研究人員將掃頻照明源集成到開頂光片顯微鏡中，以改進更大視野范圍內的光學切片。這一進步使得該技術對于無損 3D 病理學更加實用。

3D 病理學正在探索作為傳統基于玻片的組織學的替代方案，因為它可以在不改變組織的情況下提供病理結構和細胞相互作用的詳細 3D 見解。這種方法可以分析復雜的 3D 組織結構并對厚組織進行成像，這是基于載玻片的方法無法實現的。

研究人員使用改進的開頂光片顯微鏡捕獲密集標記的臨床標本的圖像，展示了其無損 3D 病理學的潛力。來自華盛頓大學的 Kevin W. Bishop 將在 2024 年 4 月 7 日至 10 日于佛羅里達州勞德代爾堡舉行的 Optica 生物光子學大會上詳細介紹該工作。Bishop 的演講定于美國東部時間 4 月 9 日星期二 13:45 - 14:00。

對于某些疾病，例如前列腺癌，確定哪些患者需要積極治療而哪些患者不需要積極治療可能具有挑戰性。 3D 信息最終可以幫助臨床醫生更好地確定每位患者的最佳治療方案。

開頂光片顯微鏡用于快速獲取經過熒光標記組織透明或半透明處理的 3D 圖像。典型的設置使用固定的薄光片從下方照亮樣本并對其進行成像，就像平板文檔掃描儀一樣。這使得能夠以比其他 3D 成像方法(例如共焦顯微鏡)更快的速度對大面積進行高分辨率成像。

盡管這種顯微鏡技術可以使用多種類型的標簽，但 3D 病理學樣本通常使用模仿傳統組織學載玻片中使用的蘇木精和伊紅 (H&E) 染色的染料。由于這種類型的染色比高度針對性的染色密集得多，因此顯微鏡的光學切片功能(其在 3D 樣品中可視化薄片的能力)成為獲得良好圖像質量的關鍵。

雖然通過使用更高的照明數值孔徑可以實現更好的切片，但這會產生更短的焦深，從而減少系統的可用視野。為了克服這一挑戰，研究人員開發了一種新型開放式光片顯微鏡，其中包含軸向掃描照明臂。

與之前采用固定光片的顯微鏡設計相比，新系統的視野擴大了四倍，光學切片能力增加了一倍，而不會影響體積成像速度。研究人員通過對密集標記的透明小鼠腎臟進行成像來證明其有用性。他們還從臨床組織獲取了其他數據集，以進一步表明優化后的系統可以提供 3D 病理學研究所需的圖像質量和視野。

Bishop 表示：“我們計劃利用這個平臺開展大規模臨床研究，這將幫助我們了解 3D 病理學在哪些方面可以產生最大的臨床影響。”