在小动物成像研究中，二维光学活体成像凭借操作简便、灵敏度高、成像速度快等优势，已广泛应用于肿瘤研究、生物发光标记物追踪、药物分布评估等多个方向。然而，随着生命科学研究对空间分辨率、信号溯源和定量分析的要求不断提高，二维成像“只见投影、难见深度”的局限日益显现，推动小动物三维光学活体成像成为光学活体成像发展的重要方向。
二维光学活体成像适合快速、灵敏的初步筛选，但其本质是记录动物体表特定角度下的平面投影信号，而非体内真实空间分布的还原。其核心局限主要体现在以下方面：
l 缺乏深度信息，难以精准定位： 二维图像只记录从特定角度投影到探测器上的信号，无法提供光信号在组织中的深度信息，难以判断信号究竟来自体内哪个位置。
l 信号相互覆盖，多源难以区分： 所有发光信号被压缩到一个平面上，多个发光源容易重叠，导致来源与位置难以区分，尤其影响多靶点、转移灶等研究。
l 体积难以量化，定量能力受限： 二维成像以平面投影为主，难以准确反映信号在动物体内的三维分布，因此对信号体积、空间范围等进行定量分析存在明显限制。
与二维平面投影相比，三维光学活体成像的核心价值在于：不仅“看得到信号”，更能“定得准位置、分得开来源、量得出体积”。
l 空间定位更强： 三维成像可重建光学信号在动物体内的立体分布，精确定位信号来源，有效缓解二维成像中信号重叠、位置不清的问题。
l 信号体积与强度可量化： 通过三维重建，可对信号的体积、位置和强度进行定量分析，支持肿瘤体积变化、感染范围扩散等动态研究。
l 支持多源信号分离： 在多探针实验中，三维成像可实现不同信号源的分离与分析，提升研究深度。
l 更适合动态与纵向研究： 三维成像结果具有更好的重复性和可比性，适合肿瘤生长、转移、药效评估等时间序列研究。
面对小动物光学活体成像中“二维快筛”与“三维精析”并存的现实需求，锐视科技推出兼容二维和三维成像的 IMAGING 200pro。它不是简单的功能叠加，而是让二维成像的高效初筛与三维成像的空间定位、信号分离和定量分析在同一平台上协同发力：既保留二维成像操作简便、灵敏度高、成像速度快的优势，又进一步突破二维平面投影在深度信息、信号重叠和体积量化方面的局限。
在三维光学活体成像模式下，IMAGING 200pro通过对小动物体表结构和光信号进行多角度采集，结合光在组织中的传播物理建模与数值反演算法，重建体内光源的三维空间分布。简言之，就是从多个角度获取二维投影，再用物理模型和算法反演出体内光信号的立体位置与强度分布，让信号不仅“看得见”，更能“定得准、分得开、量得出”。
先通过多视角成像采集小动物体表结构信息，获取用于体表重建的点云或结构图像；随后在激发条件下，从多个角度采集光信号的二维投影图像。采集过程中需记录视角、几何标定、滤光片、曝光时间等参数，为后续配准、建模和反演提供输入。
对多角度体表结构图像进行配准、点云拼接和网格化处理，构建小动物三维体表模型。该模型既用于光信号的空间定位，也作为光传播计算的边界条件。
基于小动物体内不同组织的吸收、散射等光学属性，建立相应的光传输与扩散模型，对光从体内光源传播到体表的过程进行数值模拟，形成用于反演的系统响应模型。
将多角度采集到的二维投影数据与光传播模型结合，通过正则化迭代反演等算法求解体内光源的三维空间分布，输出光信号在动物体内的三维强度分布图。
将光信号三维重建结果与体表三维模型进行配准融合，在三维感兴趣区域内分析信号的体积、强度、深度和位置，并支持多源信号分离，为肿瘤体积变化、感染范围扩散、药效评估等提供定量依据。
二维光学活体成像仍是快速、灵敏初筛的重要工具，而小动物三维光学活体成像则在空间解析、信号分离和定量分析方面实现了关键升级。它以多角度采集为基础，以光传播建模和数值反演为核心，将平面投影推进到立体定量，是光学活体成像发展的重要趋势，也将在精准医学、药效评估和疾病机制研究中发挥越来越重要的作用。
