PNAS：热辐射-光学混合显微镜将癌症诊断带入数字时代

美国伊利诺伊大学的研究者医护人员通过在常规折射光学仪器中会减低红外线基本功能，将红外线探测结果与可视折射图像和机器学习算法相结合，创建了与现代病理技术密切相关的十进制检查和，并且其性能也超过了最新的红外线光学仪器。该研究者成果刊登在《PNAS》上。 秘密组织病理学的常规是添加染色或着色剂，以便生物学家在光学仪器下看到线粒体的形状和模式。但是，将与健康秘密组织相一致及确定的边界都是很难于的，而且在许多情况下，诊疗是表象的。像红外线光学仪器这样的技术可以探测秘密组织的分子组成，提供定量的探测来区分线粒体并不一定。然而由于其价格昂贵，且样品必须特殊的准备和处理事件，使得它们在绝大多数的针灸和研究者环境中会不切实际。 Rohit Bharga任教领导的小组通过在折射相机中会添加红外线激光器和公用光学仪器镜头（专指干涉物镜），开发出新了混合光学仪器。这种红外线-折射混合技术可通过实验室中会多数使用的折射光学仪器探测红外线图表和可视折射图像。红外线-折射混合（IR-OH）光学仪器的概念。 将这两种技术相结合痛快可以利用两者的优势，它不仅具有折射光学仪器的可视、大视野和可及性，红外线图表还可以开展计算比对，而不用添加任何会损坏秘密组织的染色或着色剂。软件可以遗忘完全都相同的着色剂，甚至重叠它们以创建出新更完整的、关于秘密组织中会成分的全都十进制图像。研究者医护人员通过对健康和皮肤癌的乳腺秘密组织样本开展高分辨率，并将混合光学仪器的“染色”结果与现代着色技术的结果开展尤其，从而对光学仪器开展了验证。秘密组织检查和的并排尤其推断了红外线-折射混合光学仪器的某些基本功能。左：现代方式着色的秘密组织样本；中会：由红外线-折射混合高分辨率产生的计算后处理事件；右：红外线图表识别的秘密组织并不一定。图像中会的粉红色表示恶性胃癌。相片来源：伊利诺伊大学香槟两所 此外，研究者医护人员推断出新，他们的红外线-折射混合光学仪器在几个多方面都优于最技术的红外线光学仪器：覆盖率更高了10倍、一致性更佳、解像度更高了4倍，从而强制在更短的时间段内，以前所未有的细节对非常大的样品开展红外线高分辨率。在病理诊疗多方面，这可以试图加快等待结果的速度，减低阴离子和医护人员对秘密组织着色的成本，并为胃癌病理学提供“全都十进制”框架。 研究者医护人员计划之前完善用于比对混合图像的计算工具。他们正在奋斗最优化可探测多个红外线波长的机器学习程序来，创建可巧妙区分多种线粒体并不一定的图像，并将这些图表与详细的折射图像整合在一起，以精确地映射样本中会的胃癌。他们还计划探索混合光学仪器高分辨率的进一步应用，如法医学、石墨烯科学和其他生物医学应用。原始出新处：Martin Schnell，et al. All-digital histopathology by infrared-optical hybrid microscopy. PNAS first published February 3, 2020 .