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行业新闻:卡尔蔡司将先进荧光技术用于体视显微镜

    卡尔蔡司现已开发两个手术显微镜的荧光模组,即:Infrared 800和Flow 800。其中Infrared 800主要为荧光血管造影技术服务,而Flow 800则是荧光视频序列和血管血流动力学的可视化分析工具。这两个系统帮助神经外科医生在体视显微镜和手术显微镜中确定手术过程中的两个重要参数:血液流速以及流向。
    现今,荧光技术在血管成像领域中的应用已经非常完善,尤其是在血管荧光术中的造影技术。具体操作:在病人血液中注入一种临床耐受性的荧光染料-吲哚菁绿(ICG),ICG在血管中与蛋白质相结合,再利用红外激光源诱导使其产生荧光。如此,医生便可在操作过程中准确检测血液流向及形态。
    这种方式往往涉及数字减影技术,其工作方式是:在注入血液的荧光剂进入感兴趣区域之前将一帧或多帧影像作为“掩模”像存储,并减去荧光剂进入后出现的影像,此操作将消除区域内血管结构以外的所有叠加影像。这样,两帧中相同的影像部分被消除,就能突出显示荧光剂通过血管时形成的高密度部分(即血管部分)。
    蔡司的此开发项目旨在将ICG技术与公司的OPMI Pentero900手术显微镜平台相结合。用显微镜集成的红外光源对手术操作区进行照明,将摄像机连接显微镜,拍摄出在荧光剂的作用下产生的血管影像。
    “荧光技术与手术显微镜的结合,将在手术过程中,为医生提供更好的临床安全性和确定性。”慕尼黑Ludwig-Maxilians大学的Riccardo Giunta 教授介绍道,“它能够快速检测血流异常情况,并立即启动所需的手术来进行干预。该方法可预测皮肤和组织移植中的无并发症愈合,并提供血栓形成的初步迹象。”
    卡尔蔡司医学部门认为,公司现在可以在整形外科领域进一步推广荧光技术的应用。“我们的研究结果非常具有发展前途,因为此结果强调了临床效益,以及不同应用领域中的操作性和创新潜力。”卡尔蔡司首席执行官Ludwin Monz介绍道。
    卡尔蔡司显微镜部门宣布,其多光子共聚焦显微镜不仅可以同步使用两个激光源拓展非线性光学(NLO)效应,还可以不用激光器只使用光学参量振荡器(OPO)。
    在双激光器系统中,不同波长的激光同时激发荧光染料或蛋白质,使用户可以在一个波长下得到样本影像,在多光子模式中的另一波长下进行操作。这类系统常用于活体体视显微镜中,对高解析度活体的生物系统(如老鼠大脑)进行观察。
    一部OPO可将多光子显微镜的激发范围提升至高达1300nm,因此体视显微镜范围可涵盖到如mCherry,mPlum和tdTomato的红色荧光蛋白的吸收峰值。OPO的潜在高强度能使它与组织中特定结构进行相互作用,通过非线性的作用产生两倍及三倍的振荡频率。三倍频在光密度不一致收敛的结构中尤为多见,如细胞膜与细胞质之间的脂质水边界。

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