香港文匯報訊（記者 高鈺）快速的生物成像方法，對生命科學的探索至關重要。中文大學機械與自動化工程學系副教授陳世祈及其團隊，結合壓縮感知演算法與數碼全息顯微鏡，成功開發一種高速雙光子熒光成像法，在1秒內即可完成活體3D成像，速度是傳統點掃描方法的3倍至5倍。新技術可望對神經系統及光遺傳學研究帶來貢獻，促進生物醫學領域發展。
由於神經系統的活動反應非常迅速，一般會10毫秒量級的時間內完成，傳統的顯微鏡難以直接觀察。現時生物學研究廣泛應用的雙光子與熒光互動的顯微鏡技術，能於深約1毫米的活體組織中進行高解析度3D成像，可應用於觀察數以百計的神經元活動及神經分佈情況。
不過，由於熒光訊號十分微弱，成像速度仍受到限制。
針對有關問題，陳世祈團隊開發出基於數字微鏡器件的多焦點鐳射掃描方法，同時通過結合壓縮感知演算法與數碼全息顯微鏡，將雙光子顯微鏡圖像測量和壓縮「同步進行」，進一步提高了成像速度。模擬實驗參數證，新方法對花粉進行3D成像只需要0.55秒，遠較需時2.2秒的傳統掃描法高速。相關成果已於著名期刊《Optics Letters》發表。
成像速度提升可達5倍
陳世祈說，新方法可將成像速度提升3倍至5倍，並保持同等的解析度，相信可以幫助生物與醫學領域，例如光遺傳學有新發現。團隊亦正努力進一步提高重建演算法的速度和圖像質素，並計劃將數字微鏡器件與其他先進的成像技術結合使用，希望可為更深層生物組織成像。