在生物醫學成像領域，光纖內窺鏡因其微創特性而備受青睞，尤其在軟性內窺鏡檢查中發揮著重要作用。最近，一項創新技術的出現為光纖內窺鏡成像帶來了革命性的進步。這項技術通過結合波長掃描全息技術和多層卷積神經網絡，顯著提升了成像質量和分辨率。
    這項技術的核心在于使用單模光纖進行物體在不同波長下的照明，并通過多芯光纖收集一定距離外的衍射光。通過U-Net多層卷積神經網絡，研究人員能夠從近端記錄的強度圖中恢復多芯光纖遠端的衍射圖，進而利用平面攝影算法重建相位對象。這一過程不僅提高了物體重建的質量，而且隨著所用波長的增加，重建效果得到了顯著提升。

    研究方法與材料
    研究中采用了一個迭代疊層系統，該系統使用兩根光纖：一根用于照明，一根用于收集衍射波前。實驗裝置包括可調諧激光器、鏡頭、單模光纖、相位空間光調制器、分束器、相機等，共同實現了波長掃描層析成像技術（ws-PIE）。

    實驗環境搭建
    實驗中，來自可調諧激光器的光通過鏡頭耦合并通過單模光纖傳輸，照亮相位空間光調制器的有效區域。反射光通過分束器分束后，一部分成像到相機（CCD1），另一部分通過多芯光纖并使用鏡頭對相機（CCD2）進行成像。半波片和線性偏振器位于空間光調制器之前和之后，以提高調制效率并降低系統噪聲。

    結果展示
    實驗結果顯示，通過改變波長數和波長范圍，物體的重建效果得到了顯著提升，均方誤差（MSE）也隨之減小。圖像重建展示了不同波長配置下的灰度和二進制SLM模式，證明了使用多個波長可以更詳細地觀察波長，從而顯著提高效果。
    這項研究采用了神經網絡增強的波長掃描全息技術，為光纖內窺鏡成像提供了一種新的解決方案。與傳統的端到端神經網絡相比，這種兩步混合系統顯示出了更高的有效性和實用性。這種替代和簡化的胸腔鏡內窺鏡設置通過神經網絡和波長掃描提供了顯著的改進，為醫學成像領域帶來了新的希望。

    隨著技術的不斷進步，我們可以期待這種結合了波長掃描全息技術和神經網絡的纖維內窺鏡成像技術在未來的醫療診斷和治療中發揮更大的作用。