Nieuwe computermicroscopietechniek zorgt voor scherpere en eenvoudigere beeldvorming zonder iteratieve processen

AmsterdamOnderzoekers van Caltech hebben een nieuwe vorm van computationele microscopie ontwikkeld genaamd APIC (Angular Ptychographic Imaging with Closed-form method). Deze techniek zorgt voor scherpere en duidelijkere beelden in vergelijking met de oudere FPM (Fourier ptychographic microscopy).

FPM, geïntroduceerd in 2013, veranderde het spel door reguliere microscopen te combineren met computeralgoritmen. Hierdoor werd het mogelijk om met goedkope apparatuur hoge resolutiebeelden over grote gebieden te verkrijgen. Maar FPM had een tekortkoming: het was afhankelijk van iteratieve algoritmen die soms onnauwkeurige beelden opleverden. APIC lost dit probleem op.

Belangrijkste voordelen van APIC:

• Geen noodzaak tot herhaling
• Betere snelheid en nauwkeurigheid
• Breder gezichtsveld zonder te hoeven herfocussen
• Verbeterde resolutie

De APIC-methode elimineert de noodzaak van giswerk. Het lost een lineaire vergelijking op om vervormingen in het optische systeem van de microscoop te corrigeren. Zodra deze vervormingen zijn geïdentificeerd, kunnen ze worden aangepast, wat resulteert in een helder en nauwkeurig beeld.

APIC meet de intensiteit en fase van het licht. De fase geeft informatie over de afgelegde afstand van het licht, wat helpt bij het corrigeren van fouten. Cheng Shen, een van de hoofdauteurs, verklaarde dat hun methode eenvoudiger is en duidelijke resultaten oplevert. Volgens Shen is deze aanpak sneller, nauwkeuriger en maakt het gebruik van een beter begrip van het optische systeem.

Lees ook:

Vandaag · 04:05

Vikingen: meesters in de Arctische ivoorhandel

APIC kan heldere beelden vastleggen over een groot gebied zonder voortdurend opnieuw te moeten scherpstellen. Daarentegen vereist FPM constant opnieuw scherpstellen vanwege verschillen in de hoogte van het monster. Omdat bij deze technieken vaak meerdere beelden met lagere resoluties worden samengevoegd, versnelt APIC dit proces. Bovendien verkleint het de kans op menselijke fouten.

Het lab van Changhuei Yang aan Caltech heeft een nieuwe techniek ontwikkeld genaamd APIC. Yang, professor in Elektrotechniek, Bio-engineering en Medische Techniek, benadrukt het belang ervan. Zijn lab heeft onlangs aangetoond dat AI beter kan presteren dan ervaren pathologen bij het voorspellen van de verspreiding van kanker vanuit longkankerbeelden, maar alleen als de microscopische beelden helder en scherp zijn. APIC helpt die helderheid te bereiken.

APIC is een belangrijke vooruitgang in computationele microscopie. Het zorgt voor snellere en nauwkeurigere beeldvorming vergeleken met oudere methoden. Deze ontwikkeling kan nuttig zijn in verschillende domeinen, waaronder de medische beeldvorming, digitale pathologie en medicijntests.