論文の概要: Pose-Free 3D Quantitative Phase Imaging of Flowing Cellular Populations

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.04848v1
• Date: Fri, 05 Sep 2025 06:58:39 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-08 14:27:25.498976
• Title: Pose-Free 3D Quantitative Phase Imaging of Flowing Cellular Populations
• Title（参考訳）: 流動性細胞集団のポスフリー3次元定量位相イメージング
• Authors: Enze Ye, Wei Lin, Shaochi Ren, Yakun Liu, Xiaoping Li, Hao Wang, He Sun, Feng Pan,
• Abstract要約: 高速断層撮影のためのポーズレス3D再構成フレームワークであるOmniFHTを紹介する。 各細胞の未知の回転構造と体積構造を共同最適化することにより、OmniFHTは任意のセルジオメトリーと多軸回転をサポートする。 その連続表現はまた、わずかにサンプリングされた射影からの正確な再構成を可能にする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 11.956999773396054
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: High-throughput 3D quantitative phase imaging (QPI) in flow cytometry enables label-free, volumetric characterization of individual cells by reconstructing their refractive index (RI) distributions from multiple viewing angles during flow through microfluidic channels. However, current imaging methods assume that cells undergo uniform, single-axis rotation, which require their poses to be known at each frame. This assumption restricts applicability to near-spherical cells and prevents accurate imaging of irregularly shaped cells with complex rotations. As a result, only a subset of the cellular population can be analyzed, limiting the ability of flow-based assays to perform robust statistical analysis. We introduce OmniFHT, a pose-free 3D RI reconstruction framework that leverages the Fourier diffraction theorem and implicit neural representations (INRs) for high-throughput flow cytometry tomographic imaging. By jointly optimizing each cell's unknown rotational trajectory and volumetric structure under weak scattering assumptions, OmniFHT supports arbitrary cell geometries and multi-axis rotations. Its continuous representation also allows accurate reconstruction from sparsely sampled projections and restricted angular coverage, producing high-fidelity results with as few as 10 views or only 120 degrees of angular range. OmniFHT enables, for the first time, in situ, high-throughput tomographic imaging of entire flowing cell populations, providing a scalable and unbiased solution for label-free morphometric analysis in flow cytometry platforms.
• Abstract（参考訳）: フローサイトメトリーにおける高出力3D定量的位相イメージング(QPI)は、マイクロ流体チャネルを流れる流れ中の複数の視角からの屈折率(RI)分布を再構成することにより、ラベルのない、体積的な個々の細胞のキャラクタリゼーションを可能にする。 しかし、現在のイメージング手法では、セルが一軸一軸回転をしており、それぞれのフレームでポーズを知る必要があると仮定している。 この仮定は、近球細胞への適用性を制限し、複雑な回転を伴う不規則な形状の細胞の正確なイメージングを防ぐ。 結果として、フローベースのアッセイが堅牢な統計分析を行う能力を制限するため、細胞集団のごく一部しか分析できない。 OmniFHTは,Fourier回折定理と暗黙的ニューラル表現(INR)を利用して高出力フローサイトメトリートモグラフィーイメージングを行う,ポーズフリーな3D RI再構成フレームワークである。 弱い散乱仮定の下で、各細胞の未知の回転軌道と体積構造を共同最適化することにより、OmniFHTは任意のセルジオメトリと多軸回転をサポートする。 その連続的な表現はまた、わずかにサンプリングされた射影と制限された角のカバレッジから正確な再構築を可能にし、最大10ビューまたはわずか120度の角度範囲で高忠実度な結果を生み出す。 OmniFHTは、フローサイトメトリープラットフォームにおいて、ラベルフリーな形態計測分析のためのスケーラブルで非バイアスのないソリューションを提供するため、フローセル全体のin situ、高スループットトモグラフィー撮影を可能にする。

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