用于活体组织成像的共焦激光显微镜

　　从传统上看，生物医学成像分为低分辨率(10~1000拼m)活体组织成像和高分辨率切片组织成像。活体成像通常用非光学方式来完成，如磁共振成像、超声或X射线层析照相法，由此评价原生态中组织的一般形状和外表。然而，这种方式不能提供分析细胞类型和组织形态学所需要的细胞分辨率。为了使用常规的光学或电子显微镜以高分辨率对组织成像，必须将该组织切成薄片，否则，在所观察组织的上层及下层组织将产生焦外反射，从而严重地降低图像对比度。

　　切片、定形和给薄组织切片染色是费时和昂贵的，并给图像添加了人为因素。基础研究和临床研究需要一个观察活体的“窗口”。生物医学研究者们要求一种非侵入性的活体组织细胞成像技术，而不受常规显微镜术带来的人为因素的影响，从而能对作为空间和时间函数的、组织内的动态过程进行调查.其应用包括细胞间相互作用(白血球渗出、吞噬作用和色素转移)的机制、组织再生和创口愈合、微循环、肿瘤中药物的输送及分布、光与组织相互作用的物理和生物效应以及癌症与其它疾病的特点。共焦显微镜对此类问题提供了一种解决方法.

　　共焦显微镜能够对活体组织进行非侵害性成像，对角膜和皮肤等器官达到细胞级分辨率。共焦仪器对人类皮肤的表皮和真皮成像达300拼m深度。因为共焦成像实际上是限制在焦点上单一截面的成像，拒斥焦点外截面的所有光线，所以这种方法能使厚组织切片有很高对比度的图像。

　　在共焦显微镜中，一点光源照亮目标内部某点，被照亮的光点通过针孔光栏成像在探测器上。这个光栏起着空间滤光器的作用，它阻止焦点外目标的反射光落入焦点内，所以，所成的像为高对比度的薄截面图像。为了用共焦显微镜产生一幅图像，被照明点或目标要以机械或光学方法对整个区域进行光栅式扫描。

　　活体成像是基于探测来自组织的反射或后向散射光，所以照明和探测发生在目标的同侧(见图1).共焦反射成像中信号的对比度主要来自于后向散射，由细胞器和其它构造折射率的变化而产生的散射形成。

　　1活体共焦显微术

　　已开发出用于活体成像的实时、点扫描共焦显微镜。在这种显微镜中，探测器所收集的光对焦平面的折射率和吸收率的变化成图。图像中每一个可分辨像元的光收集量是入射照度、扫描速度和成像速率、照明系统与接收光学系统的数值孔径、探测器光栏尺寸、照明光波长和组织散射截面的函数。可以优化这些参数，对皮肤这类光密组织提供深达500拼m的近衍射极限的图像。