2025/12/20Huazhongo mokslo ir technologijų universiteto tyrėjų komanda pasiūlė PAMR (fizikos suvokimo ir aberacijų koregavimo metaneuroninę reprezentaciją) – savarankiškai prižiūrimą 3D rekonstrukcijos sistemą dinamiškam, etikečių neturinčiam gyvų ląstelių vaizdavimui. Tyrimas buvo paskelbtas recenzuojamame tarptautiniame optikos žurnale „Advanced Photonics Nexus“.
PAMR: Metodologinė pažanga etikečių neturinčioje 3D tomografijoje
Dėl mažo fototoksiškumo ir supaprastintos optinės konfigūracijos 3D tomografinis vaizdavimas sulaukia vis didesnio susidomėjimo biologine mikroskopija. Tačiau įprastinę Furjė ptychografinę tomografiją (FPT) dažnai riboja ryškūs rekonstrukcijos artefaktai ir didelis skaičiavimo sudėtingumas, kurie riboja jos taikymą dinaminiam gyvų ląstelių stebėjimui ir dideliems matymo lauko mėginiams.
Integruodamas neuroninius atvaizdavimus su fizikos pagrindu sukurtais pirminiais metodais, PAMR demonstruoja sisteminius patobulinimus, palyginti su tradiciniais metodais:
Pagreitinta tūrinė rekonstrukcijaVieno 3D tūrio (585 × 585 × 120 vokselių) rekonstrukcijos laikas sutrumpėja nuo 250 s iki 28 s, o tai atitinka maždaug 10 kartų didesnį rekonstrukcijos greitį.
Skiriamosios gebos padidinimas už difrakcijos ribost: Naudodama pusrutulio apšvietimo sistemą su 66 šviesos diodais kartu su 40×/0,95 NA objektyvu, PAMR pasiekia 137 nm pusės žingsnio skiriamąją gebą horizontaliai ir 550 nm ašine kryptimi, o tai yra maždaug dvigubai geriau, palyginti su objektyvo difrakcijos riba.
Tvirtas veikimas esant prastam matomumuiDidelio tikslumo rekonstrukcijos išlaikomos iki 75 % sumažinant vaizdą. Sumažinus apšvietimo kampų skaičių nuo 120 iki 30, rekonstrukcijos kokybė išlieka stabili, o SSIM vertės gerokai viršija tas, kurios gaunamos naudojant įprastus FPT metodus.
FL 9BW kameros palaikymas PAMR patvirtinimui
Didelės raiškos signalo gavimas ir vaizdo stabilumas yra labai svarbūs eksperimentiniam pažangių skaičiavimo mikroskopijos algoritmų patvirtinimui. „Tucsen“FL 9BWMokslinė kamera suteikia pagrindines aparatinės įrangos galimybes, kurios palaiko PAMR sistemą.
Aukštos kokybės signalo gavimas
CMOS jutiklis su foniniu apšvietimu, kurio didžiausias kvantinis efektyvumas siekia 92 %, leidžia efektyviai aptikti silpnus, etikečių neturinčius signalus.
0,9 e⁻ skaitymo triukšmas kartu su itin maža tamsiąja srove (< 0,0005 e⁻/p/s), sumažinantis triukšmo įtaką ir išsaugantis signalo vientisumą esant prastam apšvietimui.
15,96 mm (1 colio) didelis jutiklio formatas, leidžiantis visiškai aprėpti nevienalytes mėginių struktūras, sumažinant informacijos praradimą ir palaikant rekonstrukcijos proceso aberacijų korekcijos šaką.
Didelės raiškos vaizdavimo galimybės
3,76 μm pikselių žingsnis, gerai atitinkantis 40×/0,95 NA objektyvo difrakcijos ribą ir Nyquist atrankos kriterijų.
3000 × 3000 pikselių masyvas, leidžiantis efektyviai užfiksuoti kelių kampų apšvietimo duomenis, reikalingus didelės skiriamosios gebos skaičiavimo rekonstrukcijai.
Ilgalaikis vaizdavimo stabilumas
Itin mažos tamsiosios srovės (< 0,0005 e⁻/p/s) ir gilaus aušinimo derinys užtikrina aukštą signalo ir triukšmo santykį vaizduojant ilgą ekspoziciją, kartu sumažinant fototoksinį poveikį, susijusį su dideliu apšvietimo intensyvumu.
Nuorodos
Sun M, Zhong F, Mao S ir kt. Fizikos dėsniais pagrįsta metaneuroninė reprezentacija, skirta aukštos kokybės, aberacijų nepakitusios, reto vaizdo Furjė ptychografinei tomografijai [J].
Autorių teisių pranešimasŠiame straipsnyje pateikiamos mokslinių kamerų taikymo nuorodos. Kai kurios turinio dalys yra ištraukos iš atitinkamų paskelbtų mokslinių straipsnių. Visos autorių teisės priklauso originaliems autoriams. Cituojant arba pakartotinai naudojant šią medžiagą, nurodykite šaltinį.
