- ข้อความ
- ประวัติศาสตร์
Adaptive optics helps improve ophth
Adaptive optics helps improve ophthalmic and microscopy applications.
By Paul Bierden and Steven Menn, Boston Micromachines Corp.
Biological imaging instruments often have resolution limitations that restrict the ability of researchers and clinicians to detect critical detail, One reason is that, as light passes through tissue to reach the object of interest — a cell, the retina or a tumor — the tissue induces wavefront aberrations in the light.
Adaptive optics can actively correct these aberrations in the optical path between the camera and the object being imaged. The increased resolution allows vital information to be extracted from biological specimens. Introduced in the 1950s as a way to correct for air-induced turbulence in ground-based astronomy, adaptive optics has seen a dramatic increase in use over the past 10 years across many fields, including bioimaging.
The technique is being tested in various biological applications and could be useful for even more. For example, retinal imaging is currently limited in resolution and contrast by the imperfections in the cornea and crystalline lens, as well as by the viscous and nonuniform nature of the vitreous humor in the eye. Thus, clinicians are unable to view the important cellular structures.
In vivo cellular-level imaging would enable early and accurate diagnosis of diseases of the eye. And, in general biological microscopy, aberrations induced by imaging through thick tissue produce optical distortion that results in reduced signal levels and degraded resolution (Figure 1), but adaptive optics can provide a means to create high-resolution images through a thick medium.
How Adaptive Optics works
Figure 1
All adaptive optics systems are composed of a wavefront sensor that measures the phase aberration in the optical wavefront, a deformable mirror that adjusts its position to correct for the aberration, and a control system that takes measurements from the sensor and calculates the required movement of the deformable mirror ( Figure 2).
Figure 2
Figure 2
The most prevalent wavefront sensor with adaptive optics in biological imaging systems is the Shack-Hartmann model, which breaks the incoming wavefront into a number of small pieces using an array of miniature lenses called lenslets. The light from each lenslet is focused onto a CCD camera. As the portion of the wave- front hitting the lenslet is aberrated, the focused spot on the CCD camera moves. The amount of aberration in that area of the wavefront can be calculated with simple geometry that uses the focal length of the lenslet and the translation of the focused spot (Figure 3).
Figure 3
Figure 3
Other techniques for wavefront sensing, such as curvature sensors, pyramid sensors and “model free” hill climbing. also are used in bioimaging. The deformable minor is the adaptive element of the adaptive optics system (Figure 4). Based on information provided by the controller, it changes its shape to coned for the aberration in the wavefront, thus cleaning up the image. It is essentially a thin, flexible minor with control points behind it that adjust shape and position.
Figure 4
Figure 4
There are several methods for adjusting the mirror’s shape. Macroscale mirrors — those with apertures between 70 and 150 mm — use piezoelectric stacks to deform the surface, while deformable mirrors based on microelectromechanical systems (MEMS) use electrostatic actuators to control movement In membrane-based types, a localized electrostatic field acts directly on the minor.
The number of control points, or actuators, ranges from 19 for a simple membrane mirror to more than 4000. The number of control elements required is determined by the aperture size of the imaging system and the complexity of the aberration for correction. In most biological imaging applications, 100 to 200 points are sufficient.
For many years, the only deformable mirrors available were large-aperture types that were designed and built for defense and astronomy applications. Although they were sufficient for these purposes, they had limitations when applied to biological imaging. Their large sizes — on the order of 100 mm in diameter — complicated the optical system intended for imaging a field of view only 5 mm in diameter. Additionally, their cost was prohibitive for a commercial imaging system. Despite these limitations, most early work in adaptive biological imaging was done with a large mirror.
In the past five to 10 years, there has been a great deal of effort to reduce the size and cost of the deformable minor. The ability to use semiconductor fabrication techniques, which lend themselves to small sizes and low costs with the economies of scale, makes MEMS the most promising technology. Matching the performance of their large-scale counterparts, MEMS mirrors have met the pricing and size needs of biological imaging systems and are being implemented around the world.
The controller that brings together the sensor and deformable mirror is simple. It uses signals from the wavefront sensor to calculate the error from the desired wavefront (usually planar) and sends a signal to each of the actuators in the deformable mirror to compensate for that error. The calculation must be performed repeatedly and faster than the changing wavefront. A standard computer can control the adaptive optics system because of the low actuator count (100 s) and speed requirements (100 Hz) for biological imaging applications (as compared with atmospheric correction where 1000 channels and 1 kHz are required).
These components have been integrated into a number of imaging instruments, including scanning laser ophthalmoscopes, confocal microscopes, two-photon microscopes, optical coherence tomography (OCT) systems and scanning optical microscopes.
Retinal imaging
According to the National Eye Institute, more than 3 million Americans are blind or visually impaired — many suffering from one of the three most common retinal diseases: glaucoma, macular degeneration and diabetic retinopathy. With growing rates of diabetes and an aging population, vision scientists are actively pursuing techniques such as scanning laser ophthalmoscopy and OCF to improve retinal imaging and to advance the understanding, diagnosis and curability of eye pathologies.
Adaptive optics has enabled high- resolution imaging in both retinal imaging and biological microscopy. A long- standing goal in vision science had been cellular-level imaging of a living human retina. In 1999, researchers led by Austin Roorda and David R. Williams demonstrated high-resolution adaptive optics scanning laser ophthalmoscope images of the retina that resolved individual photoreceptors.
According to Williams, adaptive optics has provided a two- to threefold improvement in resolution for retinal imaging. This could be especially useful because a standard perimetry test administered by an optometrist won’t detect a disease until it affects the patient’s vision. However, examination of the eye’s receptors with an adaptive optics imaging system could reveal such a disease. If integrated into clinical instruments, the systems could enable earlier diagnosis, improved monitoring of therapy and a better understanding of pathogenesis.
Dr. Stephen A. Bums, a professor of optometry at Indiana University in Bloomington, uses an adaptive optics scanning laser ophthalmoscope to compare photoreceptor health to changes in retinal scattering and polarization properties ( Figure 5). The enhanced resolution has enabled high-speed imaging to see blood cells moving in capillaries. This sort of vital detail could aid in the early detection of diabetic retinopathy.
Figure 5
Figure 5
Adaptive optics also can help shorten imaging time in ophthalmic imaging. There are safety restrictions concerning the intensity of light that can be put in the eye, and compensating for this requires imaging over a longer time period. Poor optical efficiency caused by aberrations means that many of those photons are lost, but the optics can help more of that light make it back to the detector, speeding the imaging time.
A similar issue exists in microscopy. Low optical efficiencies demand an increase in illumination power required for imaging, but this high power gradually kills or harms the specimen. An increase in optical efficiency permits the use of lower illumination powers, extending the time over which specimens can be imaged.
Martin J. Booth of the department of engineering science at Oxford University in the UK is interested in the application of adaptive optics to high-resolution three- dimensional optical microscopy for biological imaging. He is particularly interested in aberration correction for confocal and multiphoton fluorescence microscopy (Figure 6). Booth has shown that adaptive optics restores fluorescence signal levels at up to a tenfold increase, permitting the use of lower illumination power and increasing specimen viability. It can clearly be seen that it increases the brightness of the fluorescence.
Figure 6
Figure 6
Adaptive correction of aberrations also can enable imaging deep into specimens, i.e., imaging of living tissue, while maintaining high resolution and signal levels. Booth noted that high-resolution optical microscopy is limited to thin specimen sections or individual cells on microscope slides. “In many cases, it is biologically much more interesting to look at cells and cellular processes in their natural — within living tissue,’ he said.
At the Center for Automation Technology at Rensselaer Polytechnic Institute in Troy, N.Y., researchers led by Benjamin Potsaid have addressed the inherent trade-off between resolution and field of view in microscopes that use adaptive optics. The microscope design, called the adaptive scanning optical microscope, optically scans over a large field of view, imaging features as small as 1.5 µm over areas as large as 40 mm. However, aberrations introduced by
By Paul Bierden and Steven Menn, Boston Micromachines Corp.
Biological imaging instruments often have resolution limitations that restrict the ability of researchers and clinicians to detect critical detail, One reason is that, as light passes through tissue to reach the object of interest — a cell, the retina or a tumor — the tissue induces wavefront aberrations in the light.
Adaptive optics can actively correct these aberrations in the optical path between the camera and the object being imaged. The increased resolution allows vital information to be extracted from biological specimens. Introduced in the 1950s as a way to correct for air-induced turbulence in ground-based astronomy, adaptive optics has seen a dramatic increase in use over the past 10 years across many fields, including bioimaging.
The technique is being tested in various biological applications and could be useful for even more. For example, retinal imaging is currently limited in resolution and contrast by the imperfections in the cornea and crystalline lens, as well as by the viscous and nonuniform nature of the vitreous humor in the eye. Thus, clinicians are unable to view the important cellular structures.
