Forskare har utvecklat ett snabbare sätt att förvärva 3D-bilder med endoskopisk optisk koherens tomografi (OCT). Med vidare utveckling, den nya metoden kan vara användbar för tidig upptäckt och klassificering av ett brett spektrum av sjukdomar.
Den nya metoden använder beräkningsmetoder som skapar en fullständig 3D-bild från ofullständiga data. I Optical Society -tidningen Tillämpad optik , forskarna rapporterar att användbara 3D-bilder kan konstrueras med 40 procent mindre data än traditionella 3D-UL-metoder, vilket skulle minska bildtiden med 40 procent.
OCT är en biomedicinsk bildteknik som har sett ökande klinisk användning under de senaste åren tack vare dess förmåga att tillhandahålla högupplösta bilder av vävnadsmikrostrukturer. I dag, endoskopisk OCT -avbildning används rutinmässigt för att klassificera plack och skador i blodkärlen och finner mer användning vid diagnos av gastrointestinala sjukdomar.
"Även om 3D-OCT-bilder är mycket användbara för medicinsk diagnos, de betydande mängder bilddata de kräver begränsar bildhastigheten, "sa forskargruppsledare, Jigang Wu från Shanghai Jiao Tong University. "Vår nya metod löser detta problem genom att bilda 3D-bilder från mycket mindre data."
Få hela bilden
Att skapa 3-D OCT-bilder med nuvarande metoder kräver en datakrävande process för att sy ihop en serie 2-D-bilder tagna vid lika stora mätningar. I det nya arbetet, forskarna använde en metod som kallas gles sampling för att skaffa betydligt färre 2-D-bilder och använde sedan komprimeringsavkännande algoritmer för att fylla i den saknade informationen som behövs för att skapa 3D-bilder.
Forskarna testade den nya metoden med hjälp av en magnetdriven skanning OCT-sond till bild inuti en extraherad duvtrakea. Sonden, som teamet utvecklat tidigare, använder en externt driven liten magnet för att skanna 360 grader. Designen minimerar OCT -skanningsmekanismerna tillräckligt för att passa inuti en enhet med bara 1,4 millimeter i diameter.
Att skapa 3-D-bilder av en 2 millimeter del av den mänskliga luftstrupen skulle vanligtvis kräva avbildning var 10:e mikron för att få 200 bildramar. Använd gles provtagning, forskarna skaffade 120 ramar på slumpmässiga positioner från 0 till 2 millimeter och använde sedan de komprimerade avkänningsalgoritmerna för att skapa 3-D-bilder.
Går mot kliniken
"Våra test verifierade att en kraftigt reducerad mängd experimentella data kan användas för att rekonstruera rimliga 3D-bilder från oktober, "sa Wu." Efter att vi utfört tillräckligt med experiment för att visa att vår sond och avbildningsmetod är användbara för att observera maligna funktioner, vår teknik kommer att vara redo för kliniska prövningar. "
Forskarna planerar att använda sitt nya tillvägagångssätt för att avbilda ytterligare biologiska prover relaterade till specifika sjukdomar. De planerar också att förbättra den endoskopiska OCT -sonden så att den blir mer robust i olika situationer och i samband med upprepad kontakt med biologiska vävnader.
"Detta arbete är bara ett exempel på tillämpning av beräkningstekniker för bildbehandling, "sa Wu." Vi förväntar oss att liknande tillvägagångssätt kan vara till hjälp för att förbättra experimentdesignerna och datainsamlingen för många avbildningsmetoder. "
