DCAOSLO，这个技术能看清眼睛里的微观世界

嘿，朋友们！今天一起来了解深度压缩多通道自适应光学扫描光检眼镜（DCAOSLO）。在眼科疾病诊断和研究中，它就像一把精准的钥匙，能帮我们打开视网膜微观世界的大门。这项技术有哪些独特之处呢？咱们马上来一探究竟！

*本文只做阅读笔记分享*

一、AOSLO 技术背景与局限

自适应光学（AO）技术应用在眼科成像上，让我们能在活体状态下看到视网膜神经元和微血管，其中自适应光学扫描光检眼镜（AOSLO）是观察单个视网膜细胞的常用系统，能为眼科和神经疾病的早期诊断、预后提供帮助。不过，AOSLO 要想广泛用于临床，成像速度和准确性还得提升。

在 AOSLO 这种点扫描检眼镜中，光分为共聚焦光和非共聚焦光两种成分。非共聚焦光包含视网膜组织折射率变化的关键信息，捕捉其二维分布对了解视网膜结构和功能很重要。目前获取这个二维信息的方法，像多探测器成像和（多）偏移孔径成像，一个成本高，一个成像时间长。

二、DCAOSLO 原理揭秘

DCAOSLO 利用压缩感知和机器学习技术，实现快速又经济的非共聚焦光光成像。它通过数字微镜器件（DMD）对光进行压缩采样。DMD 是个有很多小镜子的空间光调制器，放在特定位置就能测量不同孔径几何形状的非共聚焦光强度。和传统偏移孔径（OA）成像每次只测一个通道不同，DCAOSLO 能用多态模式同时扫描所有通道。

在视网膜每个扫描点，非共聚焦光被 DMD 上的随机图案编码，由两个光电倍增管（PMT）检测，之后通过计算得到差分测量值和暗场图像，再用深度学习算法重建出非共聚焦通道图像。

三、模型眼成像测试

我们先用模型眼测试 DCAOSLO 的性能，模型眼由中性密度滤光片、消色差双合透镜和模拟视锥细胞排列的微柱阵列组成。

OA 成像获取 12 个非共聚焦通道图像需要至少 12 次全帧扫描，扫描次数少了会有混叠和噪声问题。而 DCAOSLO 只需一次全帧扫描就能高质量重建所有通道图像，和 OA 多次扫描平均后的图像质量相当，在频率峰值上也能很好匹配。

四、人体活体成像对比

在对健康人和眼部疾病患者的活体成像中，DCAOSLO 优势明显。对健康参与者 S1 的成像，OA 成像单帧图像噪声大，很难看清视锥细胞内段，即便增强对比度或用算法去噪效果也不好，需要大量扫描帧平均才行。

DCAOSLO 在较少扫描次数下，就能清晰重建视锥细胞图像，检测精度也更高。对患脉络膜血症的患者 S3 成像，DCAOSLO 能更好地显示残留视锥细胞结构，比 OA 更有优势。

通过基于 CNN 的自动算法对不同扫描次数下的图像质量进行量化分析，也能看出 DCAOSLO 在较少扫描次数时就能达到很高的视锥细胞检测准确率。

五、其他成像优势展现

除了视锥细胞，DCAOSLO 在视杆细胞和血管成像上也表现出色。对于患斯塔加特病的患者 S5，在共聚焦图像难以分辨视锥和视杆细胞时，DCAOSLO 能清晰显示视杆细胞内段。

在对健康参与者 S7 的血管成像中，共聚焦图像虽能显示大血管血流，但会掩盖其他结构；nonconfocal 成像能更好地展示微血管和血管壁周围的细胞。DCAOSLO 用较少扫描次数就能清晰捕捉这些结构，比 OA 成像效果好。

六、技术讨论与展望

成像速度对眼科临床检查很重要，DCAOSLO 成像速度比 OA 快一个数量级以上，能推动 AOSLO 在临床的应用。和其他非共焦成像方法相比，它也更具优势。DCAOSLO 的压缩感知技术还能应用到其他点扫描显微镜上。

不过，它也有局限，比如 DMD 的图案刷新率和光效率问题。未来可以通过改进技术和采用新的空间光调制方案来解决这些问题，进一步提升其性能。

七、一起来做做题吧

参考文献：

Jongwan Park et al. Deep compressed multichannel adaptive optics scanning light ophthalmoscope. Sci. Adv.11, eadr5912(2025).