In vivo cellular-level imaging would enable early and accurate diagnosis of diseases of the eye. And, in general biological microscopy, aberrations induced by imaging through thick tissue produce optical distortion that results in reduced signal levels and degraded resolution (Figure 1), but adaptive optics can provide a means to create high-resolution images through a thick medium.
How Adaptive Optics works
Figure 1
All adaptive optics systems are composed of a wavefront sensor that measures the phase aberration in the optical wavefront, a deformable mirror that adjusts its position to correct for the aberration, and a control system that takes measurements from the sensor and calculates the required movement of the deformable mirror ( Figure 2).
Figure 2
Figure 2
The most prevalent wavefront sensor with adaptive optics in biological imaging systems is the Shack-Hartmann model, which breaks the incoming wavefront into a number of small pieces using an array of miniature lenses called lenslets. The light from each lenslet is focused onto a CCD camera. As the portion of the wave- front hitting the lenslet is aberrated, the focused spot on the CCD camera moves. The amount of aberration in that area of the wavefront can be calculated with simple geometry that uses the focal length of the lenslet and the translation of the focused spot (Figure 3).
Figure 3
Figure 3
Other techniques for wavefront sensing, such as curvature sensors, pyramid sensors and “model free” hill climbing. also are used in bioimaging. The deformable minor is the adaptive element of the adaptive optics system (Figure 4). Based on information provided by the controller, it changes its shape to coned for the aberration in the wavefront, thus cleaning up the image. It is essentially a thin, flexible minor with control points behind it that adjust shape and position.
Figure 4
Figure 4
There are several methods for adjusting the mirror’s shape. Macroscale mirrors — those with apertures between 70 and 150 mm — use piezoelectric stacks to deform the surface, while deformable mirrors based on microelectromechanical systems (MEMS) use electrostatic actuators to control movement In membrane-based types, a localized electrostatic field acts directly on the minor.
The number of control points, or actuators, ranges from 19 for a simple membrane mirror to more than 4000. The number of control elements required is determined by the aperture size of the imaging system and the complexity of the aberration for correction. In most biological imaging applications, 100 to 200 points are sufficient.
For many years, the only deformable mirrors available were large-aperture types that were designed and built for defense and astronomy applications. Although they were sufficient for these purposes, they had limitations when applied to biological imaging. Their large sizes — on the order of 100 mm in diameter — complicated the optical system intended for imaging a field of view only 5 mm in diameter. Additionally, their cost was prohibitive for a commercial imaging system. Despite these limitations, most early work in adaptive biological imaging was done with a large mirror.
In the past five to 10 years, there has been a great deal of effort to reduce the size and cost of the deformable minor. The ability to use semiconductor fabrication techniques, which lend themselves to small sizes and low costs with the economies of scale, makes MEMS the most promising technology. Matching the performance of their large-scale counterparts, MEMS mirrors have met the pricing and size needs of biological imaging systems and are being implemented around the world.
The controller that brings together the sensor and deformable mirror is simple. It uses signals from the wavefront sensor to calculate the error from the desired wavefront (usually planar) and sends a signal to each of the actuators in the deformable mirror to compensate for that error. The calculation must be performed repeatedly and faster than the changing wavefront. A standard computer can control the adaptive optics system because of the low actuator count (100 s) and speed requirements (100 Hz) for biological imaging applications (as compared with atmospheric correction where 1000 channels and 1 kHz are required).
These components have been integrated into a number of imaging instruments, including scanning laser ophthalmoscopes, confocal microscopes, two-photon microscopes, optical coherence tomography (OCT) systems and scanning optical microscopes.
Retinal imaging
According to the National Eye Institute, more than 3 million Americans are blind or visually impaired — many suffering from one of the three most common retinal diseases: glaucoma, macular degeneration and diabetic retinopathy. With growing rates of diabetes and an aging population, vision scientists are actively pursuing techniques such as scanning laser ophthalmoscopy and OCF to improve retinal imaging and to advance the understanding, diagnosis and curability of eye pathologies.
Adaptive optics has enabled high- resolution imaging in both retinal imaging and biological microscopy. A long- standing goal in vision science had been cellular-level imaging of a living human retina. In 1999, researchers led by Austin Roorda and David R. Williams demonstrated high-resolution adaptive optics scanning laser ophthalmoscope images of the retina that resolved individual photoreceptors.
According to Williams, adaptive optics has provided a two- to threefold improvement in resolution for retinal imaging. This could be especially useful because a standard perimetry test administered by an optometrist won’t detect a disease until it affects the patient’s vision. However, examination of the eye’s receptors with an adaptive optics imaging system could reveal such a disease. If integrated into clinical instruments, the systems could enable earlier diagnosis, improved monitoring of therapy and a better understanding of pathogenesis.
Dr. Stephen A. Bums, a professor of optometry at Indiana University in Bloomington, uses an adaptive optics scanning laser ophthalmoscope to compare photoreceptor health to changes in retinal scattering and polarization properties ( Figure 5). The enhanced resolution has enabled high-speed imaging to see blood cells moving in capillaries. This sort of vital detail could aid in the early detection of diabetic retinopathy.
Figure 5
Figure 5
Adaptive optics also can help shorten imaging time in ophthalmic imaging. There are safety restrictions concerning the intensity of light that can be put in the eye, and compensating for this requires imaging over a longer time period. Poor optical efficiency caused by aberrations means that many of those photons are lost, but the optics can help more of that light make it back to the detector, speeding the imaging time.
A similar issue exists in microscopy. Low optical efficiencies demand an increase in illumination power required for imaging, but this high power gradually kills or harms the specimen. An increase in optical efficiency permits the use of lower illumination powers, extending the time over which specimens can be imaged.
Martin J. Booth of the department of engineering science at Oxford University in the UK is interested in the application of adaptive optics to high-resolution three- dimensional optical microscopy for biological imaging. He is particularly interested in aberration correction for confocal and multiphoton fluorescence microscopy (Figure 6). Booth has shown that adaptive optics restores fluorescence signal levels at up to a tenfold increase, permitting the use of lower illumination power and increasing specimen viability. It can clearly be seen that it increases the brightness of the fluorescence.
Figure 6
Figure 6
Adaptive correction of aberrations also can enable imaging deep into specimens, i.e., imaging of living tissue, while maintaining high resolution and signal levels. Booth noted that high-resolution optical microscopy is limited to thin specimen sections or individual cells on microscope slides. “In many cases, it is biologically much more interesting to look at cells and cellular processes in their natural — within living tissue,’ he said.
