Avbildning av ett sammansatt öga på olika djup av (a) 14 μm och (b) 28 μm förvärvat med FC-WFM-metod, OS med FC-SIM-metod, och operativsystemet i DOF med föreslaget FC-WFM-Deep, respektive. Upphovsman:XIOM
Konventionell bredfältmikroskopi (WFM) kan inte tillhandahålla optiska sektionsbilder (OS) som krävs för 3D-volymetrisk rekonstruktion. Anledningen ligger i det faktum att out-of-focus-signalerna alltid är kopplade inom fokus-planet. Genom att införa strukturerad belysningsmikroskopi (SIM), forskare har lyckats ta bort de out-of-focus-komponenterna från in-focus-planet i fullfärg (FC).
Dock, det nuvarande FC-SIM-tillvägagångssättet behöver tre fasskiftade råbilder för varje fokuserat plan och hundratals axialskannade plan. Detta tillvägagångssätt orsakar ett betydande antal råbilder och lägger således en stor börda på datalagring och behandlingstid. Hur man ska släppa en sådan börda är fortfarande en fråga.
Nyligen, ett forskargrupp ledd av prof. Yao Baoli vid State Key Laboratory of Transient Optics and Photonics, Xi'an Institute of Optics and Precision Mechanics (XIOPM) från Chinese Academy of Sciences (CAS), har rapporterat ett djupinlärningsschema FC-WFM-Deep för att erhålla optiska snittbilder i full färg för bredfältsmikroskopi direkt.
I motsats till FC-SIM-metoden, rekonstruktionsdatastorleken är 21 gånger mindre, och fokusdjupet fördubblas. Detta arbete publicerades i tidskriften Biomedicinsk optik Express .
FC-WFM-Deep utnyttjar SIM:s unika högupplösta och fullfärgade funktioner fullt ut. Effektivt, nätverket för djupinlärning behöver bara träna en enda ram med breda fält. Efter träning, bilder av hög kvalitet med optisk snittning, stort fokusdjup, och fullfärg kan direkt förvärvas från bredfältramen.
FC-WFM-Deep har en jämförbar bildkvalitet med FC-SIM när det gäller rumslig upplösning och dimensioner. Bortom det, data som krävs för FC-WFM-Deep i fullfärgs 3D-rekonstruktion kan vara 21 gånger mindre än för FC-SIM.
FC-WFM-Deep reducerar 3D-datainsamlingskraven avsevärt utan att förlora detaljer och förbättrar 3D-bildhastigheten genom att extrahera den optiska sektionen i skärpedjupet (DOF). Denna kostnadseffektiva och bekväma metod erbjuder ett lovande verktyg för att observera biologiska 3D-färgprover med hög precision.
