SBIR Phase I: Ultrathin endomicroscope
SBIR 第一阶段:超薄内窥镜
基本信息
- 批准号:2212906
- 负责人:
- 金额:$ 25.6万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2022
- 资助国家:美国
- 起止时间:2022-08-01 至 2023-10-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The broader impact/commercial potential of this Small Business Innovation Research (SBIR) Phase I project is to empower brain scientists with a high-resolution optical imaging instrument to reach currently inaccessible regions of the brain with minimal damage. The instrument contains thin fiber optics probes that enable access to very narrow cavities within the body or penetration of tissue. Deep brain imaging, photo-stimulation, and photo-ablation are possible applications, all of which could help understand brain function and potentially unlock treatments for brain diseases. The imaging instrument to be developed in this project may be amenable to scientific studies in animal models, addressing the need of neuroscientists and imaging facilities. The proposed technology could bring about innovations in biophotonics instrumentation as well as in the ensuing biomedical applications. The project seeks to advance novel imaging technologies with broad applicability addressing a new segment in the endoscopy market.This Small Business Innovation Research (SBIR) Phase I project addresses a critical need in scientific brain imaging studies for endoscopes that are minimally invasive with a diameter in the order of 100 microns, which represents a cross-area about 10 times smaller than the thinnest existing endoscopes. While current endoscopes are appropriate for insertion in large cavities, their size produces excessive damage in brain imaging applications. The objective is to develop a new class of fundamentally less invasive techniques to investigate novel imaging probes, and to validate a prototype instrument in animal models. It is anticipated that in-vivo imaging of neurons with subcellular resolution at depth will become routine with minimal tissue damage. This novel imaging approach implements wavefront shaping in multimode fibers, using advanced machine learning and signal processing methods, to generate arbitrary digitally-reprogrammable light patterns and 3D images. The ultrathin endomicroscope (UTE) uses a spatial light modulator to first calibrate the fiber and then scan light at high speed, compensating for the inherent modal dispersion and intermodal coupling.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
该小企业创新研究 (SBIR) 第一阶段项目的更广泛影响/商业潜力是为脑科学家提供高分辨率光学成像仪器,以最小的损伤到达目前无法到达的大脑区域。该仪器包含细光纤探头,可以进入体内非常狭窄的腔体或穿透组织。深部脑成像、光刺激和光消融是可能的应用,所有这些都可以帮助了解大脑功能并有可能解锁脑部疾病的治疗方法。该项目将开发的成像仪器可能适用于动物模型的科学研究,满足神经科学家和成像设施的需求。所提出的技术可以带来生物光子仪器以及随后的生物医学应用的创新。 该项目旨在推进具有广泛适用性的新型成像技术,解决内窥镜市场的新领域。这个小型企业创新研究 (SBIR) 第一阶段项目满足了科学脑成像研究中对内窥镜的关键需求,这些内窥镜的直径为微创。大约 100 微米,这意味着横截面积比现有最薄内窥镜小约 10 倍。虽然当前的内窥镜适合插入大腔内,但其尺寸在脑成像应用中会造成过度损伤。目标是开发一类新型的侵入性较小的技术来研究新型成像探针,并在动物模型中验证原型仪器。预计在深度上具有亚细胞分辨率的神经元体内成像将成为常规,并且组织损伤最小。这种新颖的成像方法使用先进的机器学习和信号处理方法在多模光纤中实现波前整形,以生成任意数字可重新编程的光图案和 3D 图像。超薄内窥镜(UTE)使用空间光调制器首先校准光纤,然后高速扫描光,补偿固有的模色散和模间耦合。该奖项反映了 NSF 的法定使命,并通过使用评估被认为值得支持基金会的智力价值和更广泛的影响审查标准。
项目成果
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专著数量(0)
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会议论文数量(0)
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