At the Center for Automation Technology at Rensselaer Polytechnic Institute in Troy, N.Y., researchers led by Benjamin Potsaid have addressed the inherent trade-off between resolution and field of view in microscopes that use adaptive optics. The microscope design, called the adaptive scanning optical microscope, optically scans over a large field of view, imaging features as small as 1.5 µm over areas as large as 40 mm. However, aberrations introduced by
0/5000
Adaptive optics helps improve ophthalmic and microscopy applications.By Paul Bierden and Steven Menn, Boston Micromachines Corp.Biological imaging instruments often have resolution limitations that restrict the ability of researchers and clinicians to detect critical detail, One reason is that, as light passes through tissue to reach the object of interest — a cell, the retina or a tumor — the tissue induces wavefront aberrations in the light.Adaptive optics can actively correct these aberrations in the optical path between the camera and the object being imaged. The increased resolution allows vital information to be extracted from biological specimens. Introduced in the 1950s as a way to correct for air-induced turbulence in ground-based astronomy, adaptive optics has seen a dramatic increase in use over the past 10 years across many fields, including bioimaging.The technique is being tested in various biological applications and could be useful for even more. For example, retinal imaging is currently limited in resolution and contrast by the imperfections in the cornea and crystalline lens, as well as by the viscous and nonuniform nature of the vitreous humor in the eye. Thus, clinicians are unable to view the important cellular structures.In vivo cellular-level imaging would enable early and accurate diagnosis of diseases of the eye. And, in general biological microscopy, aberrations induced by imaging through thick tissue produce optical distortion that results in reduced signal levels and degraded resolution (Figure 1), but adaptive optics can provide a means to create high-resolution images through a thick medium.How Adaptive Optics worksFigure 1All adaptive optics systems are composed of a wavefront sensor that measures the phase aberration in the optical wavefront, a deformable mirror that adjusts its position to correct for the aberration, and a control system that takes measurements from the sensor and calculates the required movement of the deformable mirror ( Figure 2).Figure 2Figure 2The most prevalent wavefront sensor with adaptive optics in biological imaging systems is the Shack-Hartmann model, which breaks the incoming wavefront into a number of small pieces using an array of miniature lenses called lenslets. The light from each lenslet is focused onto a CCD camera. As the portion of the wave- front hitting the lenslet is aberrated, the focused spot on the CCD camera moves. The amount of aberration in that area of the wavefront can be calculated with simple geometry that uses the focal length of the lenslet and the translation of the focused spot (Figure 3).Figure 3Figure 3Other techniques for wavefront sensing, such as curvature sensors, pyramid sensors and “model free” hill climbing. also are used in bioimaging. The deformable minor is the adaptive element of the adaptive optics system (Figure 4). Based on information provided by the controller, it changes its shape to coned for the aberration in the wavefront, thus cleaning up the image. It is essentially a thin, flexible minor with control points behind it that adjust shape and position.Figure 4Figure 4There are several methods for adjusting the mirror’s shape. Macroscale mirrors — those with apertures between 70 and 150 mm — use piezoelectric stacks to deform the surface, while deformable mirrors based on microelectromechanical systems (MEMS) use electrostatic actuators to control movement In membrane-based types, a localized electrostatic field acts directly on the minor.The number of control points, or actuators, ranges from 19 for a simple membrane mirror to more than 4000. The number of control elements required is determined by the aperture size of the imaging system and the complexity of the aberration for correction. In most biological imaging applications, 100 to 200 points are sufficient.For many years, the only deformable mirrors available were large-aperture types that were designed and built for defense and astronomy applications. Although they were sufficient for these purposes, they had limitations when applied to biological imaging. Their large sizes — on the order of 100 mm in diameter — complicated the optical system intended for imaging a field of view only 5 mm in diameter. Additionally, their cost was prohibitive for a commercial imaging system. Despite these limitations, most early work in adaptive biological imaging was done with a large mirror.In the past five to 10 years, there has been a great deal of effort to reduce the size and cost of the deformable minor. The ability to use semiconductor fabrication techniques, which lend themselves to small sizes and low costs with the economies of scale, makes MEMS the most promising technology. Matching the performance of their large-scale counterparts, MEMS mirrors have met the pricing and size needs of biological imaging systems and are being implemented around the world.The controller that brings together the sensor and deformable mirror is simple. It uses signals from the wavefront sensor to calculate the error from the desired wavefront (usually planar) and sends a signal to each of the actuators in the deformable mirror to compensate for that error. The calculation must be performed repeatedly and faster than the changing wavefront. A standard computer can control the adaptive optics system because of the low actuator count (100 s) and speed requirements (100 Hz) for biological imaging applications (as compared with atmospheric