1月6日電 (記者 許婧)上海理工大學(xué)6日發(fā)布消息稱，該校光電信息與計算機工程學(xué)院莊松林院士、常務(wù)副院長張大偉教授帶領(lǐng)的超精密光學(xué)制造團隊與上海交通大學(xué)附屬仁濟醫(yī)院浦南分院、美國杜克大學(xué)合作，創(chuàng)新提出了“AI熒光成像——無濾波熒光顯微成像技術(shù)”，可廣泛應(yīng)用于生物診斷、臨床醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)測、刑偵勘探等領(lǐng)域，相關(guān)論文“支持深度學(xué)習(xí)的無濾光片熒光顯微鏡(Deep learning-enabled filter-free fluorescence microscope)”發(fā)表在《科學(xué)》(Science)子刊《科學(xué)進展》(Science Advances)上。

這是上海理工大學(xué)科研團隊以AI for Science(人工智能驅(qū)動科學(xué)創(chuàng)新)為核心理念的新成果，或?qū)樯餀z測技術(shù)升級提供一個顛覆性的答案。

據(jù)了解，團隊從AI技術(shù)出發(fā)，開發(fā)了“數(shù)字虛擬濾波器(digital optical filter)”，提出了無濾波熒光顯微成像技術(shù)。使用該技術(shù)的熒光顯微成像系統(tǒng)，可完全摒棄昂貴的熒光濾波元件，通過暗場照明方式，減弱背景噪聲。成像系統(tǒng)獲取圖像后，通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，自動選擇熒光通道，準確預(yù)測熒光信號。結(jié)果表明，無濾波熒光顯微成像系統(tǒng)具有良好的魯棒性，對不同顯微放大倍率、熒光染料濃度、樣品種類，均能高效、精準地還原出熒光信號，實現(xiàn)高靈敏、高特異性熒光成像。

論文第一作者、上海理工大學(xué)教授戴博6日表示，顯微鏡里的細胞就好比天際各種顏色的星光，要用不同的鏡片來識別不同的顏色，要想把這些光點都識別出來，就要不停地換鏡片，耗時耗力。“我們研究團隊使用AI技術(shù)顛覆了這一概念，也就是說無論天上有多少顏色光點，我們用一個普通的望遠鏡就可以全部清晰、快速地識別出來。”

研究中，科研團隊針對多色熒光量子點納米顆粒、多種熒光染料共染的細胞、組織切片、動態(tài)細胞進行了熒光成像實驗。此外，還利用研制的無濾波熒光顯微成像系統(tǒng)進行了成纖維細胞活化蛋白表達分析、人食管組織/人肝組織切片檢測等一系列生物研究、臨床檢測的實驗。以往對一份腫瘤切片進行病理檢測需要至少20分鐘，而采用這一新技術(shù)則僅需4分鐘，效率提高了5倍之多，將為醫(yī)生精準診斷、守護病患健康提供更多的助力。

“目前提出的無濾波熒光成像技術(shù)在熒光顯微成像系統(tǒng)中得到了初步驗證，該技術(shù)存在巨大的研究價值和應(yīng)用潛力，有待進一步移植到各類熒光檢測相關(guān)的儀器中，例如：共聚焦顯微鏡、熒光流式細胞儀等，有望顛覆式推動現(xiàn)有生化檢測儀器的智能化升級換代。”張大偉說。

該成果上海理工大學(xué)戴博教授為第一作者，張大偉教授、上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬仁濟醫(yī)院浦南分院管陽太教授和美國杜克大學(xué)Tony Jun Huang教授為通訊作者，碩士研究生游少杰、博士研究生龍嚴和陳鈞一參與研究工作。