非干涉无标记三维折射率显微成像的研究进展

Abstract

光学衍射层析成像以折射率为内源性染剂,非侵入式地获取生物样本的三维结构信息,并有希望实现对活体样本(如活细胞等)的长时间动态观测,在生物医学和生命科学领域具有重要的意义。然而,光学衍射层析成像依赖于弱散射近似和干涉测量,前者极大地限制此项技术在集群细胞和组织等厚样本上的观测表现,后者则会显著地增加成像系统的复杂度。针对上述问题,研究人员开发了一类基于非干涉强度测量原理的衍射层析成像技术。首先,对非干涉强度衍射层析成像进行基本描述,包括其成像系统、成像指标和重建问题等;接下来从非干涉相位恢复、三维光学传递函数、多层递归正向传播模型和神经网络4条技术路线介绍非干涉强度衍射层析成像的研究成果和最新进展,并对上述方法进行对比;最后讨论当前面临的问题和挑战以及未来的研究方向。