correction where 1000 channels and 1 kHz are required).These components have been integrated into a number of imaging instruments, including scanning laser ophthalmoscopes, confocal microscopes, two-photon microscopes, optical coherence tomography (OCT) systems and scanning optical microscopes.Retinal imagingAccording to the National Eye Institute, more than 3 million Americans are blind or visually impaired — many suffering from one of the three most common retinal diseases: glaucoma, macular degeneration and diabetic retinopathy. With growing rates of diabetes and an aging population, vision scientists are actively pursuing techniques such as scanning laser ophthalmoscopy and OCF to improve retinal imaging and to advance the understanding, diagnosis and curability of eye pathologies.Adaptive optics has enabled high- resolution imaging in both retinal imaging and biological microscopy. A long- standing goal in vision science had been cellular-level imaging of a living human retina. In 1999, researchers led by Austin Roorda and David R. Williams demonstrated high-resolution adaptive optics scanning laser ophthalmoscope images of the retina that resolved individual photoreceptors.According to Williams, adaptive optics has provided a two- to threefold improvement in resolution for retinal imaging. This could be especially useful because a standard perimetry test administered by an optometrist won’t detect a disease until it affects the patient’s vision. However, examination of the eye’s receptors with an adaptive optics imaging system could reveal such a disease. If integrated into clinical instruments, the systems could enable earlier diagnosis, improved monitoring of therapy and a better understanding of pathogenesis.Dr. Stephen A. Bums, a professor of optometry at Indiana University in Bloomington, uses an adaptive optics scanning laser ophthalmoscope to compare photoreceptor health to changes in retinal scattering and polarization properties ( Figure 5). The enhanced resolution has enabled high-speed imaging to see blood cells moving in capillaries. This sort of vital detail could aid in the early detection of diabetic retinopathy.Figure 5Figure 5Adaptive optics also can help shorten imaging time in ophthalmic imaging. There are safety restrictions concerning the intensity of light that can be put in the eye, and compensating for this requires imaging over a longer time period. Poor optical efficiency caused by aberrations means that many of those photons are lost, but the optics can help more of that light make it back to the detector, speeding the imaging time.A similar issue exists in microscopy. Low optical efficiencies demand an increase in illumination power required for imaging, but this high power gradually kills or harms the specimen. An increase in optical efficiency permits the use of lower illumination powers, extending the time over which specimens can be imaged.Martin J. Booth of the department of engineering science at Oxford University in the UK is interested in the application of adaptive optics to high-resolution three- dimensional optical microscopy for biological imaging. He is particularly interested in aberration correction for confocal and multiphoton fluorescence microscopy (Figure 6). Booth has shown that adaptive optics restores fluorescence signal levels at up to a tenfold increase, permitting the use of lower illumination power and increasing specimen viability. It can clearly be seen that it increases the brightness of the fluorescence.Figure 6Figure 6Adaptive correction of aberrations also can enable imaging deep into specimens, i.e., imaging of living tissue, while maintaining high resolution and signal levels. Booth noted that high-resolution optical microscopy is limited to thin specimen sections or individual cells on microscope slides. “In many cases, it is biologically much more interesting to look at cells and cellular processes in their natural — within living tissue,’ he said.At the Center for Automation Technology at Rensselaer Polytechnic Institute in Troy, N.Y., researchers led by Benjamin Potsaid have addressed the inherent trade-off between resolution and field of view in microscopes that use adaptive optics. The microscope design, called the adaptive scanning optical microscope, optically scans over a large field of view, imaging features as small as 1.5 µm over areas as large as 40 mm. However, aberrations introduced by
การแปล กรุณารอสักครู่..
เลนส์ปรับช่วยปรับปรุงโรคตาและการประยุกต์ใช้กล้องจุลทรรศน์.
โดยพอลและสตีเว่น Bierden เม่น, บอสตันคอร์ป micromachines ตราสารทางชีวภาพการถ่ายภาพมักจะมีข้อ จำกัด ในความละเอียดที่ จำกัด ความสามารถของนักวิจัยและแพทย์ในการตรวจสอบรายละเอียดที่สำคัญเหตุผลหนึ่งก็คือในขณะที่แสงผ่านเนื้อเยื่อ ในการเข้าถึงวัตถุที่น่าสนใจ - เป็นเซลล์จอประสาทตาหรือเนื้องอก -. เนื้อเยื่อที่ก่อให้เกิดความผิดปรกติในหน้าคลื่นแสงเลนส์สามารถปรับตัวแข็งขันแก้ไขความผิดปกติเหล่านี้ในเส้นทางแสงระหว่างกล้องและวัตถุที่ถูกถ่ายภาพ ความละเอียดที่เพิ่มขึ้นจะช่วยให้ข้อมูลที่สำคัญที่จะสกัดจากตัวอย่างทางชีวภาพ นำมาใช้ในปี 1950 เป็นวิธีการที่ถูกต้องสำหรับอากาศแปรปรวนที่เกิดขึ้นในทางดาราศาสตร์ภาคพื้นดินที่เลนส์ปรับได้เห็นการเพิ่มขึ้นอย่างมากในการใช้งานที่ผ่านมา 10 ปีข้ามทุ่งจำนวนมากรวมทั้ง bioimaging. เทคนิคที่จะถูกทดสอบในการใช้งานทางชีวภาพต่างๆ และอาจจะเป็นประโยชน์สำหรับการมากยิ่งขึ้น ยกตัวอย่างเช่นการถ่ายภาพจอประสาทตาในปัจจุบันมีข้อ จำกัด ในความละเอียดและความคมชัดโดยไม่สมบูรณ์ในกระจกตาและเลนส์เช่นเดียวกับธรรมชาติที่มีความหนืดและไม่สม่ำเสมอของน้ำเลี้ยงตาในตา ดังนั้นแพทย์ไม่สามารถที่จะดูโครงสร้างโทรศัพท์มือถือที่สำคัญ. ในร่างกายการถ่ายภาพโทรศัพท์มือถือระดับจะช่วยให้การวินิจฉัยและการที่ถูกต้องของโรคของตา และในกล้องจุลทรรศน์ชีวภาพโดยทั่วไปความผิดปกติที่เกิดจากการถ่ายภาพผ่านเนื้อเยื่อหนาผลิตบิดเบือนแสงที่ส่งผลให้ระดับสัญญาณที่ลดลงและความละเอียดเสื่อมโทรม (รูปที่ 1) แต่เลนส์ปรับสามารถให้หมายถึงการสร้างภาพความละเอียดสูงผ่านสื่อหนา. วิธี เลนส์ปรับการทำงานรูปที่1 ทุกระบบเลนส์ปรับจะประกอบด้วยเซ็นเซอร์หน้าคลื่นที่วัดความผิดปกติขั้นตอนในหน้าคลื่นแสงกระจก