96、光学投影断层成像与胰腺癌生物标志物研究

光学投影断层成像与胰腺癌生物标志物研究

光学投影断层成像在颗粒计数和形态分析中的应用

光学投影断层成像（OPT）是发育生物学中一种强大的成像技术，与X射线计算机断层扫描（CT）类似，它通过记录穿过样品的光线投影图，来重建样品的内部结构。不同的是，OPT使用的是光而非X射线，这在很多情况下对样品的影响几乎可以忽略不计。OPT还能在荧光模式下工作，对激发的荧光标记物的发射光进行成像。

OPT的工作模式

• 明场透射模式 ：使用LED光源发出的白光穿过样品，并用相机捕捉图像。样品会被旋转，通常从300到400个不同的视角拍摄投影图像。
• 荧光发射模式 ：激发样品内的荧光分子，对发射的光进行成像。

传统上，OPT主要使用与X射线CT相同的重建方法，即逆Radon变换及其实际实现——滤波反投影（FBP）。然而，OPT的光学系统在离成像物镜一定距离处聚焦，离焦平面越远的细节会产生模糊，而FBP方法并未考虑这种光学模糊。

为了提高断层重建的质量，研究人员在透射明场和荧光发射模式的重建过程中引入了光束模型。在明场情况下，使用了高斯光模型及其改进的拉伸高斯光模型（SGBM）；在荧光模式下，采用了基于加权Radon变换（WRT）的X射线荧光断层成像重建方法。

实验设置

实验使用了两个样品，分别包含7 µm和15 µm的珠子。样品制备时，将珠子原液按5% v/v的比例混合在2%的琼脂糖凝胶中，并放入内径为1 mm的氟化乙烯丙烯管中。使用自制的OPT系统在明场和荧光模式下对样品进行成像。