约翰·霍普金斯大学的工程师们发明了一种新型的超微型无透镜内窥镜，其尺寸只有几根头发丝那么大，体积更小，成像质量更高。

他们的发现发表在《科学进展》上。

约翰·霍普金斯大学电气与计算机工程副教授，该研究的通讯作者马克·福斯特说：“通常，你要么牺牲尺寸要么牺牲图像质量。现在，我们已经能够通过我们的微型内窥镜实现这两个目标。”

为了检查小鼠等动物的大脑中发射的神经元，理想的微型内窥镜应该很小，以减少脑组织损伤，但又要强大到可以产生清晰的图像。

当前，标准微型内窥镜的直径约为半毫米至几毫米，并且需要更大，更具侵入性的透镜才能获得更好的成像。尽管存在无透镜微内窥镜，但其中的光纤逐像素扫描区域经常弯曲，并且在移动时会失去成像能力。

在他们的新研究中，Foster及其同事创造了一种无透镜的超小型微型内窥镜，与传统的基于透镜的微型内窥镜相比，该透镜增加了研究人员的可视范围，并改善了图像质量。

研究人员通过使用编码孔径或平坦的网格来实现此目的，该网格随机地阻挡光，以已知的图案产生投影，类似于随机戳一块铝箔并使光穿过所有小孔。这会产生混乱的图像，但是会提供大量有关光起源的信息，并且可以通过计算将信息重构为更清晰的图像。在实验中，福斯特(Foster)的团队观察了载玻片上不同图案的珠子。

“几千年来，我们的目标一直是使图像尽可能清晰。现在，借助计算机重建，我们可以有目的地捕获看起来很糟糕的东西，并且以反直觉地得到更清晰的图像，” Foster说。

此外，Foster和团队的微型内窥镜不需要移动即可聚焦在不同深度的物体上。他们使用计算重新聚焦来确定三维空间中光线的来源。这使得内窥镜比传统的需要移动内窥镜来聚焦的内窥镜要小得多。

展望未来，研究团队将使用荧光标记程序测试其微型内窥镜，其中将对活动的大脑神经元进行标记和照明，以确定内窥镜对神经活动成像的准确性。

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