deformable ที่ปรับตำแหน่งของการที่ถูกต้องสำหรับความผิดปกติและระบบการควบคุมที่ใช้วัดจากเซ็นเซอร์และการคำนวณ การเคลื่อนไหวที่ต้องการของกระจก deformable (รูปที่ 2). รูปที่ 2 รูปที่ 2 เซ็นเซอร์หน้าคลื่นที่แพร่หลายมากที่สุดด้วยเลนส์ปรับตัวในระบบการถ่ายภาพทางชีวภาพเป็นรุ่น Shack-อาร์ตมันน์ซึ่งแบ่งหน้าคลื่นที่เข้ามาเป็นจำนวนของชิ้นเล็ก ๆ โดยใช้อาร์เรย์ของ เลนส์ขนาดเล็กที่เรียกว่า lenslets แสงจาก lenslet แต่ละคนจะมุ่งเน้นไปยังกล้องสำเนา ในฐานะที่เป็นส่วนหนึ่งของหน้า wave- ตี lenslet จะ aberrated จุดมุ่งเน้นไปที่การเคลื่อนไหวกล้อง CCD ปริมาณของความผิดปกติในพื้นที่ของหน้าคลื่นที่สามารถคำนวณได้ด้วยรูปทรงเรขาคณิตอย่างง่ายที่ใช้ความยาวโฟกัสของ lenslet และการแปลของจุดเน้น (รูปที่ 3). รูปที่ 3 รูปที่ 3 เทคนิคอื่น ๆ สำหรับการตรวจจับหน้าคลื่นเช่นเซ็นเซอร์โค้ง เซ็นเซอร์ปิรามิดและ "รูปแบบฟรี" ปีนเขา นอกจากนี้ยังใช้ใน bioimaging ผู้เยาว์ deformable เป็นองค์ประกอบที่ปรับตัวของการปรับตัวของระบบเลนส์ (รูปที่ 4) จากข้อมูลที่ให้บริการโดยควบคุมการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของมันที่จะ coned สำหรับความผิดปกติในหน้าคลื่นจึงทำความสะอาดภาพ มันเป็นหลักบางที่มีความยืดหยุ่นเล็กน้อยกับจุดควบคุมอยู่เบื้องหลังมันที่ปรับเปลี่ยนรูปร่างและตำแหน่ง. รูปที่ 4 รูปที่ 4 มีหลายวิธีสำหรับการปรับรูปทรงของกระจกที่มี กระจก macroscale - ผู้ที่มีรูรับแสงระหว่าง 70 และ 150 มม - ใช้กอง piezoelectric ที่จะทำให้เสียโฉมพื้นผิวในขณะที่กระจก deformable อยู่บนพื้นฐานของไมโครเทคโนโลยี (MEMS) การใช้ตัวกระตุ้นไฟฟ้าสถิตการควบคุมการเคลื่อนไหวในรูปแบบที่ใช้เมมเบรนที่สนามไฟฟ้าสถิตภาษาท้องถิ่นทำหน้าที่ในโดยตรง รองลงมา. จำนวนจุดควบคุมหรือตัวกระตุ้นช่วงตั้งแต่วันที่ 19 สำหรับกระจกเมมเบรนที่เรียบง่ายไปกว่า 4000 จำนวนขององค์ประกอบการควบคุมที่จำเป็นจะถูกกำหนดโดยขนาดรูรับแสงของระบบการถ่ายภาพและความซับซ้อนของความผิดปกติสำหรับการแก้ไขที่ ในการใช้งานมากที่สุดในการถ่ายภาพทางชีวภาพ 100-200 จุดมีเพียงพอ. หลายปีที่ผ่านกระจก deformable ใช้ได้เฉพาะชนิดมีรูรับแสงขนาดใหญ่ที่ได้รับการออกแบบและสร้างขึ้นสำหรับการป้องกันและการประยุกต์ใช้ดาราศาสตร์ แม้ว่าพวกเขาจะเพียงพอสำหรับวัตถุประสงค์เหล่านี้พวกเขามีข้อ จำกัด เมื่อนำไปใช้ในการถ่ายภาพทางชีวภาพ ขนาดใหญ่ของพวกเขา - ในการสั่งซื้อ 100 มิลลิเมตรเส้นผ่าศูนย์กลาง - ซับซ้อนระบบแสงไว้สำหรับการถ่ายภาพมุมมองเพียง 5 มม นอกจากนี้ค่าใช้จ่ายของพวกเขาเป็นที่ต้องห้ามสำหรับระบบการถ่ายภาพเชิงพาณิชย์ แม้จะมีข้อ จำกัด เหล่านี้งานแรกของการถ่ายภาพมากที่สุดในการปรับตัวทางชีวภาพทำด้วยกระจกบานใหญ่. ในอดีตห้าปีถึง 10 ปีได้มีการจัดการที่ดีของความพยายามที่จะลดขนาดและค่าใช้จ่ายของเล็ก ๆ น้อย ๆ deformable ความสามารถในการใช้เทคนิคการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ซึ่งยืมตัวให้มีขนาดเล็กและต้นทุนต่ำที่มีเศรษฐกิจของขนาดทำให้ MEMS เทคโนโลยีที่มีแนวโน้มมากที่สุด การจับคู่การทำงานของคู่ขนาดใหญ่ของพวกเขา, กระจก MEMS ได้พบกับการกำหนดราคาและความต้องการขนาดของระบบการถ่ายภาพทางชีวภาพและมีการดำเนินการทั่วโลก. ควบคุมที่รวบรวมเซ็นเซอร์และกระจก deformable เป็นเรื่องง่าย จะใช้สัญญาณจากเซ็นเซอร์หน้าคลื่นในการคำนวณผิดพลาดจากหน้าคลื่นที่ต้องการ (ปกติระนาบ) และส่งสัญญาณไปยังแต่ละตัวกระตุ้นในกระจก deformable เพื่อชดเชยข้อผิดพลาดที่ การคำนวณจะต้องทำซ้ำ ๆ และเร็วกว่าหน้าคลื่นการเปลี่ยนแปลง คอมพิวเตอร์มาตรฐานสามารถควบคุมระบบเลนส์ปรับเพราะนับกระตุ้นต่ำ (100 s) และความต้องการความเร็วสูง (100 Hz) สำหรับการใช้งานการถ่ายภาพทางชีวภาพ (เมื่อเทียบกับการแก้ไขในชั้นบรรยากาศที่ 1000 ช่องทางและ 1 เฮิร์ทซ์จะต้อง). ส่วนประกอบเหล่านี้ได้รับ รวมอยู่ในจำนวนของเครื่องมือการถ่ายภาพรวมถึงการสแกน ophthalmoscopes เลเซอร์กล้องจุลทรรศน์ confocal กล้องจุลทรรศน์สองโฟตอน, เอกซ์เรย์เชื่อมโยงกันแสง (ตุลาคม) ระบบและการสแกนกล้องจุลทรรศน์แสง. ถ่ายภาพจอประสาทตาตามที่ตาสถาบันแห่งชาติมากกว่า 3 ล้านคนอเมริกันตาบอดหรือ ความบกพร่องทางสายตา - ความทุกข์จำนวนมากจากหนึ่งในสามของโรคจอประสาทตาที่พบมากที่สุด: ต้อหินจอประสาทตาเสื่อมและเบาหวาน ที่มีอัตราการเพิ่มขึ้นของโรคเบาหวานและประชากรสูงอายุนักวิทยาศาสตร์วิสัยทัศน์มีความกระตือรือร้นใฝ่หาเทคนิคเช่นเลเซอร์สแกน ophthalmoscopy และ OCF เพื่อปรับปรุงการถ่ายภาพจอประสาทตาและจะก้าวไปสู่ความเข้าใจในการวินิจฉัยและการ curability ของโรคตา. เลนส์ปรับตัวได้เปิดใช้งานการถ่ายภาพความละเอียดสูงทั้งใน ถ่ายภาพจอประสาทตาและกล้องจุลทรรศน์ชีวภาพ เป้าหมายระยะยาวที่ยืนอยู่ในวิสัยทัศน์วิทยาศาสตร์ที่ได้รับการถ่ายภาพระดับเซลล์ของจอประสาทตาของมนุษย์ที่อาศัยอยู่ ในปี 1999 นักวิจัยนำโดยออสติน Roorda และเดวิดอาร์วิลเลียมส์แสดงให้เห็นถึงความละเอียดสูงเลนส์ปรับเลเซอร์สแกนภาพ ophthalmoscope จอประสาทตาที่ได้รับการแก้ไขเซลล์รับแสงของแต่ละบุคคล. ตามที่วิลเลียมส์เลนส์ปรับได้ให้สองถึงสามเท่าการปรับปรุงในความละเอียดของจอประสาทตาสำหรับการถ่ายภาพ . ซึ่งอาจจะเป็นประโยชน์อย่างยิ่งเพราะการทดสอบ perimetry มาตรฐานการบริหารงานโดยผู้เชี่ยวชาญจะไม่ตรวจสอบโรคจนกว่าจะมีผลกระทบต่อการมองเห็นของผู้ป่วย อย่างไรก็ตามการตรวจสอบของผู้รับตาด้วยระบบการถ่ายภาพเลนส์ปรับสามารถเปิดเผยโรคดังกล่าว หากรวมเข้ากับตราสารทางคลินิกระบบสามารถเปิดใช้งานการวินิจฉัยก่อนหน้านี้การตรวจสอบที่ดีขึ้นของการรักษาและความเข้าใจที่ดีขึ้นของการเกิดโรค. ดร. สตีเฟนเอ Bums ศาสตราจารย์ออพที่มหาวิทยาลัยอินเดียนาในบลูที่ใช้เลนส์ปรับเลเซอร์สแกน ophthalmoscope เพื่อเปรียบเทียบสุขภาพรับแสงการเปลี่ยนแปลงในการกระเจิงของจอประสาทตาและคุณสมบัติโพลาไรซ์ (รูปที่ 5) ความละเอียดเพิ่มได้เปิดใช้งานการถ่ายภาพความเร็วสูงที่จะเห็นเซลล์เม็ดเลือดเคลื่อนไหวในเส้นเลือดฝอย การเรียงลำดับของรายละเอียดที่สำคัญซึ่งอาจช่วยในการตรวจสอบในช่วงต้นของเบาหวาน. รูปที่ 5 รูปที่ 5 เลนส์ปรับตัวยังสามารถช่วยลดระยะเวลาในการถ่ายภาพในการถ่ายภาพตา มีข้อ จำกัด เกี่ยวกับความปลอดภัยเข้มของแสงที่สามารถใส่ในตาและชดเชยนี้ต้องถ่ายภาพในช่วงเวลาที่นาน ประสิทธิภาพแสงที่ไม่ดีที่เกิดจากความผิดปกติหมายความว่าส่วนมากของโฟตอนเหล่านี้จะหายไป แต่เลนส์สามารถช่วยเพิ่มเติมของแสงที่ทำให้มันกลับไปที่เครื่องตรวจจับเร่งเวลาการถ่ายภาพ. ปัญหาที่คล้ายกันอยู่ในกล้องจุลทรรศน์ ประสิทธิภาพแสงต่ำมีความต้องการเพิ่มขึ้นในอำนาจการส่องสว่างจำเป็นสำหรับการถ่ายภาพ แต่พลังงานที่สูงนี้ค่อยๆฆ่าหรือเป็นอันตรายต่อชิ้นงาน การเพิ่มประสิทธิภาพในการอนุญาตให้ใช้แสงของอำนาจการส่องสว่างที่ต่ำกว่าการขยายเวลาซึ่งตัวอย่างที่สามารถถ่ายภาพ. มาร์ตินเจบูธของกรมวิทยาศาสตร์วิศวกรรมที่ Oxford University ในสหราชอาณาจักรที่มีความสนใจในการประยุกต์ใช้เลนส์ปรับได้สูงที่จะ สามมิติความละเอียดกล้องจุลทรรศน์แสงสำหรับการถ่ายภาพทางชีวภาพ เขาเป็นที่สนใจโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการแก้ไขความผิดปกติสำหรับ confocal และ multiphoton กล้องจุลทรรศน์เรืองแสง (รูปที่ 6) บูธแสดงให้เห็นว่าเลนส์ปรับคืนระดับสัญญาณเรืองแสงขึ้นไปเพิ่มขึ้นเป็นสิบเท่าที่อนุญาตให้ใช้อำนาจการส่องสว่างที่ลดลงและเพิ่มศักยภาพในชิ้นงาน มันสามารถเห็นได้อย่างชัดเจนจะเห็นได้ว่ามันจะเพิ่มความสว่างของแสงที่. รูปที่ 6 รูปที่ 6 การแก้ไขความผิดปกติของการปรับตัวยังสามารถเปิดใช้งานการถ่ายภาพที่ลึกลงไปตัวอย่างเช่นการถ่ายภาพของเนื้อเยื่อที่อยู่อาศัยขณะที่ยังคงความละเอียดสูงและระดับสัญญาณ บูธตั้งข้อสังเกตว่ามีความละเอียดสูงกล้องจุลทรรศน์แสงจะถูก จำกัด ส่วนตัวอย่างบางหรือแต่ละเซลล์บนสไลด์กล้องจุลทรรศน์ "ในหลาย ๆ กรณีก็เป็นทางชีวภาพอื่น ๆ อีกมากมายที่น่าสนใจที่จะดูที่เซลล์และกระบวนการโทรศัพท์มือถือในธรรมชาติของพวกเขา - ภายในที่อยู่อาศัยเนื้อเยื่อ" เขากล่าว. ที่ศูนย์เทคโนโลยีอัตโนมัติที่เยสถาบันโพลีเทคนิคในทรอย, นิวยอร์ก, นักวิจัยนำโดยเบนจามิน Potsaid มี addressed การออกโดยธรรมชาติระหว่างความละเอียดและมุมมองในกล้องจุลทรรศน์ที่ใช้เลนส์ปรับ การออกแบบกล้องจุลทรรศน์ที่เรียกว่าการปรับตัวสแกนกล้องจุลทรรศน์แสงสแกนสายตากว่าสนามใหญ่ในมุมมองของการถ่ายภาพที่มีขนาดเล็กเป็น 1.5 ไมโครเมตรมากกว่าพื้นที่ขนาดใหญ่เป็น 40 มิลลิเมตร อย่างไรก็ตามความผิดปกติแนะนำให้รู้จัก
โดยพอลและสตีเว่น Bierden เม่น, บอสตันคอร์ป micromachines ตราสารทางชีวภาพการถ่ายภาพมักจะมีข้อ จำกัด ในความละเอียดที่ จำกัด ความสามารถของนักวิจัยและแพทย์ในการตรวจสอบรายละเอียดที่สำคัญเหตุผลหนึ่งก็คือในขณะที่แสงผ่านเนื้อเยื่อ ในการเข้าถึงวัตถุที่น่าสนใจ - เป็นเซลล์จอประสาทตาหรือเนื้องอก -. เนื้อเยื่อที่ก่อให้เกิดความผิดปรกติในหน้าคลื่นแสงเลนส์สามารถปรับตัวแข็งขันแก้ไขความผิดปกติเหล่านี้ในเส้นทางแสงระหว่างกล้องและวัตถุที่ถูกถ่ายภาพ ความละเอียดที่เพิ่มขึ้นจะช่วยให้ข้อมูลที่สำคัญที่จะสกัดจากตัวอย่างทางชีวภาพ นำมาใช้ในปี 1950 เป็นวิธีการที่ถูกต้องสำหรับอากาศแปรปรวนที่เกิดขึ้นในทางดาราศาสตร์ภาคพื้นดินที่เลนส์ปรับได้เห็นการเพิ่มขึ้นอย่างมากในการใช้งานที่ผ่านมา 10 ปีข้ามทุ่งจำนวนมากรวมทั้ง bioimaging. เทคนิคที่จะถูกทดสอบในการใช้งานทางชีวภาพต่างๆ และอาจจะเป็นประโยชน์สำหรับการมากยิ่งขึ้น ยกตัวอย่างเช่นการถ่ายภาพจอประสาทตาในปัจจุบันมีข้อ จำกัด ในความละเอียดและความคมชัดโดยไม่สมบูรณ์ในกระจกตาและเลนส์เช่นเดียวกับธรรมชาติที่มีความหนืดและไม่สม่ำเสมอของน้ำเลี้ยงตาในตา ดังนั้นแพทย์ไม่สามารถที่จะดูโครงสร้างโทรศัพท์มือถือที่สำคัญ. ในร่างกายการถ่ายภาพโทรศัพท์มือถือระดับจะช่วยให้การวินิจฉัยและการที่ถูกต้องของโรคของตา และในกล้องจุลทรรศน์ชีวภาพโดยทั่วไปความผิดปกติที่เกิดจากการถ่ายภาพผ่านเนื้อเยื่อหนาผลิตบิดเบือนแสงที่ส่งผลให้ระดับสัญญาณที่ลดลงและความละเอียดเสื่อมโทรม (รูปที่ 1) แต่เลนส์ปรับสามารถให้หมายถึงการสร้างภาพความละเอียดสูงผ่านสื่อหนา. วิธี เลนส์ปรับการทำงานรูปที่1 ทุกระบบเลนส์ปรับจะประกอบด้วยเซ็นเซอร์หน้าคลื่นที่วัดความผิดปกติขั้นตอนในหน้าคลื่นแสงกระจก deformable ที่ปรับตำแหน่งของการที่ถูกต้องสำหรับความผิดปกติและระบบการควบคุมที่ใช้วัดจากเซ็นเซอร์และการคำนวณ การเคลื่อนไหวที่ต้องการของกระจก deformable (รูปที่ 2). รูปที่ 2 รูปที่ 2 เซ็นเซอร์หน้าคลื่นที่แพร่หลายมากที่สุดด้วยเลนส์ปรับตัวในระบบการถ่ายภาพทางชีวภาพเป็นรุ่น Shack-อาร์ตมันน์ซึ่งแบ่งหน้าคลื่นที่เข้ามาเป็นจำนวนของชิ้นเล็ก ๆ โดยใช้อาร์เรย์ของ เลนส์ขนาดเล็กที่เรียกว่า lenslets แสงจาก lenslet แต่ละคนจะมุ่งเน้นไปยังกล้องสำเนา ในฐานะที่เป็นส่วนหนึ่งของหน้า wave- ตี lenslet จะ aberrated จุดมุ่งเน้นไปที่การเคลื่อนไหวกล้อง CCD ปริมาณของความผิดปกติในพื้นที่ของหน้าคลื่นที่สามารถคำนวณได้ด้วยรูปทรงเรขาคณิตอย่างง่ายที่ใช้ความยาวโฟกัสของ lenslet และการแปลของจุดเน้น (รูปที่ 3). รูปที่ 3 รูปที่ 3 เทคนิคอื่น ๆ สำหรับการตรวจจับหน้าคลื่นเช่นเซ็นเซอร์โค้ง เซ็นเซอร์ปิรามิดและ "รูปแบบฟรี" ปีนเขา นอกจากนี้ยังใช้ใน bioimaging ผู้เยาว์ deformable เป็นองค์ประกอบที่ปรับตัวของการปรับตัวของระบบเลนส์ (รูปที่ 4) จากข้อมูลที่ให้บริการโดยควบคุมการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของมันที่จะ coned สำหรับความผิดปกติในหน้าคลื่นจึงทำความสะอาดภาพ มันเป็นหลักบางที่มีความยืดหยุ่นเล็กน้อยกับจุดควบคุมอยู่เบื้องหลังมันที่ปรับเปลี่ยนรูปร่างและตำแหน่ง. รูปที่ 4 รูปที่ 4 มีหลายวิธีสำหรับการปรับรูปทรงของกระจกที่มี กระจก macroscale - ผู้ที่มีรูรับแสงระหว่าง 70 และ 150 มม - ใช้กอง piezoelectric ที่จะทำให้เสียโฉมพื้นผิวในขณะที่กระจก deformable อยู่บนพื้นฐานของไมโครเทคโนโลยี (MEMS) การใช้ตัวกระตุ้นไฟฟ้าสถิตการควบคุมการเคลื่อนไหวในรูปแบบที่ใช้เมมเบรนที่สนามไฟฟ้าสถิตภาษาท้องถิ่นทำหน้าที่ในโดยตรง รองลงมา. จำนวนจุดควบคุมหรือตัวกระตุ้นช่วงตั้งแต่วันที่ 19 สำหรับกระจกเมมเบรนที่เรียบง่ายไปกว่า 4000 จำนวนขององค์ประกอบการควบคุมที่จำเป็นจะถูกกำหนดโดยขนาดรูรับแสงของระบบการถ่ายภาพและความซับซ้อนของความผิดปกติสำหรับการแก้ไขที่ ในการใช้งานมากที่สุดในการถ่ายภาพทางชีวภาพ 100-200 จุดมีเพียงพอ. หลายปีที่ผ่านกระจก deformable ใช้ได้เฉพาะชนิดมีรูรับแสงขนาดใหญ่ที่ได้รับการออกแบบและสร้างขึ้นสำหรับการป้องกันและการประยุกต์ใช้ดาราศาสตร์ แม้ว่าพวกเขาจะเพียงพอสำหรับวัตถุประสงค์เหล่านี้พวกเขามีข้อ จำกัด เมื่อนำไปใช้ในการถ่ายภาพทางชีวภาพ ขนาดใหญ่ของพวกเขา - ในการสั่งซื้อ 100 มิลลิเมตรเส้นผ่าศูนย์กลาง - ซับซ้อนระบบแสงไว้สำหรับการถ่ายภาพมุมมองเพียง 5 มม นอกจากนี้ค่าใช้จ่ายของพวกเขาเป็นที่ต้องห้ามสำหรับระบบการถ่ายภาพเชิงพาณิชย์ แม้จะมีข้อ จำกัด เหล่านี้งานแรกของการถ่ายภาพมากที่สุดในการปรับตัวทางชีวภาพทำด้วยกระจกบานใหญ่. ในอดีตห้าปีถึง 10 ปีได้มีการจัดการที่ดีของความพยายามที่จะลดขนาดและค่าใช้จ่ายของเล็ก ๆ น้อย ๆ deformable ความสามารถในการใช้เทคนิคการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ซึ่งยืมตัวให้มีขนาดเล็กและต้นทุนต่ำที่มีเศรษฐกิจของขนาดทำให้ MEMS เทคโนโลยีที่มีแนวโน้มมากที่สุด การจับคู่การทำงานของคู่ขนาดใหญ่ของพวกเขา, กระจก MEMS ได้พบกับการกำหนดราคาและความต้องการขนาดของระบบการถ่ายภาพทางชีวภาพและมีการดำเนินการทั่วโลก. ควบคุมที่รวบรวมเซ็นเซอร์และกระจก deformable เป็นเรื่องง่าย จะใช้สัญญาณจากเซ็นเซอร์หน้าคลื่นในการคำนวณผิดพลาดจากหน้าคลื่นที่ต้องการ (ปกติระนาบ) และส่งสัญญาณไปยังแต่ละตัวกระตุ้นในกระจก deformable เพื่อชดเชยข้อผิดพลาดที่ การคำนวณจะต้องทำซ้ำ ๆ และเร็วกว่าหน้าคลื่นการเปลี่ยนแปลง คอมพิวเตอร์มาตรฐานสามารถควบคุมระบบเลนส์ปรับเพราะนับกระตุ้นต่ำ (100 s) และความต้องการความเร็วสูง (100 Hz) สำหรับการใช้งานการถ่ายภาพทางชีวภาพ (เมื่อเทียบกับการแก้ไขในชั้นบรรยากาศที่ 1000 ช่องทางและ 1 เฮิร์ทซ์จะต้อง). ส่วนประกอบเหล่านี้ได้รับ รวมอยู่ในจำนวนของเครื่องมือการถ่ายภาพรวมถึงการสแกน