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多年來，由于復(fù)雜生物樣本的復(fù)雜組成和光的多重散射，捕獲復(fù)雜生物樣本的詳細(xì)三維圖像一直是一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)。麻省理工學(xué)院激光生物醫(yī)學(xué)研究中心和香港中文大學(xué)的科學(xué)家推出了一種稱為散斑衍射斷層掃描(SDT)的創(chuàng)新方法，改變游戲規(guī)則的時刻已經(jīng)到來。

研究團(tuán)隊(duì)利用SDT的力量生成了厚生物樣本的高分辨率圖像，這是一項(xiàng)了不起的壯舉，使用基于反射的全視場光學(xué)裝置實(shí)現(xiàn)了令人印象深刻的約500納米的橫向分辨率和1微米的軸向分辨率。這一成就的意義在于SDT能夠揭示組織表面最微小的高度變化，直至納米尺度。

SDT方法利用動態(tài)散斑場干涉測量法和低相干光源來減輕不需要的多重散射和失焦信號，從而在全視場成像中提供出色的光學(xué)切片。結(jié)合考慮樣本引起的畸變的先進(jìn)逆散射模型，這種獨(dú)特的時空門控機(jī)制有助于繪制多層組織樣本中的折射率分布。

通過模擬展示其性能(包括空間頻率覆蓋范圍和不同深度的分辨率)，SDT的強(qiáng)大功能得以凸顯。此外，研究人員還開發(fā)了一種3D反卷積算法，可將空間分辨率提高近30%，進(jìn)一步提高了該技術(shù)的精度。

從本質(zhì)上講，SDT現(xiàn)在可以捕獲厚生物樣本的詳細(xì)無標(biāo)記圖像，擁有無與倫比的約500納米的橫向分辨率和約1微米的軸向分辨率，所有這些都在基于反射的全視場光學(xué)設(shè)置內(nèi)進(jìn)行。這一革命性的成就為前所未有的3D無標(biāo)記體內(nèi)成像應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)，而這些應(yīng)用曾經(jīng)被認(rèn)為是不可行的。

SDT的功能經(jīng)過了測試，可對紅細(xì)胞進(jìn)行成像，并在具有挑戰(zhàn)性的渾濁介質(zhì)中量化其膜波動，跨越2.8的散射平均自由程。SDT的高分辨率和全視野定量成像能力對于實(shí)現(xiàn)這一突破至關(guān)重要。

此外，研究人員還對離體大鼠眼睛內(nèi)的角膜進(jìn)行了體積成像，揭示了其光學(xué)特性。值得注意的是，SDT揭示了Dua膜和Descemet膜的納米級地形特征，這是迄今為止未知的領(lǐng)域。

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