新型AI显微镜可在几分钟内确认肿瘤切除效果

根据发表在 美国国家科学院院刊上的最新研究,科学家们开发了一种新型AI显微镜,能够以细胞分辨率对厚组织样本进行快速成像,从而使外科医生能够在手术切除后仅几分钟就确认肿瘤的边缘。

新型AI显微镜可在几分钟内确认肿瘤切除效果

新型AI显微镜可在数分钟内确认肿瘤切除效果

赖斯大学计算机工程系的一名博士生说:“手术的主要目的是清除所有癌细胞,但是唯一知道[是否清除干净癌细胞]的方法就是在显微镜下观察肿瘤。”。

他说:“当今,只有将组织切成非常薄的部分,然后分别对这些部分成像,才能做到这一点。” “这种切片过程需要昂贵的设备,随后对多个切片进行成像非常耗时,们的项目旨在基本上直接对组织的大切片进行成像,而不需要任何切片。”

大多数显微镜都将分辨率视为景深

AI设备称为深度学习扩展景深显微镜或DeepDOF,它训练计算机算法来优化图像后处理和初始图像收集过程。

对于大多数显微镜来说,使用是空间分辨率和景深之间的零和游戏,这意味着只有距离镜头相同距离的物体才可能以清晰的焦点观看。

DeepDOF可以改善癌症患者的手术效果

但是,此过程需要花费大量时间,并且需要专用设备,更不用说请专家了(这也要花钱)。医院在手术中检查载玻片并不普遍,并且世界各地的许多医院都只是缺乏必要的工具来尝试是否可以。

得克萨斯大学医学博士安德森(MD Anderson)的合著者安·吉伦沃特(Ann Gillenwater)说:“目前在手术过程中为边缘状态评估准备组织的方法自100多年前首次引入以来并没有发生重大变化” “通过将准确评估边缘状态的能力带入更多的治疗部位,DeepDOF具有改善接受手术治疗的癌症患者预后的潜力。”

DeepDOF的设计围绕后处理算法进行

DeepDOF结合使用标准光学显微镜和便宜的光学相位掩模,将整个组织切片的成像价格降低到不到10美元。这为达到当今显微镜五倍的景深打开了大门。

“传统上,相机和显微镜等成像设备与成像处理软件和算法是分开设计的,”共同通讯作者丽贝卡·理查兹-科图姆(Rebecca Richards-Kortum)的合著者,博士后研究助理汤宇波说。“ DeepDOF是首批考虑到后处理算法的显微镜。”

人工智能改变医疗行业的未来

相位掩模位于显微镜物镜上方,以修改进入显微镜的光。

人工智能正在将几乎每个行业和科学领域带入21世纪。从量子化学的最前沿到诊断危险的癌症肿瘤的新颖开创性的方法,机器学习和深度学习已经走了很远。但是,诊断和治疗之间的中间地带开始向AI应用开放,这要归功于赖斯大学的这项新研究,可以帮助外科医生在手术结束之前确定治疗效果。获取更多前沿科技信息访问:https://byteclicks.com

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