ophthalmoscopes เลเซอร์กล้องจุลทรรศน์ confocal กล้องจุลทรรศน์สองโฟตอน, เอกซ์เรย์เชื่อมโยงกันแสง (ตุลาคม) ระบบและการสแกนกล้องจุลทรรศน์แสง. ถ่ายภาพจอประสาทตาตามที่ตาสถาบันแห่งชาติมากกว่า 3 ล้านคนอเมริกันตาบอดหรือ ความบกพร่องทางสายตา - ความทุกข์จำนวนมากจากหนึ่งในสามของโรคจอประสาทตาที่พบมากที่สุด: ต้อหินจอประสาทตาเสื่อมและเบาหวาน ที่มีอัตราการเพิ่มขึ้นของโรคเบาหวานและประชากรสูงอายุนักวิทยาศาสตร์วิสัยทัศน์มีความกระตือรือร้นใฝ่หาเทคนิคเช่นเลเซอร์สแกน ophthalmoscopy และ OCF เพื่อปรับปรุงการถ่ายภาพจอประสาทตาและจะก้าวไปสู่ความเข้าใจในการวินิจฉัยและการ curability ของโรคตา. เลนส์ปรับตัวได้เปิดใช้งานการถ่ายภาพความละเอียดสูงทั้งใน ถ่ายภาพจอประสาทตาและกล้องจุลทรรศน์ชีวภาพ เป้าหมายระยะยาวที่ยืนอยู่ในวิสัยทัศน์วิทยาศาสตร์ที่ได้รับการถ่ายภาพระดับเซลล์ของจอประสาทตาของมนุษย์ที่อาศัยอยู่ ในปี 1999 นักวิจัยนำโดยออสติน Roorda และเดวิดอาร์วิลเลียมส์แสดงให้เห็นถึงความละเอียดสูงเลนส์ปรับเลเซอร์สแกนภาพ ophthalmoscope จอประสาทตาที่ได้รับการแก้ไขเซลล์รับแสงของแต่ละบุคคล. ตามที่วิลเลียมส์เลนส์ปรับได้ให้สองถึงสามเท่าการปรับปรุงในความละเอียดของจอประสาทตาสำหรับการถ่ายภาพ . ซึ่งอาจจะเป็นประโยชน์อย่างยิ่งเพราะการทดสอบ perimetry มาตรฐานการบริหารงานโดยผู้เชี่ยวชาญจะไม่ตรวจสอบโรคจนกว่าจะมีผลกระทบต่อการมองเห็นของผู้ป่วย อย่างไรก็ตามการตรวจสอบของผู้รับตาด้วยระบบการถ่ายภาพเลนส์ปรับสามารถเปิดเผยโรคดังกล่าว หากรวมเข้ากับตราสารทางคลินิกระบบสามารถเปิดใช้งานการวินิจฉัยก่อนหน้านี้การตรวจสอบที่ดีขึ้นของการรักษาและความเข้าใจที่ดีขึ้นของการเกิดโรค. ดร. สตีเฟนเอ Bums ศาสตราจารย์ออพที่มหาวิทยาลัยอินเดียนาในบลูที่ใช้เลนส์ปรับเลเซอร์สแกน ophthalmoscope เพื่อเปรียบเทียบสุขภาพรับแสงการเปลี่ยนแปลงในการกระเจิงของจอประสาทตาและคุณสมบัติโพลาไรซ์ (รูปที่ 5) ความละเอียดเพิ่มได้เปิดใช้งานการถ่ายภาพความเร็วสูงที่จะเห็นเซลล์เม็ดเลือดเคลื่อนไหวในเส้นเลือดฝอย การเรียงลำดับของรายละเอียดที่สำคัญซึ่งอาจช่วยในการตรวจสอบในช่วงต้นของเบาหวาน. รูปที่ 5 รูปที่ 5 เลนส์ปรับตัวยังสามารถช่วยลดระยะเวลาในการถ่ายภาพในการถ่ายภาพตา มีข้อ จำกัด เกี่ยวกับความปลอดภัยเข้มของแสงที่สามารถใส่ในตาและชดเชยนี้ต้องถ่ายภาพในช่วงเวลาที่นาน ประสิทธิภาพแสงที่ไม่ดีที่เกิดจากความผิดปกติหมายความว่าส่วนมากของโฟตอนเหล่านี้จะหายไป แต่เลนส์สามารถช่วยเพิ่มเติมของแสงที่ทำให้มันกลับไปที่เครื่องตรวจจับเร่งเวลาการถ่ายภาพ. ปัญหาที่คล้ายกันอยู่ในกล้องจุลทรรศน์ ประสิทธิภาพแสงต่ำมีความต้องการเพิ่มขึ้นในอำนาจการส่องสว่างจำเป็นสำหรับการถ่ายภาพ แต่พลังงานที่สูงนี้ค่อยๆฆ่าหรือเป็นอันตรายต่อชิ้นงาน การเพิ่มประสิทธิภาพในการอนุญาตให้ใช้แสงของอำนาจการส่องสว่างที่ต่ำกว่าการขยายเวลาซึ่งตัวอย่างที่สามารถถ่ายภาพ. มาร์ตินเจบูธของกรมวิทยาศาสตร์วิศวกรรมที่ Oxford University ในสหราชอาณาจักรที่มีความสนใจในการประยุกต์ใช้เลนส์ปรับได้สูงที่จะ สามมิติความละเอียดกล้องจุลทรรศน์แสงสำหรับการถ่ายภาพทางชีวภาพ เขาเป็นที่สนใจโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการแก้ไขความผิดปกติสำหรับ confocal และ multiphoton กล้องจุลทรรศน์เรืองแสง (รูปที่ 6) บูธแสดงให้เห็นว่าเลนส์ปรับคืนระดับสัญญาณเรืองแสงขึ้นไปเพิ่มขึ้นเป็นสิบเท่าที่อนุญาตให้ใช้อำนาจการส่องสว่างที่ลดลงและเพิ่มศักยภาพในชิ้นงาน มันสามารถเห็นได้อย่างชัดเจนจะเห็นได้ว่ามันจะเพิ่มความสว่างของแสงที่. รูปที่ 6 รูปที่ 6 การแก้ไขความผิดปกติของการปรับตัวยังสามารถเปิดใช้งานการถ่ายภาพที่ลึกลงไปตัวอย่างเช่นการถ่ายภาพของเนื้อเยื่อที่อยู่อาศัยขณะที่ยังคงความละเอียดสูงและระดับสัญญาณ บูธตั้งข้อสังเกตว่ามีความละเอียดสูงกล้องจุลทรรศน์แสงจะถูก จำกัด ส่วนตัวอย่างบางหรือแต่ละเซลล์บนสไลด์กล้องจุลทรรศน์ "ในหลาย ๆ กรณีก็เป็นทางชีวภาพอื่น ๆ อีกมากมายที่น่าสนใจที่จะดูที่เซลล์และกระบวนการโทรศัพท์มือถือในธรรมชาติของพวกเขา - ภายในที่อยู่อาศัยเนื้อเยื่อ" เขากล่าว. ที่ศูนย์เทคโนโลยีอัตโนมัติที่เยสถาบันโพลีเทคนิคในทรอย, นิวยอร์ก, นักวิจัยนำโดยเบนจามิน Potsaid มี addressed การออกโดยธรรมชาติระหว่างความละเอียดและมุมมองในกล้องจุลทรรศน์ที่ใช้เลนส์ปรับ การออกแบบกล้องจุลทรรศน์ที่เรียกว่าการปรับตัวสแกนกล้องจุลทรรศน์แสงสแกนสายตากว่าสนามใหญ่ในมุมมองของการถ่ายภาพที่มีขนาดเล็กเป็น 1.5 ไมโครเมตรมากกว่าพื้นที่ขนาดใหญ่เป็น 40 มิลลิเมตร อย่างไรก็ตามความผิดปกติแนะนำให้รู้จัก
การแปล กรุณารอสักครู่..
เลนส์ปรับได้ช่วยปรับปรุงตาและการใช้งานกล้องจุลทรรศน์ .
โดย พอล bierden และสตีเว่น menn , บอสตัน micromachines คอร์ป
ทางเครื่องมือมักจะมีความละเอียดภาพข้อ จำกัด ที่ จำกัด ความสามารถของนักวิจัยและแพทย์เพื่อตรวจสอบอย่างละเอียด เหตุผลหนึ่งคือ เป็นแสงที่ผ่านการเข้าถึงวัตถุที่น่าสนใจ - เซลล์จอตาหรือเนื้องอก - เนื้อเยื่อที่ก่อให้เกิดความผิดปกติในคลื่นแสง
ปรับเลนส์สามารถอย่างถูกต้องความผิดปกติเหล่านี้ในเส้นทางแสง ระหว่าง กล้องกับวัตถุที่ถูกอื่นๆ . เพิ่มความละเอียดให้ข้อมูลสำคัญที่จะสกัดจากตัวอย่างทางชีวภาพ แนะนำในยุค 50 เป็นวิธีที่ถูกต้องเพื่อให้เกิดความปั่นป่วนวุ่นวายในดาราศาสตร์ภาคพื้นดินทางอากาศ ,เลนส์ปรับได้เห็นละครเพิ่ม ใช้มา 10 ปี ในหลายๆ ด้าน รวมถึง bioimaging
เทคนิคจะถูกทดสอบในการใช้งานทางชีวภาพต่าง ๆ และอาจจะมีประโยชน์มากขึ้น ตัวอย่างเช่น ภาพจอประสาทตาขณะนี้จำกัดในความละเอียดและความคมชัด โดยความไม่สมบูรณ์ในกระจกตาและเลนส์ตา ,เช่นเดียวกับโดยรวมลักษณะของความหนืดและน้ำเลี้ยงตาในดวงตา ดังนั้น แพทย์ไม่สามารถที่จะดูที่สำคัญโครงสร้างของเซลล์
ในร่างกายระดับเซลล์ภาพจะช่วยให้เร็ว และถูกต้อง การวินิจฉัยของโรคตา และในกล้องจุลทรรศน์ชีวภาพทั่วไปความผิดปกติที่เกิดจากการถ่ายภาพผ่านเนื้อเยื่อหนาผลิตการบิดเบือนแสงที่มีผลในการลดระดับสัญญาณ และลายละเอียด ( รูปที่ 1 ) แต่เลนส์แบบสามารถให้วิธีการในการสร้างความละเอียดสูงภาพผ่านสื่อหนา ว่าเลนส์ปรับใช้ได้
รูปที่ 1
ทั้งหมดระบบ Adaptive Optics ประกอบด้วยเซ็นเซอร์วัดระยะที่คลื่นสีในคลื่นแสง เป็นกระจกที่ปรับตำแหน่งโดยการแก้ไขเรื่องสี และระบบการควบคุมที่ใช้วัดจากเซนเซอร์และคำนวณความต้องการการเคลื่อนไหวของกระจกโดย ( รูปที่ 2 )
รูปที่ 2 รูปที่ 2
คลื่นเซ็นเซอร์ที่แพร่หลายมากที่สุดกับเลนส์ในระบบการถ่ายภาพแบบชีวภาพเป็นรูปแบบกระท่อม Admin ซึ่งแบ่งคลื่นเข้ามาเป็นจำนวนชิ้นเล็กที่ใช้อาร์เรย์ของเลนส์ขนาดเล็กที่เรียกว่า lenslets . แสงจากแต่ละ lenslet จะเน้นลงบน CCD กล้อง . เป็นส่วนหนึ่งของคลื่น - ด้านหน้าเป็น aberrated ตี lenslet ,โฟกัสจุดบน CCD กล้องเคลื่อนไหว จำนวนของความผิดปกติในพื้นที่ของคลื่นสามารถคำนวณแบบเรขาคณิตที่ใช้ความยาวโฟกัสของ lenslet และการแปลของโฟกัสจุด ( รูปที่ 3 )
รูปที่ 3 รูปที่ 3
เทคนิคอื่น ๆเพื่อตรวจจับคลื่น เช่น ความโค้ง เซ็นเซอร์ เซ็นเซอร์ พีระมิด และ " รุ่นฟรี " เนินเขาปีนเขา . นอกจากนี้ยังใช้ใน bioimaging .
