摘要：在复杂生物组织中，现有超分辨成像技术如STED、SIM和SMLM等均面临散射干扰、照明畸变和信噪比下降等问题，导致图像质量受限。图像扫描显微镜(ISM)虽在共聚焦基础上通过像素重分配和反卷积提高了分辨率，但其在深层组织中的应用仍受限于背景噪声和成像保真度不足。

在复杂生物组织中，现有超分辨成像技术如STED、SIM和SMLM等均面临散射干扰、照明畸变和信噪比下降等问题，导致图像质量受限。图像扫描显微镜(ISM)虽在共聚焦基础上通过像素重分配和反卷积提高了分辨率，但其在深层组织中的应用仍受限于背景噪声和成像保真度不足。

C²SD-ISM系统结合了转盘共聚焦与结构光照明显微（SIM）两种技术，通过双重共聚焦设计有效抑制离焦信号：第一层采用转盘共聚焦物理去除背景噪声，第二层通过数字微镜装置(DMD)实现稀疏多焦点照明，并结合新开发的动态针孔阵列像素重分配算法(DPA-PR)进行超分辨重建。该技术不仅显著提升了成像信噪比和分辨率，还将所需原始图像数量降低至传统多点结构光超分辨技术(MSIM)的约1/6。

研究团队还开发了DPA-PR算法，通过构建虚拟探测器阵列和相位互相关估计，有效校正了斯托克斯位移和光学像差带来的影响。在实验中，该技术在线性相关性和结构连续性方面表现出较高保真度，对小鼠肾组织切片实现了144 nm分辨率成像，并在斑马鱼血管样本中清晰呈现出传统共聚焦难以分辨的细微结构。

此外，该系统可利用DMD实现结构光照明模态(SIM)，在深至50 μm的霉菌样本中实现1.68倍的分辨率提升，并成功应用于斑马鱼心外膜组织的精细成像。

研究团队指出，C²SD-ISM在分辨率、成像深度与图像保真度之间实现了较好平衡，具备多色成像、高通量和三维分析的扩展能力。相关硬件控制与重建算法代码已在Gitithub平台开源，以促进技术传播与合作。部分成果已转化为商业产品“Nova-SD转盘共聚焦”，支持7色激发和230 nm原始横向分辨率。未来结合深度学习与自适应光学，C²SD-ISM有望进一步拓展在活体动态成像和大尺度组织观测中的应用。

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来源：凯视迈精密测量