在哺乳动物机体内，数以百万计的免疫细胞及其他功能细胞不断进行定向迁移与协同作用，共同调控免疫应答、炎症反应等一系列生理病理过程。近十年来，介观尺度下的活体显微成像技术虽已取得显著进展，但兼具亚细胞分辨率和介观观察视野的活体成像手段仍属空白。现有系统难以在毫米级视场中实现纳米级解析能力，致使研究者无法直接追踪病理环境下大规模细胞群体的亚细胞动态，这严重制约了针灸等干预手段在活体层面免疫调控机制及疗效评价方面的深入研究。

针对上述挑战，清华大学戴琼海/吴嘉敏团队与华中科技大学同济医学院附属同济医院神经内科王伟团队合作研制成功高数值孔径介观共聚焦体积显微镜 RUSH3D-HR。该系统集成了1.05 NA昆仑物镜、数字自适应光学校正与共聚焦扫描光场显微架构，突破性地在毫米级视场内实现了亚细胞分辨率三维成像，单次曝光下成像体积达2.7 × 2.0 × 0.04 mm³。其成像速率高达每秒5次体积成像，且同时具有低光毒性。团队特别设计了具有高横向空间带宽积的昆仑物镜，并配合数字自适应光学架构，解决了高数值孔径下像差敏感问题。应用扫描光场显微框架，实现了并行高速低光毒性体积成像，使用了线共聚焦技术，在40微米的轴向覆盖内实现了强大的光学切片和背景抑制能力，解决了高数值孔径光学下浅景深问题。此外，为了应对介观成像下高达70B体素每秒的数据通量，团队自主研发了基于深度学习的并行计算成像处理管线，实现了去噪、多点像差矫正、运动伪影去除和三维重建全流程。

在系统评估中，RUSH3D-HR横向分辨率约390 nm、轴向约700 nm，系统可高效处理海量数据，性能指标远超同类技术。该系统的实用性与可靠性已在多项活体成像应用中得到验证，涵盖持续数小时的小鼠皮肤伤口愈合动态追踪、急性肝衰竭模型中免疫细胞亚细胞水平的互作观测，以及脂多糖诱导炎症小鼠脾脏内中性粒细胞瞬时性涌动行为的捕捉。

RUSH3D-HR具备跨尺度观测能力，可同步呈现从细胞器、单细胞到器官层面的动态变化。研究团队借助该平台，在活体脾脏组织中首次观察到与炎症相关的中性粒细胞瞬时聚集现象。进一步地，团队将该聚集行为确立为介观尺度下的炎症影像学生物标志物，并据此系统评估了足三里穴位电针刺激所发挥的抗炎效应。

清华大学自动化系戴琼海院士、吴嘉敏副教授，华中科技大学同济医学院附属同济医院神经内科王伟教授为本文共同通讯作者；清华大学心理与认知科学系助理教授卢志、华中科技大学同济医学院附属同济医院神经内科教授汪明欢、复旦大学未来信息创新学院博士生陈文韬为本文共同第一作者。团队近年来在光场显微、自适应光学及计算成像等方向持续开展系统性研究，并推动相关技术在生命科学中的应用。