Skapandet av APIC: ny mikroskopteknik förbättrar biomedicinsk avbildning och patologi med skarpare bilder.

StockholmIngenjörer vid Caltech har utvecklat en ny mikroskopiteknik kallad APIC (Angular Ptychographic Imaging with Closed-form method). Denna metod är överlägsen den äldre Fourier Ptychographic Microscopy (FPM) eftersom den kan ta tydliga, högupplösta bilder över stora områden utan oskärpa eller distorsion.

Traditionella mikroskop har begränsningar på grund av sina optiska linser. Forskare var tvungna att välja mellan att se små detaljer i ett litet område eller att se ett större område med mindre detaljer. År 2013 utvecklade ingenjörer vid Caltech FPM, ett nytt sätt att använda datorer för att skapa tydligare och mer detaljerade bilder, vilket ger det bästa av båda alternativen.

FPM blev populärt eftersom det kunde skapa klara och detaljerade bilder över ett stort område utan att kräva dyr utrustning. Men det hade en stor nackdel. Det använde en metod av försök och misstag för att fastställa ljusets fasinformation, vilket ledde till en upprepande process som kunde göra den slutliga bilden mindre exakt.

APIC, som skapades av Changhuei Yang och hans team, löser detta problem. Den nya tekniken undviker upprepade steg genom att direkt lösa en enkel ekvation för att identifiera optiska fel. Denna metod säkerställer preciserade och tydliga bilder. Ruizhi Cao, en av de medförfattare till studien och tidigare doktorand i Yangs labb, säger att denna metod garanterar de faktiska detaljerna i ett prov.

APIC underlättar möjligheten att få tydliga bilder över ett stort område. Med FPM behövde användare ofta justera fokus när provets höjd förändrades. APIC tar bort behovet av denna fokusering, vilket gör bildbehandlingen snabbare och minskar felmarginalen.

Läs också:

Idag · 09:56

En ny era för organacceptans genom nanoteknik

Viktiga fördelar med APIC inkluderar: snabbare bildtagning, mer exakta resultat, minimalt behov av att justera fokus, förmåga att korrigera optiska avvikelser, och förbättrad upplösning.

Cheng Shen, som nu arbetar som ingenjör inom algoritmer för datorseende på Apple, påpekar att APIC erbjuder ett enklare och mer effektivt sätt att förstå fasinformation. Denna metod bygger på djup kunskap om optiska system.

Yang och hans team arbetar med att förbättra hur bilder används i AI-applikationer. De visade nyligen att AI kan förutsäga spridningen av lungcancer från vävnadssnitt bättre än erfarna läkare. Klara, skarpa och högkvalitativa mikroskopbilder är mycket viktiga för dessa AI-uppgifter, vilket gör APIC perfekt för detta ändamål.

Cao anser att metoden utvecklad med APIC kan användas för fler typer av bildsystem, vilket förbättrar både kvaliteten och tydligheten hos bilderna. Detta kan vara till stor nytta inom områden som biomedicinsk avbildning, digital patologi och läkemedelstester.

APIC eliminerar osäkerheten vid att ta högkvalitativa bilder, vilket gör processen mer tillförlitlig och effektiv. Tekniken förbättrar äldre mikroskopimetoder genom att erbjuda tydligare och mer exakta bilder, vilket gynnar olika vetenskapliga och medicinska användningsområden.