AI驅動的顯微鏡為抗癌帶來新工具

萊斯大學和德克薩斯大學MD安德森癌症中心的研究人員宣布了一種由AI驅動的新型顯微鏡。研究人員認為，由AI驅動的顯微鏡可以在幾分鐘內檢查癌症邊緣。當外科醫生要切除癌症時，最大的問題是，他們是否全部切除了癌症，因此需要對組織邊緣進行詳細檢查，以確定是否切除了所有的癌症。新的顯微鏡是為了快速和廉價地檢查大型組織切片，在手術過程中就發現答案。

該顯微鏡的設計是為了對相對較厚的組織片進行細胞解析度的成像，可以讓外科醫生在切出腫瘤後的幾分鐘內檢查腫瘤的邊緣。萊斯大學的工程師和應用物理學家創造了這臺望遠鏡，並在本周發表的一項研究中進行仔細說明。這臺顯微鏡被稱為深度學習擴展景深顯微鏡或DeepDOF，利用深度學習訓練計算機算法來優化圖像採集和圖像後處理。

研究人員表示，典型的顯微鏡在空間解析度和景深之間有一個權衡。這意味著只有距離鏡頭相同距離的物體才能清晰聚焦。即使距離顯微鏡物鏡更近或更遠的幾百萬分之一米的特徵也是模糊的。這意味著顯微鏡樣品必須非常薄，並安裝在玻璃玻片上。

樣品需要非常薄，意味著取出的組織必須被送到實驗室，在那裡它被冷凍或用化學藥品準備，並切成薄片幻燈片。這是一個耗時的過程，需要專門的設備。對於醫院來說，能夠在手術過程中製作檢查用的玻片是非常罕見的。

DeepDOF使用一個標準的光學顯微鏡和一個便宜的光學面罩相結合來成像整個組織。它能夠提供比當今最先進的顯微鏡高5倍的景深。面罩被放置在顯微鏡物鏡上，將進入顯微鏡的光模塊化。調製可以更好地控制顯微鏡拍攝圖像中與深度相關的模糊。該控制允許應用於捕獲圖像的去模糊算法在比傳統顯微鏡更廣的深度範圍內忠實地恢復高頻紋理信息。這種顯微鏡能在兩分鐘內捕捉和處理圖像。