光學映射是一(yī)種成像技術，可以以高時空分(fēn)辨率測量心髒制劑中(zhōng)的熒光信号。跨膜電壓和細胞内鈣的光學映射是研究心髒生(shēng)理學和病理生(shēng)理學的有力工(gōng)具。

華盛頓特區 Sheikh Zayed兒科和外(wài)科創新研究所的研究人員(yuán)最近推出了一(yī)種新穎、易于使用的光學映射方法，該方法隻需要一(yī)個路徑分(fēn)離(lí)器、一(yī)個攝像頭、一(yī)個圖像采集卡和一(yī)個激發光即可同時進行從全心髒制劑中(zhōng)獲取電壓和鈣信号。這種具有成本效益且高度可靠的系統消除了對多個攝像頭、激發光圖案或幀交錯的需要，因此有助于更廣泛的心血管研究領域采用雙映射技術，并降低進入全景心髒成像的障礙.

新系統的核心是一(yī)個 BitFlow 四通道圖像采集卡。它用于從 Andor Zyla 4.2 PLUS Scientific CMOS (sCMOS) 相機采集 4.2MP圖像的成像控制和采集。10-tap CameraLink™ 連接爲了實現較快幀速率，必須連接85 MHz的時鍾頻(pín)率。研究人員(yuán)選擇 BitFlow圖像采集卡的部分(fēn)原因是它的“2x”模式在兩個 DMA 引擎之間分(fēn)擔 DMA 責任，有效地将圖像采集卡的帶寬加倍，并在不考慮系統負載的情況下(xià)，不斷爲來自相機的DMA圖像提供所需的餘量。由于高數據采集速率（高空間和時間分(fēn)辨率以及位深度），NVMe SSD磁盤對于減少數據速率瓶頸也是必不可少的。

爲了達到最佳效果，将圖像分(fēn)割裝置放(fàng)置在 sCMOS 相機的前面。固定焦距 17 mm/F0.95 鏡頭連接到設備前部，用于大(dà)鼠心髒實驗，而廣角 6mm f/1.2 鏡頭則用于豬心髒。爲了指導手動校準，Molecular Devices 的 MetaMorph 軟件将實時圖像疊加爲對比色或減色灰度，以突出校準偏差。通過這種實時反饋，圖像可以使用“長”和“短”控制旋鈕快速對齊。校準後，可以使用任何标準圖像采集軟件，例如 MetaMorph、μManager 或 Solis。采集的圖像包括兩個區域，可以使用包含自動化工(gōng)具的成像軟件将這兩個區域分(fēn)開(kāi)。

       圖片說明：（A）在 sCMOS 相機前面帶有圖像分(fēn)割裝置的光學系統配置。（B） 每個互補探針 (Vm, Ca) 的發射使用圖像分(fēn)離(lí)裝置按波長分(fēn)開(kāi)。（C） 帶有兩個發射濾光片和一(yī)個分(fēn)色鏡的分(fēn)色立方體(tǐ)設置。 

 計算機由 Xeon CPU E3–1245 v5 3.50 GHz（英特爾公司）、32 GB RAM 和非易失性存儲器高速固态磁盤（NVMe SSD，三星 960 Pro）組成。值得注意的是，該平台完全由現成的組件組成，可方便其他實驗室使用此設置。

注：本文爲譯文，原文網址：https://www.bitflow.com/2020/10/29/bitflow-frame-grabber-eliminates-data-bottlenecks-in-new-optical-mapping-platform/