由光学学会 研究人员使用一种基于自适应光学扫描光检眼镜的新成像技术来获取活体人眼(左)中最小锥形感光细胞的图像
他们还将他们的方法与非共焦分裂检测(右)相结合，以更好地观察相同感光细胞的内部片段
这两幅图像是同时采集的，并且是相互配准的
荣誉:约翰尼·塔姆，国家眼科研究所 研究人员开发了一种无创技术，可以捕捉杆状和圆锥形感光细胞的图像，细节前所未有
这一进展可能导致视网膜疾病的新治疗和早期检测，如导致视力丧失的主要原因黄斑变性
“我们希望这项技术能更好地揭示影响视网膜的疾病中杆状和圆锥形感光细胞的大小、形状和分布的细微变化，”国家眼科研究所的研究小组组长约翰尼·塔姆说
“在这些细胞消失之前弄清楚它们发生了什么，是开发早期干预措施治疗和预防失明的重要一步
" 在《光学学会》杂志上，研究人员展示了他们的新成像方法克服了光的衍射障碍带来的分辨率限制
研究人员在使用对活体人眼成像安全的光线时完成了这一壮举
“光的衍射极限现在可以在显微镜下被超越，这已经彻底改变了生物学研究，”谭说
“我们的工作代表了人体细胞常规亚衍射成像的第一步
" 用更少的光看更多的东西 由于眼睛的光学元件(如晶状体和角膜)会扭曲光线，从而大大降低图像分辨率，因此在眼睛后部获得高分辨率的光感受器图像具有挑战性
光的衍射屏障也限制了光学仪器区分靠得太近的两个物体的能力
尽管有各种方法可以在衍射极限之外成像，但是这些方法中的大多数使用太多的光来安全地对活体人眼成像
研究人员定制了这种自适应光学扫描光检眼镜，通过在仪器的不同位置战略性地阻挡光线来提高成像分辨率
使用较少的光对人眼成像是一个优势
荣誉:约翰尼·塔姆，国家眼科研究所 为了克服这些挑战，研究人员改进了一种被称为自适应光学扫描光检眼镜的视网膜成像技术，该技术使用可变形镜和计算方法来实时校正眼睛的光学缺陷
“人们可能认为需要更多的光线才能获得更好的图像，但我们证明，我们可以通过在仪器内的不同位置战略性地阻挡光线来提高分辨率，”谭说
“这种方法降低了传递到眼睛的总光功率，使其成为实时成像应用的理想选择
" 对于这种新方法，研究人员产生了一束环形或中空的光束
使用这种类型的光束提高了感光器的分辨率，但却牺牲了深度分辨率
为了恢复失去的深度分辨率，研究人员使用了一个叫做亚艾里圆盘的小针孔来阻挡从眼睛返回的光线
他们表明，这种成像方法可以用来增强一种称为非共焦分裂检测的显微技术，这种技术用于获取光感受器的互补视图
诊所测试 在证明成像分辨率在理论模拟中得到提高后，研究人员使用各种测试目标证实了他们的模拟
然后，他们用这种新方法在美国国立卫生研究院临床中心的五名健康志愿者身上对杆状和圆锥形感光细胞进行成像
这种新的成像技术可以以前所未有的细节捕捉到眼睛中杆状和圆锥形感光细胞的图像，这可能导致对视网膜疾病(如黄斑变性)的新的治疗和早期检测
研究人员制作了这种定制的下巴托，以便他们可以使用自适应光学视网膜成像仪器对人体内的感光细胞进行成像
荣誉:约翰尼·塔姆，国家眼科研究所 与传统的自适应光学扫描光检眼镜相比，新方法使横向分辨率提高了约33%，轴向分辨率提高了13%
使用他们的优化方法，研究人员能够在锥形感光细胞的中心看到一个圆形的亚细胞结构，这是以前无法清楚看到的
“以亚细胞分辨率对感光细胞进行无创成像的能力可以用来跟踪单个细胞如何随时间变化，”谭说
“例如，观察一个细胞开始退化，然后可能恢复，将是测试预防失明的新疗法的重要进展
" 研究人员计划用新技术对更多患者的眼睛进行成像，并利用这些图像来回答与视锥细胞健康相关的基本问题
例如，他们对观察患有罕见遗传疾病的人的杆状和圆锥状健康感兴趣
他们说，他们的成像方法可以应用于其他基于点扫描的显微镜和成像方法，在这些方法中，用低水平的光成像是很重要的
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