AI使OCT圖像分辨率提高

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杜克大學(xué)的研究人員已經(jīng)使用AI來提高光學(xué)相干斷層掃描(OCT)的分辨率，以改善從心臟病學(xué)到腫瘤學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域的醫(yī)學(xué)圖像。他們的發(fā)現(xiàn)最近發(fā)表在自然光子學(xué)上。

OCT成像技術(shù)類似于通過使用光而不是聲波的超聲波，方法是將光探針發(fā)射到組織中，并根據(jù)光波反彈時(shí)的延遲在其內(nèi)部建立特征的邊界。

被稱為光學(xué)相干折射斷層掃描(OCRT)的新技術(shù)改進(jìn)了以前創(chuàng)建全息圖并測(cè)量從物體反射回來的復(fù)雜電磁場(chǎng)的橫向分辨率高的OCT圖像的舊方法。

“ OCT的一個(gè)歷史性問題是，深度分辨率通常比橫向分辨率好幾倍，”杜克大學(xué)邁克爾·菲茨帕特里克大學(xué)工程學(xué)教授的第一作者約瑟夫·伊薩特說。“如果成像的組織層碰巧是水平的，則在掃描中可以很好地定義它們。但是，要擴(kuò)展OCT的功能以對(duì)整個(gè)組織進(jìn)行實(shí)時(shí)成像，就需要一種克服橫向分辨率和成像深度之間權(quán)衡的方法。”

“這是在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中實(shí)現(xiàn)的，”伊扎特說，他還曾在杜克大學(xué)醫(yī)學(xué)院眼科任職。“但是在活組織中很難實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樗鼈兛梢陨妫粑?，流?dòng)和變化。”

新技術(shù)從多個(gè)角度拍攝OCT圖像，以將深度分辨率擴(kuò)展到橫向尺寸。Izatt和他的團(tuán)隊(duì)必須準(zhǔn)確地模擬光線穿過樣品時(shí)的彎曲方式，并補(bǔ)償光線折射路徑的變化。他們利用機(jī)器學(xué)習(xí)工具來開發(fā)一種確定光線方向并創(chuàng)建更好圖像的方法。

在概念驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中，研究人員將老鼠的膀胱和氣管組織樣本放在OCT掃描儀下方旋轉(zhuǎn)的試管中。該算法將圖像的橫向分辨率提高了300%以上，并減少了最終圖像的背景噪聲。

杜克大學(xué)工程學(xué)教授保羅·魯芬·斯卡伯勒(Paul Ruffin Scarborough)的新浪法爾修(Sina Farsiu)在談到眼睛的房水引流時(shí)說：“捕獲眼中常規(guī)流出組織的高分辨率圖像是眼科學(xué)的一個(gè)長(zhǎng)期追求的目標(biāo)。”系統(tǒng)。“擁有這種橫向分辨率的OCT掃描儀對(duì)于早期診斷和尋找青光眼的新治療靶點(diǎn)非常重要。”