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光学衍射层析成像的公认局限性是由于折射率的复杂分布

组织学是在微观水平上对生物组织的研究。组织学也被称为显微解剖学,被广泛用于提供癌症和其他疾病的诊断。例如,在手术期间获得的组织样本可以帮助确定是否需要进一步的手术动作,并且如果可以在手术期间快速获得诊断,则可以避免进一步的手术。

组织病理学的传统方法通常仅限于薄样本,并且需要对组织进行化学处理以提供足够高的对比度以进行成像,从而减慢了处理速度。组织病理学的最新进展消除了对化学染色的需要,并能够对厚组织切片进行高分辨率成像。正如Advanced Photonics中报道的那样,一个国际研究团队最近展示了一种3D无标签定量相成像技术,该技术使用光学衍射层析成像技术来获取体积成像信息。自动拼接可简化图像采集和分析。

光学衍射断层扫描

光学衍射断层摄影术是一种显微镜技术,用于根据在各种照明角度下获得的组织样本的散射场图像来重建组织样本的折射率。它使透明样品的无标签高对比度可视化成为可能。首先使用离轴全息技术检索通过样品传输的复杂散射场,然后将以各种照明角度获得的散射场映射到傅立叶空间中,从而可以重建样品的折射率。

光学衍射层析成像的公认局限性是由于折射率的复杂分布,在厚组织成像中会导致明显的光学像差。为了克服此限制,小组使用数字重聚焦和自动缝合,使100-的体积成像m的厚的组织在视2mm的横向场1.75毫米同时保持为170nm高分辨率170nm的1400纳米 他们证明了高分辨率和宽视野相结合可以实现不同组织中亚细胞和介观结构的同时可视化。

快速,准确的组织病理学

研究人员通过对多种不同的癌症病理学进行成像,证明了其新方法的能力:胰腺神经内分泌肿瘤,上皮内瘤变和胆管内导管内乳头状肿瘤。他们以亚细胞3D分辨率对毫米级,未染色,厚度为100μm的组织进行了成像,这使可视化单个细胞和多细胞组织架构变得可与传统化学处理组织获得的图像相媲美。

韩国高级科学技术研究院研究员,这项研究的资深作者YongKuen Park表示:“使用该方法获得的图像可以清晰地显示各种组织中不同的形态特征,从而可以识别和诊断前体病变和病理。”

肝内胆管导管内乳头状瘤患者未标记的100-μm厚胰腺组织样品的体积组织病理学。为了进行比较,使用常规的H&E染色方法在薄的组织玻片中制备相邻的组织。(第五行,放大倍数为400倍)。图片来源:Hugonnet等人,doi 10.1117 / 1.AP.3.2.026004。

Park指出,还需要进一步的研究,但是结果表明,在手术期间进行快速,准确的组织病理学研究具有巨大潜力:“需要在样品制备,重建速度和减轻多重散射方面进行更多研究。我们希望光学衍射层析成像技术能够提供更快,更多的结果。组织病理学和术中病理学咨询中的精确诊断。”

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