โดย พอล bierden และสตีเว่น menn , บอสตัน micromachines คอร์ป
ทางเครื่องมือมักจะมีความละเอียดภาพข้อ จำกัด ที่ จำกัด ความสามารถของนักวิจัยและแพทย์เพื่อตรวจสอบอย่างละเอียด เหตุผลหนึ่งคือ เป็นแสงที่ผ่านการเข้าถึงวัตถุที่น่าสนใจ - เซลล์จอตาหรือเนื้องอก - เนื้อเยื่อที่ก่อให้เกิดความผิดปกติในคลื่นแสง
ปรับเลนส์สามารถอย่างถูกต้องความผิดปกติเหล่านี้ในเส้นทางแสง ระหว่าง กล้องกับวัตถุที่ถูกอื่นๆ . เพิ่มความละเอียดให้ข้อมูลสำคัญที่จะสกัดจากตัวอย่างทางชีวภาพ แนะนำในยุค 50 เป็นวิธีที่ถูกต้องเพื่อให้เกิดความปั่นป่วนวุ่นวายในดาราศาสตร์ภาคพื้นดินทางอากาศ ,เลนส์ปรับได้เห็นละครเพิ่ม ใช้มา 10 ปี ในหลายๆ ด้าน รวมถึง bioimaging
เทคนิคจะถูกทดสอบในการใช้งานทางชีวภาพต่าง ๆ และอาจจะมีประโยชน์มากขึ้น ตัวอย่างเช่น ภาพจอประสาทตาขณะนี้จำกัดในความละเอียดและความคมชัด โดยความไม่สมบูรณ์ในกระจกตาและเลนส์ตา ,เช่นเดียวกับโดยรวมลักษณะของความหนืดและน้ำเลี้ยงตาในดวงตา ดังนั้น แพทย์ไม่สามารถที่จะดูที่สำคัญโครงสร้างของเซลล์
ในร่างกายระดับเซลล์ภาพจะช่วยให้เร็ว และถูกต้อง การวินิจฉัยของโรคตา และในกล้องจุลทรรศน์ชีวภาพทั่วไปความผิดปกติที่เกิดจากการถ่ายภาพผ่านเนื้อเยื่อหนาผลิตการบิดเบือนแสงที่มีผลในการลดระดับสัญญาณ และลายละเอียด ( รูปที่ 1 ) แต่เลนส์แบบสามารถให้วิธีการในการสร้างความละเอียดสูงภาพผ่านสื่อหนา ว่าเลนส์ปรับใช้ได้
รูปที่ 1
ทั้งหมดระบบ Adaptive Optics ประกอบด้วยเซ็นเซอร์วัดระยะที่คลื่นสีในคลื่นแสง เป็นกระจกที่ปรับตำแหน่งโดยการแก้ไขเรื่องสี และระบบการควบคุมที่ใช้วัดจากเซนเซอร์และคำนวณความต้องการการเคลื่อนไหวของกระจกโดย ( รูปที่ 2 )
รูปที่ 2 รูปที่ 2
คลื่นเซ็นเซอร์ที่แพร่หลายมากที่สุดกับเลนส์ในระบบการถ่ายภาพแบบชีวภาพเป็นรูปแบบกระท่อม Admin ซึ่งแบ่งคลื่นเข้ามาเป็นจำนวนชิ้นเล็กที่ใช้อาร์เรย์ของเลนส์ขนาดเล็กที่เรียกว่า lenslets . แสงจากแต่ละ lenslet จะเน้นลงบน CCD กล้อง . เป็นส่วนหนึ่งของคลื่น - ด้านหน้าเป็น aberrated ตี lenslet ,โฟกัสจุดบน CCD กล้องเคลื่อนไหว จำนวนของความผิดปกติในพื้นที่ของคลื่นสามารถคำนวณแบบเรขาคณิตที่ใช้ความยาวโฟกัสของ lenslet และการแปลของโฟกัสจุด ( รูปที่ 3 )
รูปที่ 3 รูปที่ 3
เทคนิคอื่น ๆเพื่อตรวจจับคลื่น เช่น ความโค้ง เซ็นเซอร์ เซ็นเซอร์ พีระมิด และ " รุ่นฟรี " เนินเขาปีนเขา . นอกจากนี้ยังใช้ใน bioimaging .
การแปล กรุณารอสักครู่..
ภาษาอื่น ๆ
การสนับสนุนเครื่องมือแปลภาษา: กรีก, กันนาดา, กาลิเชียน, คลิงออน, คอร์สิกา, คาซัค, คาตาลัน, คินยารวันดา, คีร์กิซ, คุชราต, จอร์เจีย, จีน, จีนดั้งเดิม, ชวา, ชิเชวา, ซามัว, ซีบัวโน, ซุนดา, ซูลู, ญี่ปุ่น, ดัตช์, ตรวจหาภาษา, ตุรกี, ทมิฬ, ทาจิก, ทาทาร์, นอร์เวย์, บอสเนีย, บัลแกเรีย, บาสก์, ปัญจาป, ฝรั่งเศส, พาชตู, ฟริเชียน, ฟินแลนด์, ฟิลิปปินส์, ภาษาอินโดนีเซี, มองโกเลีย, มัลทีส, มาซีโดเนีย, มาราฐี, มาลากาซี, มาลายาลัม, มาเลย์, ม้ง, ยิดดิช, ยูเครน, รัสเซีย, ละติน, ลักเซมเบิร์ก, ลัตเวีย, ลาว, ลิทัวเนีย, สวาฮิลี, สวีเดน, สิงหล, สินธี, สเปน, สโลวัก, สโลวีเนีย, อังกฤษ, อัมฮาริก, อาร์เซอร์ไบจัน, อาร์เมเนีย, อาหรับ, อิกโบ, อิตาลี, อุยกูร์, อุสเบกิสถาน, อูรดู, ฮังการี, ฮัวซา, ฮาวาย, ฮินดี, ฮีบรู, เกลิกสกอต, เกาหลี, เขมร, เคิร์ด, เช็ก, เซอร์เบียน, เซโซโท, เดนมาร์ก, เตลูกู, เติร์กเมน, เนปาล, เบงกอล, เบลารุส, เปอร์เซีย, เมารี, เมียนมา (พม่า), เยอรมัน, เวลส์, เวียดนาม, เอสเปอแรนโต, เอสโทเนีย, เฮติครีโอล, แอฟริกา, แอลเบเนีย, โคซา, โครเอเชีย, โชนา, โซมาลี, โปรตุเกส, โปแลนด์, โยรูบา, โรมาเนีย, โอเดีย (โอริยา), ไทย, ไอซ์แลนด์, ไอร์แลนด์, การแปลภาษา.
- Mr.Chaiwat มีประสิทธิภาพในการทำงานดีมากส
- principles
- Sorry I won't be able to make it to the
- the laser is refracted
- The driver did not see the crosswalk, ma
- แต่ฉันคุยกับคุณไม่ได้
- 훈련
- การป้องกันโรค NCDs ที่สำคัญคือ
- นางสาววิรัลพัชร
- ผลตอบแทนพนักงานที่ถือหุ้นในบริษัทฯ
- Retured to customer on 20-10-2015
- ออกใบกำกับภาษี(ใบเพิ่มหนี้หรือใบลดหนี้)โ
- 洒
- อากาศเริ่มเย็นแล้ว ผมคิดว่าจะไปเที่ยวทาง
- have been studied and described in the l
- ทุกอย่างเรียบร้อยแล้ว
- Spiritual universe
- I want to get home.
- have been studied and described in the l
- เมื่อเติมน้ำยา
- The literature results on calcium active
- I will adjust the size of the Aircon gri
- เราควรสระผมด้วยน้ำสะอาดอย่างน้อยสัปดาห์ล
- พิพิธภัณฑ์ภาพวาด 4มิติ
