上海理工大学医工交叉团队实现“AI颠覆荧光成像”技术
中国教育报-中国教育新闻网讯（记者 任朝霞）近期，电视剧《我是刑警》热播，其中DNA检验破案环节牵动人心。警察辛苦勘察得到的“一丁点儿”生物样本，如何能在检验人员手里更快速高效地查出真相？近日，上海理工大学科研团队最新研究成果为生物检测技术升级提供了一个颠覆性的答案。
该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医学院附属仁济医院浦南分院、美国杜克大学合作，创新提出了“AI荧光成像——无滤波荧光显微成像技术”，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。相关成果发表于《科学进展》（Science Advances）。上海理工大学戴博教授为第一作者，张大伟教授、上海交通大学医学院附属仁济医院浦南分院管阳太教授和美国杜克大学Tony Jun Huang教授为通讯作者。
3年前，戴博教授与仁济医院管阳太教授团队在上海理工大学医工交叉项目的科研合作中了解到，广泛用于医学基础研究与临床实践的荧光成像系统，仍需要装备多套滤波组件，存在耗时、操作烦琐，无法满足高速成像应用等问题。于是，他们大胆设想，利用AI技术实现荧光信号的特异性定位及定量分析，实现对生物样本高效和精确的检测和分析。
张大伟、戴博团队里既有光学工程、仪器科学的专家，又有从事人工智能领域研究的学者，团队还一直和临床医生长期合作……团队交叉学科的融合，助推了项目的最终落地。团队从AI技术出发，开发“数字虚拟滤波器”，提出了无滤波荧光显微成像技术。使用该技术的荧光显微成像系统可摒弃昂贵的荧光滤波元件，获取图像后通过神经网络自动选择荧光通道，准确预测荧光信号。
戴博打了个比方：“显微镜里的细胞就好比天际各种颜色的星光，我们要用不同的镜片来识别不同的颜色，要把这些光点都识别出来，就要不停地换镜片，耗时耗力。如今研究团队使用AI技术颠覆了传统的荧光成像系统，无论天上有多少颜色光点，用一个普通的望远镜就可以全部清晰、快速地识别出来。”
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、动态细胞进行了荧光成像实验，还利用该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。以往对一份肿瘤切片进行病理检测需要至少20分钟，采用这一新技术仅需4分钟。
“该技术存在巨大的研究价值和应用潜力，有待进一步移植到各类相关仪器中，有望颠覆式推动现有生化检测仪器的智能化升级换代。”张大伟教授说。
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