模仿蝴蝶视觉系统:新型相机精准识别肿瘤组织

发布时间:2022年06月19日
       科技日报华盛顿4月7日电(记者刘海英)手术切除肿瘤组织是重要的癌症治疗手段, 但如何准确找到癌变组织并非易事。美国研究人员在 Optica 杂志上报告说, 他们通过模仿蝴蝶视觉系统开发的微型相机可以帮助医生在明亮的手术照明组织下清楚地看到荧光标记的肿瘤。在目前的肿瘤切除手术中, 外科医生需要通过专门的红外成像仪器来寻找肿瘤组织。
       这类仪器不仅价格昂贵, 而且对手术室的光线和温度要求也很高。为了开发更好的手术成像设备,

伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校和圣路易斯华盛顿大学的研究人员转向蝴蝶, 希望在他们的视觉系统中找到灵感。蝴蝶眼含有特殊的纳米结构,

可以感知多光谱信息, 从而获得近红外和颜色信息。使用类似的设置, 研究人员将各种纳米级结构与一系列光电设备相结合, 创造出新的相机。
       该相机可以同时记录常规彩色图像和近红外信号。它不仅体积小、成本低, 而且对温度变化不敏感, 不需要高照度。将摄像头与手术护目镜相结合, 医生可以在保护眼睛的同时, 清楚地看到用红外荧光剂标记的肿瘤组织。研究人员在小鼠和乳腺癌患者身上进行了测试。结果表明, 摄像头不仅能够检测到乳房癌性肿瘤甚至可以拾取组织表面以下的信号, 使医生能够通过皮肤定位肿瘤。研究人员表示, 配备新型摄像头的护目镜成本约为200美元, 远低于目前数万美元的红外成像设备, 在医学成像领域具有很大的应用空间。目前, 他们正在努力将新相机与内窥镜相机系统集成,

以扩展其医疗应用。主编强调, 人类从大自然中窃取的想法不计其数, 我们称之为仿生学。鸟类的飞行使人类产生了翱翔的欲望, 导致人们不断尝试飞行, 并催生了滑翔机和飞机。蝙蝠使用超声波识别物体和方向的能力激发了科学家们开发声纳和雷达来检测黑暗中的物体。人类对鹦鹉螺潜水的模仿导致了世界上第一艘圆盘形潜水器丹尼斯的诞生。
       今天如火如荼的人工智能, 源于对人类的模仿, 但是这个仿生还有很长的路要走,

还需要继续上下探索。