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光學成像的挑戰之一是高解析度地觀察組織內部。傳統的方法可以讓研究人員觀察到大約1毫米的深度。代爾夫特理工大學（TU Delft）的研究人員現在開發出一種新方法，可以穿透4倍的深度，達到4毫米左右。尤其是醫療行業，未來可能會受益於這項新技術。
新的成像方法匯集了許多現有技術。其中最重要的是光學相干斷層掃描技術（OCT），這是眼科醫生用來對視網膜進行成像的技術。OCT類似於聲學超聲波，但使用光而不是聲波，同時具有更高的解析度。利用反射光波中包含的信息，算法可以創建組織的橫截面。
與普通的OCT掃描不同，代爾夫特的研究人員並不是用反射光來製作圖像，而是直接將光線穿過組織。在另一側，利用傳感器再次捕捉它，從而確定哪些光到達，何時到達。"傳播時間較長的光會在組織中散射，並相對較晚地到達探測器，"TU Delft研究員Jeroen Kalkman解釋道。"通常情況下，這會導致產生的圖像模糊不清。但通過觀察到達時間，我們可以將這種散射光與直接穿過樣品的光分開。對於提前到達的光線，我們可以產生一個清晰的圖像。"
為了製作物體的橫截面，即所謂的斷層圖，研究人員使用了計算機斷層掃描中已知的技術，其中最著名的例子是CT掃描。"這需要測量在許多不同角度和位置上通過物體的X射線的投影，"Kalkman說。"然後利用計算機將所有這些不同的投影連接在一起，創建一個三維圖像。我們做的是同樣的事情，不過用的是光。"
為了了解他們的技術有多強大，研究人員在死斑馬魚上進行了測試，發現最大穿透深度約為4毫米，與目前OCT中的反射方式相比，提高了4倍。此外，通過觀察光的強度和到達時間，可以用高對比度描繪斑馬魚的器官。
"有了這種方法，將能夠非常精確地跟蹤疾病隨著時間推移的發展情況，"Kalkman說。"這樣一來，我們就可以研究藥物或反過來說，潛在的有毒物質對組織的影響。這樣做可以為我們提供有用的見解，最終可以獲得更好的治療或更好的保護。"
新方法的另一個應用是分析活檢，即醫生從患者身上取走的小塊人體組織進行分析。"目前，實驗室通常會在活檢片上添加螢光標籤，或者他們將活檢片切成小片，並使用光學清除使其更加透明，"Kalkman說。"這需要很長的時間，在這個過程中，活檢片可能會變形。我們期望我們的技術能夠對活檢片的三維形態進行成像，從而幫助醫生做出更準確的診斷。"
論文標題為《Deep-tissue label-free quantitative optical tomography》。