肿瘤切片病理检测提效五倍

本报讯（记者 易蓉）通常一份肿瘤切片的病理检测需要至少20分钟，而一套新研制的无滤波荧光显微成像系统则只需4分钟就能完成，效率提高了5倍。这是上海理工大学超精密光学制造团队的基础研究在生物医学领域的应用之一，也是上理工科研团队诠释“AI for Science（人工智能驱动科学创新）”核心理念、实践医工交叉战略的新成果。

由上海理工大学光电信息与计算机工程学院庄松林院士、常务副院长张大伟教授带领的超精密光学制造团队与上海交通大学附属仁济医院浦南分院、美国杜克大学合作，创新提出可广泛应用于生物诊断、临床医学、环境监测、刑侦勘探等领域的“AI荧光成像——无滤波荧光显微成像技术”，相关论文“支持深度学习的无滤光片荧光显微镜”近日在《科学》子刊《科学进展》上发表。

广泛用于医学基础研究与临床实践的荧光成像系统非常有用，可以进行神经免疫病抗体检测、辅助肿瘤细胞的检测和定位、监测药物在体内的分布和代谢情况等。但现有设备需要装备多套滤波组件，烦琐耗时，无法满足高速成像应用需求。在上理工医工交叉项目推动下，论文第一作者戴博教授与仁济医院管阳太教授团队合作找到了科研攻关的目标——用AI取代传统光学滤光组件，完成荧光信号的特异性定位及定量分析，实现对生物样本的高效和精确的检测和分析。

团队开发“数字虚拟滤波器”，提出无滤波荧光显微成像技术，可完全摒弃昂贵的荧光滤波元件，成像系统获取图像后，通过神经网络，自动选择荧光通道，对不同显微放大倍率、荧光染料浓度、样品种类，均能高效、精准地还原出荧光信号。“显微镜里的细胞就好比天际各种颜色的星光。想识别这些光点，就要不停换镜片。而利用AI，一个普通望远镜就可以清晰、快速地全部识别出来。”戴博解释道。

科研团队针对多色荧光量子点纳米颗粒、多种荧光染料共染的细胞、组织切片、动态细胞进行荧光成像实验，还用研制出的无滤波荧光显微成像系统进行了成纤维细胞活化蛋白表达分析、人食管组织/人肝组织切片检测等一系列生物研究、临床检测实验。

“目前提出的无滤波荧光成像技术在荧光显微成像系统中得到了初步验证，这一技术存在巨大的研究价值和应用潜力，有待进一步移植到共聚焦显微镜、荧光流式细胞仪等各类荧光检测相关的仪器中，有望推动现有生化检测仪器的智能化升级换代。”张大伟说。