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近红外二区成像解决方案
来源: | 作者:visionsmart | 发布时间: 18天前 | 78 次浏览 | 分享到:

近红外二区成像简介

近红外二区(NIR-II,1000~1700 nm)荧光成像是近年来发展起来的一种新型小动物活体成像技术,具有穿透深度大,空间分辨率高,成像速度快等优势。结合红外二区的生物荧光探针,该技术可应用于肿瘤成像、淋巴管与淋巴结成像、手术导航、药理药效评价等众多研究。

与传统的可见光(400-700 nm)和近红外一区(NIR-I, 700-1000 nm)荧光成像相比,光子在NIR-II表现出更高的穿透能力、更低的组织吸收和散射,具备更加明显的光学成像优势。

 

近红外二区成像研究对相机的要求

首先,相机需要在近红外二区波段内有较好的光电转化效率。不同的荧光剂发光能量峰值不同,但大多近红外二区荧光剂的发光波段都在1000-1500nm范围内。这就要求拍摄的相机在这个波段内有良好的响应能力,同时这也是选择铟镓砷探测器的原因。 

 

图一 InGaAs相机短波红外相机的QE曲线


其次,要求相机可以满足较长的曝光时间。由于多数荧光剂的发光强度并不高,且活体实验信号强度较弱,导致相机较难捕捉到信号。为了克服较弱信号带来的问题,最简单的方法就是适当增加曝光时间。在常规应用中,相机工作的曝光时间可能只在us或ms量级,但在近红外二区成像的应用中,相机需设置的曝光时间通常会增加到几百毫秒甚至几秒,以此来保证微弱信号的获取。但是随着曝光时间的增加,暗电流也会随之增大,影响成像质量。为了降低暗电流,提升图像质量,也就引出了如下对相机的第三个要求。

最后,相机要能达到较低的制冷温度。在长曝光应用中,图像噪声主要由暗电流组成。如上所述,设置较长的曝光时间会增加暗电流的积累,如果暗电流积累的过大,会导致图像背景噪声增大,对图像质量产生很大影响。而减小暗电流最直接的方法就是为探测器配备制冷,降低芯片工作温度。所以我们对相机的另一个要求就是配备多级制冷,以减小暗电流,从而保证和提升图像质量。

XenICs短波红外相机介绍

比利时Xenics公司是全球领先的红外成像组件及系统提供商,产品涵盖短波、中、长波红外探测器、相机、红外测温系统等,其产品广泛应用于高端科学研究、工业检测、生物成像、安全防御等领域。

本系统中采用的短波红外相机模块是Xenics为近红外二区成像所设计的定制产品,它是一款高分辨率,且体积紧凑的短波红外相机,并配备着专用TE3制冷型低噪声InGaAs探测器,是专门针对长曝光时间应用所设计的产品。该产品在配备的铟镓砷探测器在900-1700nm波段QE均值大于80%,最长曝光时间可达20s,最低制冷温度可达-50℃,超过市面上同价位其他产品,完美的满足了近红外二区成像对相机的三大要求。

相机实物图


解决方案简介

近红外二区成像系统组成包括:短波红外相机、短波红外镜头、小型水冷装置、小型工控机、配套滤光片和线缆。其中我司自主研发的小型水冷装置和小型工控机在保证相机制冷效率和图像采集处理要求的同时,采用了轻量化和小型化的结构设计,极大地减小了整体成像系统的体积和重量,为平时科研使用和系统集成带来了方便。如下图片为展示实测图像:


荧光材料激发后成像




活体成像实测结果



近红外二区小动物成像系统



为何选择本方案?

1. 优秀的性能:核心短波红外相机配备的TE3制冷能高标准的满足大多近红外二区成像应用长曝光时间的要求,其他配件均按高标准设计和选型;

2. 高集成度成像系统:专注成像、一站配齐,解决全套成像需求和问题,系统即安即用;

3. 小型轻量化设计:系统各模块均按小型轻量化设计,保证性能的同时,体积小重量轻,便于使用和集成;

4. 可获取度高:产品货期短,进口产品供货稳定,同等级产品中性价比最高;

5. 可定制化高:核心配件自主研发,全套系统自主组装,可根据客户要求,对系统软硬件进行调整。

6. 方案成熟度高:产品遍布全国各地重点学校和实验室,客户好评如潮。



如您对此方案感兴趣或有任何问题欢迎随时致电联系!

刘经理,联系电话13263191822。