“看”到活體動物組織內前所未見的微小結構

美國科學家研究出可消除斑點噪聲的全新成像技術

2017年06月21日08:16  來源:科技日報
 
原標題:可消除斑點噪聲的全新成像技術問世

  英國《自然·通訊》雜志19日發表了一項最新研究,美國科學家對新一代光學相干斷層掃描技術(OCT)進行改良,可以更加清晰地成像更小的物體。這一新方法能“看”到傳統OCT此前無法檢測到的活體小鼠眼睛中的結構和人類指尖上的結構,有助極大地改善癌症和視網膜疾病的檢測效果。

  光學相干斷層掃描技術近年來發展迅速。這是一種常見的臨床診斷成像方法,它利用弱相干光(頻率相同的光子束)干涉儀的基本原理,檢測生物組織不同深度層面對入射弱相干光的反饋信號,通過掃描即可得到生物組織二維或三維結構圖像。但利用相干光成像而產生的一種現象——斑點噪聲,卻嚴重限制了OCT的診療潛力。

  人體組織內的流體運動使OCT圖像中的每一個點隨機呈明亮或暗淡狀態,這就像大氣運動引起星星閃爍一樣。斑點噪聲既降低了圖像質量,又嚴重影響圖像的目標檢測、信息提取等諸多方面。而過去用於消除斑點噪聲的方法,都會導致圖像模糊,因此對診療功能的改善程度有限。

  此次,美國斯坦福大學研究人員亞當·德拉澤達、奧利·利巴及其同事,採用了一種全新的方法來解決該問題。研究人員通過調整斑點噪聲模式,本質上講就是操控用於照亮樣本的光源,能夠在不影響分辨率的情況下消除斑點噪聲。實驗表明,這種改良后的方法,能夠檢測活體動物組織內許多前所未見的微小結構,如部分小鼠角膜、小鼠耳內的細微結構和人類指尖皮膚內的汗腺管等,此前這些都會因斑點噪聲影響而顯得模糊。

  研究人員表示,這項新技術可以在臨床上用於皮膚癌和視網膜疾病的初期檢測。(記者 張夢然)

  總編輯圈點

  OCT發明才二十來年,已經成了眼科最常用的掃描技術,它能偵查出眼底微小的層次變化,像CT一樣管用。最新的改進,將讓OCT失誤更少,分辨率更高。光學技術還有很大空間發展。有時候,樣本不可能靜靜呆著讓你看細到原子級別﹔想讓活動的生物體纖毫畢現,是有點難度的。為此,科學家還要動很多腦筋,琢磨一些新訣竅。

(責編:高黎明、張希)