Multispectral Imaging and Second Harmonic Generation in Scanning Laser Optical Tomography

Autor*in: Lena Nolte

ISBN: 978-3-95900-338-4

Dissertation, Leibniz Universität Hannover, 2019

Herausgeber*in der Reihe: Dietmar Kracht

Band-Nr.: LZH 2/2019

Umfang: 162 Seiten, 66 Abbildungen

Schlagworte: Computed Tomography, Optical Projection Tomography, Scanning Laser Optical Tomography, Cochlea Imaging, Dental Implant, Second Harmonic Generation

Kurzfassung: The visualization of samples is a key tool in many fields of today's world. Scanning Laser Optical Tomography (SLOT) is a method to visualize  mesoscopic bimomedical samples in 3D using fluorescence, scattering and extinction. In this thesis the applicability of SLOT has been pushed to new  limits. First, SLOT was used to complement hearing restoration research and dental implant development. Furthermore, the SLOT setup is adjusted to  meet the requirement of second harmonic generation (SHG). Now, noncentrosymmetric structures, as collagen, can be visualized with this intrinsic  contrast mechanism inside the SLOT setup. Additionally, the SLOT setup was extended by new light sources and detectors. This way, techniques as spectral unmixing can be used for contrast enhancement. This makes SLOT the only mesoscopic volumetric imaging technique that provides in total  four intrinsic contrast mechanisms (extinction, scattering, fluorescence and SHG).

Die Visualisierung von Proben ist ein zentrales Instrument in vielen Bereichen der heutigen Welt. Scanning Laser Optical Tomography (SLOT) ist eine Methode um mesoskopische biomedizinische Proben mittels Fluoreszenz, Streuung und Extinktion in 3D darzustellen. In dieser Arbeit werden die  Grenzen von SLOT verschoben. Zuerst wird gezeigt wie SLOT die Hörforschung und Dentalimplantat Entwicklung unterstützen und vorantreiben kann.  Anschließend wird der SLOT Aufbau den Anforderungen von Frequenzverdopplung (engl. second harmonic generation, SHG) angepasst. Nicht-zentrosymmetrische Strukturen, wie Kollagen, können nun durch diesen intrinsischen Kontrastmechanismus visualisiert werden. Außerdem wurde der  SLOT Aufbau durch weitere Lichtquellen und Detektoren erweitert. Somit können Techniken wie das spektrale Entmischen den Kontrast der SLOT Aufnahmen erhöhen. Dadurch ist SLOT die einzige mesoskopische 3D-Technik, die insgesamt vier intrinsische Kontrastmechanismen (Extinktion, Streuung, Fluoreszenz und SHG) liefert.