เอ็มมานูเอล บอสซี หัวหน้าทีมวิจัยจาก CNRS/ Université Grenobe Alpes Laboratoire Interdisciplinaire de Physique กล่าวว่า "การผสมผสานรูปแบบการถ่ายภาพเหล่านี้จะช่วยปรับปรุงความเข้าใจของเราเกี่ยวกับโครงสร้างและพฤติกรรมของสมองในสภาวะเฉพาะ เช่น หลังการรักษาด้วยยาเป้าหมาย" "ขนาดที่เล็กของกล้องเอนโดสโคปช่วยลดความเสียหายต่อเนื้อเยื่อเมื่อสอดเข้าไปในสมองของสัตว์ขนาดเล็กเพื่อทำการถ่ายภาพ"

ในวารสารBiomedical Optics Express ของวารสาร The Optical Society (OSA) ทีมวิจัยของ Bossy ร่วมกับทีมของ Paul C. Beard จาก University College London ได้บรรยายถึงกล้องเอนโดสโคปหลายแบบวิธีใหม่ของพวกเขา และแสดงให้เห็นว่ามันสามารถได้ภาพเซลล์เม็ดเลือดแดงที่เปล่งแสงและเรืองแสง และลูกปัดเรืองแสง

สองภาพดีกว่าภาพเดียว

การรับภาพเรืองแสงและโฟโตอะคูสติกด้วยอุปกรณ์เดียวกันจะให้ภาพที่ลงทะเบียนร่วมโดยอัตโนมัติพร้อมข้อมูลเสริม สัญญาณฟลูออเรสเซนต์ซึ่งสร้างขึ้นเมื่อมาร์กเกอร์เรืองแสงดูดซับแสงและปล่อยแสงออกมาอีกครั้งด้วยความยาวคลื่นที่ต่างกัน มีประโยชน์มากที่สุดสำหรับการติดฉลากบริเวณเฉพาะของเนื้อเยื่อ ในทางกลับกัน ภาพโฟโตอะคูสติกซึ่งจับคลื่นเสียงที่สร้างขึ้นหลังจากการดูดกลืนแสง ไม่จำเป็นต้องใช้ฉลาก ดังนั้นสามารถใช้เพื่อสร้างภาพไดนามิกของเลือดได้ เป็นต้น

กล้องเอนโดสโคปใหม่ใช้เทคนิคที่เรียกว่าการสร้างภาพหน้าคลื่นด้วยแสงเพื่อสร้างจุดโฟกัสที่ปลายภาพของไฟเบอร์ออปติกแบบหลายโหมดที่มีขนาดเล็กมาก "การแพร่กระจายของแสงเป็นเส้นใยแบบหลายโหมดมีสัญญาณรบกวน ทำให้มองไม่เห็นผ่านเส้นใย" Bossy กล่าว "อย่างไรก็ตาม เส้นใยชนิดนี้มีประโยชน์สำหรับการส่องกล้อง เพราะมันมีขนาดเล็กมากเมื่อเทียบกับการรวมกลุ่มของเส้นใยภาพที่ใช้สำหรับอุปกรณ์ส่องกล้องทางการแพทย์จำนวนมาก"

ในการมองผ่านใยแก้วนำแสงแบบหลายโหมด นักวิจัยได้ใช้โมดูเลเตอร์แสงเชิงพื้นที่เพื่อส่งรูปแบบแสงที่เฉพาะเจาะจงผ่านเส้นใยและสร้างจุดโฟกัสที่ปลายภาพ เมื่อจุดโฟกัสกระทบกับตัวอย่าง จะสร้างสัญญาณที่สามารถใช้เพื่อสร้างภาพทีละจุดโดยการสแกนแรสเตอร์บนจุดตัวอย่าง แม้ว่านักวิจัยคนอื่น ๆ จะใช้เส้นใยมัลติโหมดสำหรับการส่องกล้องเรืองแสง แต่งานชิ้นใหม่นี้นับเป็นครั้งแรกที่มีการรวมการถ่ายภาพด้วยแสงด้วยแสงเข้ากับการออกแบบเอนโดสโคปประเภทนี้

เพิ่มความไวต่อเสียง

นักวิจัยได้เพิ่มการถ่ายภาพด้วยแสงโดยผสมผสานใยแก้วนำแสงที่บางมากเพิ่มเติมเข้ากับปลายเซ็นเซอร์พิเศษที่ไวต่อเสียง เนื่องจากเซ็นเซอร์เสียงใยแก้วนำแสงที่มีจำหน่ายในท้องตลาดไม่มีความไวหรือเล็กพอสำหรับแอปพลิเคชันนี้ นักวิจัยจึงใช้เซ็นเซอร์ใยแก้วนำแสงที่มีความไวสูงซึ่งเพิ่งพัฒนาขึ้นโดยทีมวิจัยของ Beard

"จุดโฟกัสของแสงช่วยให้เราสร้างภาพทีละพิกเซลในขณะที่ยังเพิ่มความแรงของการเรืองแสงและสัญญาณโฟโตอะคูสติก เพราะมันรวมแสงไว้ที่จุดโฟกัส" Bossy อธิบาย "แสงที่มีความเข้มข้นนี้รวมกับเครื่องตรวจจับที่มีความละเอียดอ่อนทำให้สามารถรับภาพโดยใช้พัลส์เลเซอร์เพียงอันเดียวต่อพิกเซลในขณะที่เซ็นเซอร์อะคูสติกใยแก้วนำแสงเชิงพาณิชย์จะต้องมีพัลส์เลเซอร์จำนวนมาก"

นักวิจัยได้ประดิษฐ์ไมโครเอนโดสโคปต้นแบบที่วัดได้เพียง 250 x 125 ไมครอน และใช้เพื่อสร้างภาพลูกปัดเรืองแสงและเซลล์เม็ดเลือดโดยใช้วิธีการถ่ายภาพทั้งสองแบบ พวกเขาตรวจพบลูกปัดเรืองแสงขนาด 1 ไมครอนหลายเม็ดและเซลล์เม็ดเลือดแดงขนาด 6 ไมครอนได้สำเร็จ

เนื่องจากนักวิทยาศาสตร์คนอื่นทำการส่องกล้องเรืองแสงในสมองของหนู นักวิจัยจึงมั่นใจว่าอุปกรณ์กิริยาแบบคู่ของพวกมันจะทำงานในสภาวะที่คล้ายคลึงกัน ขณะนี้พวกเขากำลังทำงานอย่างต่อเนื่องเพื่อเพิ่มความเร็วในการรับอุปกรณ์ โดยมีเป้าหมายเพื่อให้ได้ภาพสองสามภาพต่อวินาที