研究人员借助新的高分辨率技术以窥探内部组织

研究员Jeroen Kalkman站在他的新成像装置旁边

图片来源：代尔夫特工业大学

光学成像领域的挑战之一是以高分辨率可视化组织内部。传统方法可以让研究人员观察到大约1毫米的深度。代尔夫特理工大学的研究人员现在已经开发出一种新方法，该方法可以穿透多达四倍的深度，达到约4毫米。 未来，特别是医疗行业可能会从这项新技术中受益。

新的成像方法汇集了许多现有技术。其中最重要的是光学相干断层扫描（OCT），这是眼科医生用来对视网膜成像的技术。OCT与声波超声类似，但是使用的是光而不是声波，同时具有更高的分辨率。利用反射的光波中包含的信息，通过相应的算法可以创建组织的横截面。

与普通的OCT扫描不同，代尔夫特研究人员不使用反射光来成像，而是直接将光穿过组织，在组织的另一面，用传感器再次捕获它。研究人员可以看到哪一束光何时到达。TU Delft的研究员Jeroen Kalkman解释说：“由于组织的散射，传播较长时间的光到达检测器的时间相对较晚。” “通常，这会导致生成的图像模糊。但是，通过查看到达时间，我们可以将散射光与直接穿过样品的光分离开来。借助到达较早的光，我们可以生成清晰的图像。”

为了制作物体的横截面，即所谓的断层图，研究人员使用了计算机断层扫描中已知的技术，其中最著名的例子就是CT扫描。“这涉及测量从许多不同角度和位置穿过物体的X射线的投影，” Kalkman说。“然后，您可以使用计算机将所有这些不同的投影连接在一起，从而创建三维图像。我们做的是相同的事情，只不过用的是光而已。”

为了弄清他们的技术有多强大，研究人员在死掉的斑马鱼上进行了测试，这些斑马鱼是通过伊拉斯姆斯MC公司正在进行的研究获得的。发现最大穿透深度约为4毫米，与OCT中的当前反射方法相比，提高了4倍。另外，通过观察光的强度和到达时间，可以以更高的对比度描绘斑马鱼器官。Kalkman说：“我们已经与整个研究团队一起研究了将近十年，现在我们终于完成了，这是令人异常激动的。”

将来，新的代尔夫特技术可能会获得有关某些疾病的更有价值的信息。Kalkman说：“使用我们的方法，我们将能够随着时间的推移非常精确地跟踪这种疾病的发展。” “通过这种方式，我们可以研究药物或相反地对组织有潜在毒性的物质的作用。这样做可以为我们提供有用的见解，最终可以导致更好的治疗或更好的保护。”

新方法的另一个应用是活组织检查的分析，活组织检查是医生从患者那里获取的用于分析的小块人体组织。“目前，实验室通常在活检组织上添加荧光标记，或者将它们切成小薄片，并使用光学清除技术使它们更加透明，” Kalkman说。“这会需要很长时间，并且在此过程中活检可能会变形。我们希望我们的技术能够以三维形式对活检成像，从而帮助医生做出更准确的诊断。”

探索更多3-D optical biopsies within reach thanks to advance in light field technology

     更多信息：深层无标签定量光学层析成像，Jelle van der Horst，Anna K. Trull，Jeroen Kalkman，Optica。

     www.osapublishing.org/optica/f … -7-12-1682&id=444004

     杂志信息: Optica

     代尔夫特工业大学提供