Anonim

Verdens raskeste kamera tar bilder på seks millioner bilder per sekund

Medisinsk

David Greig

15. mai 2009

2 bilder

Ingeniører UCLA har vist et kamera som tar bilder på 6 millioner bilder per sekund

14 mai 2009 Ved hjelp av en ny tilnærming basert på mer enn 10 års forskning har ingeniører ved UCLA Henry Samueli School of Engineering og Applied Science vist et kamera som tar bilder på 6 millioner bilder per sekund - det er tusen ganger raskere enn noen eksisterende konvensjonelle kamera. Denne nye teknikken åpner nye muligheter for medisinsk forskning og kan blant annet føre til bildeopptak av individuelle celler i blodstrømmer, og åpner muligheten for å påvise usunn eller kreftformet celleformer.

Ultra raskt kamera - hvordan det fungerer

Forskerne Keisuke Goda, Kevin Tsia og teamleder Bahram Jalali utviklet tilnærmingen som fanger hvert bilde med en ultrasort laser, en lysstråle en milliarddel av en sekund lang. Teknikken overvinne behovet for en CCD (ladetilkoblet enhet) eller CMOS (komplementær metalloksyd halvleder) -sensor som brukes i moderne digitale kameraer, og i motsetning til andre høyhastighets billedbehandling, krever ikke kjøling av kameraet eller høy intensitetsbelysning . Når en gang er tatt, omdannes hver puls til en seriell datastrøm som ligner dataene i et fiberoptisk nettverk. Laserpulsene, som hver bærer et helt bilde, forsterkes og samtidig reduseres i tide for å muliggjøre fangst med en elektronisk digitaliseringsenhet.

Et av problemene med tradisjonelle kameraer er at de blir mindre og mindre følsomme ved høyere hastigheter, fordi mindre eksponering betyr mindre tid tilgjengelig for å samle fotonene mellom rammer. I tillegg blir signalet ved disse hastighetene svakere og mer utsatt for støy. Den nye imageren overvinner dette problemet via optisk bildeforsterkning.

"Vår serielle tidkodede forsterket mikroskopi (STEAM) -teknologi muliggjør kontinuerlig sanntidsimaging med en bildefrekvens på mer enn 6 MHz, en lukkerhastighet på mindre enn 450 ps og en optisk bildeforsterkning på mer enn 300 - 's raskeste kontinuerlig løpende kamera, nyttig for å studere raske fenomener i fysikk, kjemi og biologi, sier forsker medforfatter Goda, en postdoktoral forsker i gruppen.

Gruppen har i første omgang bevist kameraet i studier om fenomenene laserablation - fange det i sanntid. Det forventes at disse studiene vil muliggjøre en bedre forståelse og optimalisering av laserablation, en viktig prosess i lasermedisin. En annen medisinsk applikasjon som Jalali mener at kameraet er ideelt for, er teknikken for flowcytometri, brukt i blodanalyse. Tradisjonelle analysatorer kan telle celler og bestemme størrelsen deres, men kan ikke ta bilder av dem, da tradisjonelle kamerateknikker ikke er følsomme nok. Denne nye teknikken bør ikke bare overvinne dette problemet, men åpner muligheten for deteksjon av individuelle celler som syke eller kreftformer. "Sjansen for at en av disse cellene vil skje på den lille blodprøven som ses under et mikroskop, er ubetydelig, sier Jalali. "For å finne disse skurkne cellene - nåler i høstakkene - du må analysere milliarder celler, hele høstacken. Ultra-høyhastighets bildebehandling av celler i strømmen er en potensiell løsning for deteksjon av sjeldne unormale celler. "

Forskningspapiret ble publisert i Nature's 30 april-utgave.

David Greig

Via UCLA.

Ingeniører UCLA har vist et kamera som tar bilder på 6 millioner bilder per sekund

Anbefalt Redaksjonens