眾所周知，現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)成像的進(jìn)步幫助醫(yī)生在診斷和治療上取得越來(lái)越大的突破，X光、計(jì)算機(jī)輔助斷層攝影(computer aided tomographic，CT)、磁共振成像、核與超聲波成像，生物醫(yī)學(xué)成像技術(shù)越來(lái)越精細(xì)。因此，研究和診斷生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用通常需要成像儀具備較高的空間分辨率、準(zhǔn)確的色彩還原度以及弱光條件下較高的靈敏度，而且許多情況需要同時(shí)具備這三種因素，才能提高數(shù)據(jù)的可靠性。

選擇醫(yī)學(xué)成像相機(jī)要考慮的因素

選擇合適的顯微鏡學(xué)相機(jī)、組織學(xué)相機(jī)、細(xì)胞學(xué)/細(xì)胞遺傳學(xué)相機(jī)、落射熒光相機(jī)，對(duì)于臨床應(yīng)用進(jìn)行正確診斷或在研究工作過(guò)程中提供可靠數(shù)據(jù)具有至關(guān)重要的作用。那么要如何判斷機(jī)器視覺(jué)相機(jī)是否適合您的應(yīng)用呢？你需要考慮這些因素：

1、分辨率與色彩精度

現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)成像相機(jī)所需的分辨率取決于樣品中目標(biāo)結(jié)構(gòu)相對(duì)于相機(jī)像素大小的放大率，也就是說(shuō)，顯微鏡應(yīng)用的高分辨率可以通過(guò)2MP、25MP或介于這兩者之間的相機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。它取決于光學(xué)元件對(duì)樣品中目標(biāo)結(jié)構(gòu)進(jìn)行的相對(duì)于相機(jī)像素大小的放大率，為了選出能實(shí)現(xiàn)所需分辨率的最佳相機(jī)，首先要確定待解析樣本中最小結(jié)構(gòu)的尺寸，然后將其乘以光學(xué)系統(tǒng)中的鏡頭放大率，從而得出投射到相機(jī)傳感器上的結(jié)構(gòu)尺寸。

如果結(jié)構(gòu)的尺寸至少是相機(jī)傳感器上像素的2.33（Nyquist）倍，那么相機(jī)可以解析此機(jī)構(gòu)。例如，如果這些投射的結(jié)構(gòu)尺寸是~8um，那么3.45um像素的相機(jī)可以解析這些結(jié)構(gòu)。測(cè)量分辨率還可以用其他方法（如線對(duì)數(shù)），但上述方法可以通過(guò)簡(jiǎn)單計(jì)算，找到用于測(cè)試的最佳相機(jī)的選項(xiàng)。

組織學(xué)、細(xì)胞學(xué)和細(xì)胞遺傳學(xué)等成像應(yīng)用使用較大范圍的白光（~400nm至700nm），或使用此范圍內(nèi)的選定波長(zhǎng)（例如565nm）。如果這批樣品中的樣本不是活動(dòng)的（即固定的），則可以暴露于亮光下，不會(huì)有污漬褪色或樣品被殺死的風(fēng)險(xiǎn)。這種情況下，相機(jī)的主要要求是高分辨率和色彩還原度。反過(guò)來(lái)說(shuō)，弱光靈敏度不是一個(gè)重要因素。

2、靈敏度、量子效率及動(dòng)態(tài)范圍

對(duì)于活體樣本的成像應(yīng)用，面臨的挑戰(zhàn)是避免樣本在太強(qiáng)光線下過(guò)度曝光，否則會(huì)使熒光分子褪色或殺死樣本。這些應(yīng)用通常使用一種稱為落射熒光技術(shù)，落射熒光技術(shù)可用于固定樣本和活體樣本。有的標(biāo)本很難獲得或價(jià)格昂貴，而且制作樣本的材料和人工費(fèi)用很高。因此，能保護(hù)樣品質(zhì)量的系統(tǒng)有助于降低這些成像應(yīng)用的持續(xù)成本。

落射熒光使用經(jīng)過(guò)過(guò)濾的高能量波長(zhǎng)，以刺激樣品發(fā)出低能量波長(zhǎng)。低能量波長(zhǎng)再經(jīng)過(guò)過(guò)濾返回相機(jī)。這種情況下，可以對(duì)樣品使用強(qiáng)度較小的破壞性光，因此其最大的要求是靈敏度。即便發(fā)射光能量較低，具有出色靈敏度的相機(jī)也可以提供高質(zhì)量的圖像。

如需查找具備出色靈敏度、在弱光條件下性能良好的型號(hào)，您可以側(cè)重于以下三種技術(shù)規(guī)格：絕對(duì)靈敏度、量子效率以及動(dòng)態(tài)范圍。絕對(duì)靈敏度是得到與傳感器所觀測(cè)噪聲等效的信號(hào)所需的光子數(shù)，數(shù)值越小越好。量子效率是指給定波長(zhǎng)下轉(zhuǎn)化為電子的光子——值越高越好。動(dòng)態(tài)范圍是信號(hào)與噪聲（包括顳暗噪聲）的比值，顳暗噪聲是指無(wú)信號(hào)時(shí)傳感器內(nèi)的噪聲，動(dòng)態(tài)范圍值越高越好。通常單色型號(hào)的弱光性能優(yōu)于彩色型號(hào)。

3、因素綜合

對(duì)于同時(shí)使用白光和落射熒光的應(yīng)用，可以選擇FLIR配備Sony全新轉(zhuǎn)換增益功能的相機(jī)型號(hào)，此功能可以優(yōu)化傳感器，實(shí)現(xiàn)高靈敏度或高飽和容量。弱光環(huán)境首選較高的轉(zhuǎn)換增益，因?yàn)樵诖藯l件下，讀取噪聲被更大程度地弱化，從而產(chǎn)生較低的絕對(duì)靈敏度閾值，非常適合在短時(shí)曝光下檢測(cè)弱信號(hào)。強(qiáng)光條件下飽和容量得到了最大化，獲得的動(dòng)態(tài)范圍得以增強(qiáng)，因此稍低的轉(zhuǎn)換增益是這種情況的理想選擇，最大動(dòng)態(tài)范圍將受限于12位 ADC。

挑選合適的機(jī)器視覺(jué)相機(jī)