相较于传统的落射式荧光显微镜，光片荧光显微镜(LSFM, Light-sheet Fluorescence Microscopy)与组织透明化技术的结合，以其高通量、高轴向分辨率、低光毒性等优点，为整体器官这类宏观级大样本的解剖学显微成像带来了成像速度和空间分辨率上的改进。再相较于常规的高斯光片显微镜，新型的贝塞尔光片显微镜在前述的基础之上，还兼具大视场和高轴向分辨率这两个优点，能为器官样本的整体三维成像带来更多的益处。
　　与先进的成像手段相对应，基于三维图像的可视化和定性/定量数据分析是衔接获取的原始图像数据与有意义的生物医学研究的关键，因此具有重要的研究价值。在此背景下，本文开展了基于贝塞尔光片显微成像的鼠脑三维图像数据的增强处理，可视化和定量分析研究，致力于为脑科学提供准确清晰的三维可视化结果和大规模、高精度的统计学信息。
　　本研究的主要内容包括：
　　(1)基于贝塞尔光片显微成像系统,实现各向同性的亚细胞分辨率全脑数据的高通量采集(THY1-GFP-M转基因小鼠全脑，采集倍率6.4倍；Propidineiodide(PI)标记小鼠半脑，采集倍率8倍)。并对高分辨原始数据进行大规模数据的拼接、配准、多视角融合重建等处理，得到完整的THY1-GFP-M稀疏标记的全脑数据及PI标记的半脑数据，并完成了全脑和半脑的三维可视化建模。本研究还追踪了THY1-GFP-M鼠脑内的多条跨脑区长程投射神经；对PI标记半脑，划分脑区并统计各分区的细胞数目、密度等信息。
　　(2)针对更高分辨率和更高通量的研究需求，本研究介绍一种压缩感知(CS, Compressed Sensing)与贝塞尔光片显微成像技术结合的方法。采用压缩感知对光片采集的低分辨三维图像数据进行分辨率增强，实现三个维度各4倍的分辨率提升。相较于通过常规的高倍率采集方式，获得同等分辨率的图像数据，可以提升64倍左右通量。将压缩感知应用于鼠脑不同区域的低分辨率采集数据，将分辨率增强的结果与对应高倍率实际采集数据进行对照，以验证该方法的正确性和有效性。
　　对于压缩感知与贝塞尔光片成像技术的结合，由于计算速度、原始图像的疏密程度等限制，本研究现阶段只展示压缩感知作用于较小块区域的效果图。期待压缩感知可以在较快速度的条件下，对于大块数据实现更有效的分辨率提升。