流动细胞群体的无姿态三维定量相位成像

流式细胞术中的高通量三维定量相位成像（QPI）通过重建细胞在微流控通道中流动时多个视角下的折射率（RI）分布，实现了对单个细胞的无标记、体积表征。然而，当前的成像方法假设细胞经历均匀的单轴旋转，这要求在每个帧中已知它们的姿态。这一假设限制了该方法对近球形细胞的适用性，并阻碍了对具有复杂旋转的不规则形状细胞进行精确成像。因此，只能分析细胞群体中的一个子集，限制了基于流动的分析方法进行稳健统计分析的能力。我们引入了 OmniFHT，这是一种无姿态的三维 RI 重建框架，它利用傅里叶衍射定理和隐式神经表示（INR）进行高通量流式细胞术层析成像。通过在弱散射假设下联合优化每个细胞的未知旋转轨迹和体积结构，OmniFHT 支持任意的细胞几何形状和多轴旋转。其连续表示还允许从稀疏采样的投影和受限的角度覆盖范围进行精确重建，仅需 10 个视图或 120 度的角度范围即可产生高保真结果。OmniFHT 首次实现了对整个流动细胞群体进行原位、高通量的层析成像，为流式细胞术平台中的无标记形态计量分析提供了一种可扩展且无偏的解决方案。