研究人员开发了一种新的算法，用于恢复具有多种光散射类型的生物样品的3D折射率分布。该算法有助于优化一种称为强度衍射层析成像(IDT)的新成像方法。
来自波士顿大学的朱佳蓓将在光学成像大会上展示这项研究。混合会议将于2023年8月14日至17日在马萨诸塞州波士顿举行。
“三维定量相位成像(QPI)在生物医学成像领域的各种应用中具有优越的特点。作为一种无标签技术，QPI可以成像透明的生物体和细胞，而不需要外源性造影剂和染料，这些造影剂和染料会引起光毒性作用，破坏样品。”
“与传统的相衬显微镜和差干涉相衬显微镜相比，QPI不仅提供高对比度的形态信息，而且还提供定量的相位信息。具体来说，3D QPI可以提供样品内部高分辨率的3D折射率(RI)分布。这些有价值的信息可以促进血液学、神经学和免疫学的研究，有助于疾病和感染的诊断。”
虽然3D成像技术可以用于研究厚的生物样本，但实现高速采集和高分辨率是具有挑战性的。IDT方法是无标记相位层析技术，有助于克服这一限制。他们可以使用可编程的LED阵列，很容易添加到标准显微镜。
朱的研究小组最近开发了两种IDT方法，即环形IDT (aIDT)和多路IDT (mIDT)，它们提高了图像采集速度，足以可视化动态生物样本。环形IDT (aIDT)使用与物镜数值孔径相匹配的LED环，多路IDT (mIDT)使用多个LED同时照亮样品。
当研究人员发现现有的IDT重建算法由于使用高na目标而不能很好地与他们的新方法一起工作时，他们决定开发一种新算法。它使用了基于分步非傍轴(SSNP)方法的多重散射模型，该模型是最近为克服光学衍射层析成像的类似局限性而开发的。
研究人员表明，将新的IDT重建算法应用于口腔上皮细胞，使用aIDT可以轻松区分不同深度的细胞，重建细胞边界和膜，并可视化细胞周围的天然细菌。
他们还使用mIDT将其应用于厚的多散射活秀丽隐杆线虫胚胎。由此产生的重建图像显示了蠕虫折叠的细节，单深度横截面显示了细胞轮廓、口腔和蠕虫尾巴的形态学细节。
总的来说，实验表明，通过将ssp方法扩展到IDT，研究人员能够获得大视场的高质量图像。
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我是机制号的签约作者“庾采萱”！
希望本篇文章《创新算法揭示活体标本的复杂三维光散射特征》能对你有所帮助！
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