萊斯大學(xué)和德克薩斯大學(xué)安德森癌癥中心的研究人員宣布了一種由人工智能驅(qū)動(dòng)的新型顯微鏡。研究人員認(rèn)為，人工智能顯微鏡可以在幾分鐘內(nèi)檢查癌癥邊緣。當(dāng)外科醫(yī)生必須切除癌癥時(shí)，最大的問(wèn)題是，他們是否全部切除了，并詳細(xì)檢查了邊緣以確定是否所有的癌癥都被切除了。新顯微鏡旨在快速且廉價(jià)地檢查大型組織切片，可能是在手術(shù)期間，以發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵答案。

該顯微鏡旨在以細(xì)胞分辨率對(duì)相對(duì)較厚的組織塊進(jìn)行成像，并且可以讓外科醫(yī)生在切除腫瘤后的幾分鐘內(nèi)檢查腫瘤的邊緣。萊斯大學(xué)的工程師和應(yīng)用物理學(xué)家創(chuàng)造了這臺(tái)望遠(yuǎn)鏡，并在本周發(fā)表的一項(xiàng)研究中談到了它。該顯微鏡被稱為深度學(xué)習(xí)擴(kuò)展景深顯微鏡或 DeepDOF，它利用深度學(xué)習(xí)來(lái)訓(xùn)練計(jì)算機(jī)算法來(lái)優(yōu)化圖像采集和圖像后處理。

研究人員表示，典型的顯微鏡需要在空間分辨率和景深之間進(jìn)行權(quán)衡。這意味著只有與鏡頭距離相同的物體才能清晰對(duì)焦。即使距離顯微鏡物鏡近或遠(yuǎn)幾百萬(wàn)分之一米的特征也很模糊。這意味著顯微鏡樣品必須非常薄并安裝在載玻片上。

需要極薄的樣品意味著必須將取出的組織送到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行冷凍或用化學(xué)品制備，然后切成剃刀般薄的切片用于載玻片。這是一個(gè)耗時(shí)的過(guò)程，需要專門(mén)的設(shè)備。醫(yī)院能夠在手術(shù)過(guò)程中制作幻燈片進(jìn)行檢查的情況非常罕見(jiàn)。

DeepDOF 使用標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)顯微鏡和便宜的光學(xué)面罩，其成本低于 10 美元，可以對(duì)整個(gè)組織進(jìn)行成像。它能夠提供比當(dāng)今最先進(jìn)的顯微鏡大五倍的景深。面罩放置在顯微鏡的物鏡上，以對(duì)進(jìn)入顯微鏡的光進(jìn)行模塊化。調(diào)制允許更好地控制顯微鏡捕獲的圖像中的深度相關(guān)模糊。

該控制允許應(yīng)用于捕獲圖像的去模糊算法在比傳統(tǒng)顯微鏡更廣泛的深度范圍內(nèi)忠實(shí)地恢復(fù)高頻紋理信息。顯微鏡可以在短短兩分鐘內(nèi)捕獲和處理圖像。