術領域的顯微鏡成像系統(tǒng)的深度增加也增加自動幻燈片放映和發(fā)現的應用程序的速度和效率。這種技術，被稱為波前編碼（CDM Optics公司科羅拉多州博爾德），可以消除需要將重點集中在分析位置之間自動篩選和發(fā)現應用。與使用傳統(tǒng)的光學系統(tǒng)相比，波前編碼顯微鏡延伸的一個因素的10倍或更高，提高吞吐量，同時降低系統(tǒng)的復雜性和樣品制備的景深。
波前編碼沒有演變出了傳統(tǒng)光學的境界，但應用數學技術應用于雷達，光學應用的結果。1波前編碼，成像負擔之間共享共同優(yōu)化的光學元件和信號處理算法。此組合的光學設計和信號處理提供了一種解決方案，多樣化的顯微鏡應用中發(fā)現的問題的焦點。本文展示了如何擴展深度成像福利兩個不同的應用：明的巴氏涂片和熒光成像微量滴定分析。
滑動掃描焦點問題雖然完整的歸檔一個典型的細胞學玻片制備要求收購數以百計的圖像，必須獲得更多的圖像，以確定最佳的焦點在每個位置的利益。所需的時間，移動樣品載物臺，等待階段沉降，并獲取圖像的滑動所需要的時間占70％以上的焦點。使用波前編碼擴展深入成像的降低延遲和系統(tǒng)的復雜性與聚焦程序。
對焦在幻燈片掃描應用落在困難分為兩類：圖象內interimage的。圖象內misfocus的檢體的厚度時，會發(fā)生超過領域的成像系統(tǒng)的深度。由于許多商業(yè)制備方法旨在減少細胞中的分布深度，圖象內misfocus通常只發(fā)生40倍或更大的放大倍率。
Interimage misfocus結果從起伏的標本幻燈片，傾斜樣品階段，或在幻燈片定位機制的變化提出了一個更重要的問題。盡管細胞的一種細胞學滑動制劑在小范圍內的垂直分布可能是20倍的目標字段的深度范圍內，從細胞的顯微鏡物鏡的距離可以改變超過30微米，而翻譯20000微米（2厘米）橫向樣本區(qū)。這種距離的變化超過了10X/0.25，20X/0.40目標，這是約8.5微米和5.8微米，深度的領域。為了彌補距離的目標的這種變化，必須找到最佳的聚焦成像系統(tǒng)上的每個位置的滑動片。
要說明的問題與misfocus，使用Zeiss Axioplan-2與20倍/ 0.50NA的物鏡（參見圖1）成像部的常規(guī)制備的巴氏涂片。手動設置使用計算機顯示器上查看圖像1B的第一個位置的焦點。樣品載物臺移動到左邊，1.5毫米，用于獲取圖像1a中，然后在右邊11毫米用于獲取圖像1c的。的焦點保持不變，在整個線性位移。
在圖像1b，整個視野是在明確的重點。圖像1a是主要的焦點，但細胞層的厚度，由于在某些領域顯示圖象內misfocus的。圖像1c為9.5毫米的圖像1b的權利，并且是在整個圖像的焦點。的的圖像間misfocus之間的圖像1b和1c的滑動的機械公差和階段機制的組合結果，并不能避免通過使用更薄的滑動制備方法。這個例子顯示了在每個成像位置在自動掃描應用程序需要調整焦點。
使用相同的20倍的目標，該成像序列，重復與波前編碼技術集成到顯微鏡。的焦點位置為第一個擴展的深度圖像，1e中，再次被手動設置，觀察顯示器上的圖像。接下來的兩個圖像（1d和3420）均采取前相同的位置，保持不變的焦點。
兩個圖像序列的比較表明，波前編碼顯微鏡延伸了景深，產生清晰的圖像，整個幻燈片。中圖像在圖像1C 1a和interimage misfocus的的圖象內misfocus的都已經被淘汰了。例如，細胞核中不可見的圖像1C 1811圖像清晰顯示了。隨著景深擴展4倍，也可以減少了波前編碼圖像的整個滑動所需要的時間。
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