【摘要】 尽管在这种显微镜中，样品的粗糙度很小，但仍需要将样品切成几微米才能进行观察。

在大多数生物组织的光学观察中，标本被切成几微米厚，并固定在玻璃基板上。显微镜是通过透射光穿过标本获得的。由于通常不容易通过折射和/或透射光谱的局部差异获得良好的对比度，因此通常在观察之前对样品进行染色。它可以被归类为一种化学成像，因为只有具有特定化学性质的部分才能通过选择合适的染色材料进行染色。然而，这种染色有一些缺点。完成这个过程通常需要几个小时到几天的时间。此外，组织在被染色后，往往完全失去其生物功能；即染色过程的观察具有化学破坏性。

 

另一方面，可以在不进行染色处理的情况下进行声学成像；即它在化学上是非破坏性的。观察可以在很短的时间内完成，因为它不需要染色过程。生物组织超声显微镜的想法就是基于这一优势，它被认为是一种强大的组织表征工具，可以对弹性参数进行成像。在1997年，Y. Saijo等人[1]提出大多数超声显微镜都是扫描型的，在这种显微镜中，随着光束的机械扫描，对聚焦声学信号的响应被连续获取。

 

N.Hozumi等人[2]之前提出了一种脉冲驱动的超声波声速显微镜，可以在短时间内获得声速图像。尽管在这种显微镜中，样品的粗糙度很小，但仍需要将样品切成几微米才能进行观察。然而，通常需要在没有切片过程的情况下进行观察，因为切片可能会损害组织的某些功能。

 

基于上述背景，提出了声阻抗显微镜，可以对组织横截面声阻抗的局部分布进行成像。由于声阻抗是声速和密度的乘积，当密度的变化不显著时，它与声速有很好的相关性。

 

图1显示了声阻抗显微镜的轮廓。蒸馏水被用于基板和换能器之间的耦合介质。脉冲发生器（AVTEC，AVP-AV-HV3-C）产生峰值电压约40V、宽度约2ns的尖锐电脉冲。脉冲的最大重复频率高达10kHz。换能器为PVDF TrFE型。孔径为1.5毫米，焦距为3.0毫米。通过施加电压脉冲产生具有宽频率分量的声波。聚焦在基底和组织之间的界面上的声波由同一换能器发射和接收。

 

图1 实验设置

 

系统的一部分如图2所示。X–Y台对嵌入耦合电路盒上的换能器进行机械扫描。衬底被放置在另一个台上，使得声波可以从其底侧传输。一次观察通常需要2-3分钟。为了节省从示波器到计算机的数据传输时间，每次X扫描的波形在通过LAN接口传输之前，都会使用其快速帧模式存储在示波器中。为了减少随机噪声，对同一点的三次响应进行平均。

 

图2 实验系统的一部分

 

[1] Y. Saijo, M. Tanaka, H. Okawai, H. Sasaki, S. Nitta, F. Dunn, Ultrasonic tissue characterization of infracted myocadium by scanning acoustic microscopy, Ultrasound Med. Biol. 23–1 (1997) 77.

[2] N. Hozumi, R. Yamashita, C. -K Lee, M. Nagao, K. Kobayashi, Y. Saijo, M. Tanaka, N. Tanaka, S Ohtsuki, Ultrasonic sound speed microscope for biological tissue characterization driven by nanosecond pulse, Acoustic Sci. Technol. 20 (2003) 386.

 

科学指南针以分析测试为核心，提供材料测试、环境检测、生物服务、模拟计算、科研绘图等多项科研产品，累计服务1800+个高校、科研院所及6000+家企业，获得了60万科研工作者的信赖。始终秉持“全心全意服务科研，助力全球科技创新”的使命，致力于为高校、院所、医院、研发型企业等科研工作者提供专业、快捷、全方位的服务。

 

免责声明：部分文章整合自网络，因内容庞杂无法联系到全部作者，如有侵权，请联系删除，我们会在第一时间予以答复，万分感谢。