基于置信度支持的无标记代谢成像：采用 FPhaS 相位自发荧光显微术

无标记光学氧化还原成像利用内源性 NAD(P)H 和 FAD 的自发荧光来评估活体样本中的代谢。传统的光学氧化还原比将这两个通道压缩为单一数值；然而，它并不能表明某个像素是否具有足够的光子支撑，或是否具备进行定量聚合所需的细胞背景。为解决这一局限性，我们提出了 FPhaS——一种固定校准相位自发荧光框架，该框架将定量相位成像（QPI）与同步无标记自发荧光多谐波显微成像（SLAM）相结合，并仅将荧光寿命成像显微术（FLIM）用于验证。由于 QPI 和 SLAM 由同一物镜采集，统一的非生物学标定将由相位导出的结构数据与自发荧光图像帧对齐，残余误差为 0.39 像素。该标定在所有生物样本中均保持不变。这一共享的几何参照使得结构信息与代谢信息能够在局部层面进行评估，而非对近似对齐的图像进行比较。FPhaS 将数据分解为细胞存在性、比值可信度以及由置信度支持的汇聚。我们在高光子和低光子条件下的 A549 细胞上验证了 FPhaS；该框架旨在推广至其他细胞和组织类型。在掩膜锁定的细胞区域内，将置信度加权的强度氧化还原估计与基于寿命导出的测量结果进行了比较。只有当分母光子支撑和独立的结构判据同时满足时，一致性才得到提升。同一参考层还生成了细胞层面的代谢含量、代谢结构组织以及测量可靠性的描述符，同时在荧光采集减弱的情况下对 CombinedWLS 重建施加约束。FPhaS 重新定义了无标记代谢成像：其目标不再是生成全面的比值图，而是识别那些光学证据足以支撑定量推断的区域。关键词：定量相位成像（QPI）；同步无标记自发荧光多谐波显微成像（SLAM）；荧光寿命成像显微术（FLIM）；光学氧化还原比（ORR）；置信度支持；无标记代谢成像；

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🏷️ 无标记代谢成像 定量相位成像 自发荧光显微术 光学氧化还原比 置信度加权分析