本研究由Samer Alhaddad、Wajdene Ghouali、Christophe Baudouin、Albert Claude Boccara及Viacheslav Mazlin共同完成，论文题为"Transmission interference microscopy of anterior human eye"，于2025年8月在《Nature Communications》期刊发表。

技术原理
01主流方法的局限性
当前人眼前段成像主要依赖反射式几何光学技术，包括共聚焦显微镜和光学相干断层扫描。这些技术通过检测背向散射光生成图像，虽然分辨率较高，但存在固有缺陷：共聚焦显微镜需要接触角膜且视场受限（<0.5mm），OCT系统复杂昂贵且对比度不足。更重要的是，反射式成像对透明生物组织的相位信息不敏感，难以实现无标记细胞成像。

02传输干涉显微镜的独特机制
该技术的核心创新在于将传输式干涉原理应用于活体人眼成像。系统采用850nm近红外LED光源，通过物镜将光聚焦于眼后段巩膜，利用巩膜的散射特性形成次级照明源，从后方照亮角膜和晶状体。透射光被相机捕获后，通过干涉效应生成图像。

关键技术创新点包括：一是采用交叉偏振设计，有效抑制角膜表面反射光，仅检测透射信号；二是通过精确控制照明光斑在巩膜上的尺寸（1.7-3mm），调节空间相干性以优化对比度；三是利用散射光与直接透射光之间的干涉效应，实现对相位物体的灵敏检测。

03干涉对比度生成机制
成像对比度来源于样品散射光与零级衍射光之间的相位差。当散射体位于焦点附近时，衍射波与透射波在物镜后焦面发生空间分离，随后被管透镜重组产生明暗相间的干涉图案。散射体的光学厚度越大，相位延迟越显著，对比度越高。通过轴向移动相机或样品，可实现对比度符号的反转。

重要发现
01干涉对比度增强机制
研究团队通过人工眼实验系统分析了照明光斑尺寸对成像质量的影响。当巩膜照明光斑从15mm减小至0.3mm时，干涉对比度显著提升，但同时景深降低。这一现象源于照明数值孔径（NAi）的变化：小光斑对应低NAi（约0.01），提高了空间相干性，使散射体与透射波之间的相位关系更加明确。

波传播仿真揭示了对比度增强的物理机制：大面积照明时，散射体暴露于宽范围照明角度，各角度产生的倾斜相位剖面叠加后对比度降低；点光源照明时，高空间相干性产生更明确的相位关系，对比度显著提升。

02瞳孔与白内障散射效应
研究通过可更换前段的模型眼系统，量化分析了瞳孔尺寸和晶状体散射的影响。瞳孔大小直接影响入射光束宽度和检测光通量：4mm瞳孔比8mm瞳孔减少约60%信号强度。晶状体散射（白内障）使照明光在巩膜上扩散，增大NAi从而降低干涉对比度，但同时减小景深提升分辨率。这些发现为临床应用中参数优化提供了指导。

挑战与展望
当前传输干涉显微镜技术面临若干临床转化障碍：一是相比共聚焦显微镜，对比度仍显不足，且缺乏共焦性导致泪膜碎屑可能形成离焦阴影；二是对比度符号随焦点位置变化，需要临床医生额外培训或开发自适应算法；三是缺乏固定靶向系统，影响成像位置的可重复性。未来研究方向包括：开发双相机相位重建系统消除对比度模糊，集成注视靶标提升定位精度，以及利用深度学习算法增强信号和自动化分析。随着近红外CMOS技术的进步，预计未来几年灵敏度和像素数量将进一步提升，有望将显微镜视场扩展至接近临床宏观仪器的水平。同时，需要深入研究散射机制以更好地解释图像特征，特别是在病理条件下内皮细胞边缘可见性增强的现象。多中心临床验证和与现有技术的对比研究将加速该技术在基层医疗机构的推广，最终实现大规模眼病筛查和手术评估的普及应用。