用于无创性结膜杯状细胞检查的高性能显微镜

用于无创性结膜杯状细胞检查的高性能显微镜

 作者 大东童鞋

　结膜杯状细胞（CGC）是一种特殊的上皮细胞，分泌粘液形成泪膜的粘液层。粘液层将泪膜覆盖在眼表，起到保护作用。CGC的功能障碍和死亡导致泪膜不稳定，并与包括干眼症（DED）在内的各种眼表疾病有关。由于DED是一种多因素疾病，有多种原因，因此找到病因和疾病状态非常重要。因此，CGC检查对眼表疾病的准确诊断和有效治疗具有重要意义；然而，由于缺乏非侵入性设备，CGC检查直到现在才成为可能。

　　一个由Ki-Hean Kim教授和博士候选人李正彬和金成汉（机械工程系）领导的博士后研究团队，与京浦国立大学的金洪坤教授和裴在森教授（眼科系）以及首尔国立大学的张浩尧教授（眼科系）合作，开发了一种高性能显微镜系统，用于对患者进行无创CGC检查。由于技术进步和潜力，这项研究最近发表在国际医学影像杂志《IEEE医学影像交易》上。

　　2019年早些时候，研究团队首次发现，FDA批准的眼科抗生素莫西沙星可染色CGC，并通过使用莫西沙星作为细胞标记剂，展示了高对比度CGC成像。然而，由于传统显微镜技术的各种限制，例如浅景深（DOF）和较慢的成像速度，人类的CGC成像是不可能的。

　　为了克服这些限制，研究团队开发了一种高速扩展自由度显微镜，它具有1毫米自由度（25倍自由度扩展）和每秒10帧的成像速度。该系统使用变形镜轴向扫描成像平面，并在单帧内捕获任意倾斜结膜上的CGC。采集的图像包含聚焦和离焦信息，反褶积仅用于过滤聚焦信息。

　　POSTECH的Ki-Hean Kim教授解释说：“新开发的成像系统可以在活体动物模型中获得CGC的高分辨率对焦图像，也适用于人类。”他补充说，“今后，我们将开发一种为患者成像的设备，然后进行临床试验，以测试无创CGC检查在眼表疾病诊断和治疗中的可行性。”

　　这项研究是在三星研究资助与孵化中心（项目编号SRFC-IT2101-05）的支持下进行的。