AI使OCT圖像分辨率提高

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

OCT成像技術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)光波反彈時的延遲在其內(nèi)部建立特征的邊界。

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

“ OCT的一個歷史性問題是，深度分辨率通常比橫向分辨率好幾倍，”杜克大學邁克爾·菲茨帕特里克大學工程學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，要擴展OCT的功能以對整個組織進行實時成像，就需要一種克服橫向分辨率和成像深度之間權衡的方法。”

“這是在實驗室環(huán)境中實現(xiàn)的，”伊扎特說，他還曾在杜克大學醫(yī)學院眼科任職。“但是在活組織中很難實現(xiàn)，因為它們可以生存，呼吸，流動和變化。”

新技術從多個角度拍攝OCT圖像，以將深度分辨率擴展到橫向尺寸。Izatt和他的團隊必須準確地模擬光線穿過樣品時的彎曲方式，并補償光線折射路徑的變化。他們利用機器學習工具來開發(fā)一種確定光線方向并創(chuàng)建更好圖像的方法。

在概念驗證實驗中，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。

杜克大學工程學教授保羅·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說：“捕獲眼中常規(guī)流出組織的高分辨率圖像是眼科學的一個長期追求的目標。”系統(tǒng)。“擁有這種橫向分辨率的OCT掃描儀對于早期診斷和尋找青光眼的新治療靶點非常重要。”