• 文献检索
  • 文档翻译
  • 深度研究
  • 学术资讯
  • Suppr Zotero 插件Zotero 插件
  • 邀请有礼
  • 套餐&价格
  • 历史记录
应用&插件
Suppr Zotero 插件Zotero 插件浏览器插件Mac 客户端Windows 客户端微信小程序
定价
高级版会员购买积分包购买API积分包
服务
文献检索文档翻译深度研究API 文档MCP 服务
关于我们
关于 Suppr公司介绍联系我们用户协议隐私条款
关注我们

Suppr 超能文献

核心技术专利:CN118964589B侵权必究
粤ICP备2023148730 号-1Suppr @ 2026

文献检索

告别复杂PubMed语法,用中文像聊天一样搜索,搜遍4000万医学文献。AI智能推荐,让科研检索更轻松。

立即免费搜索

文件翻译

保留排版,准确专业,支持PDF/Word/PPT等文件格式,支持 12+语言互译。

免费翻译文档

深度研究

AI帮你快速写综述,25分钟生成高质量综述,智能提取关键信息,辅助科研写作。

立即免费体验

基于深度学习的 3D k-空间反射荧光层析成像。

3D k-space reflectance fluorescence tomography via deep learning.

出版信息

Opt Lett. 2022 Mar 15;47(6):1533-1536. doi: 10.1364/OL.450935.

DOI:10.1364/OL.450935
PMID:35290357
原文链接:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9335514/
Abstract

We report on the potential to perform image reconstruction in 3D k-space reflectance fluorescence tomography (FT) using deep learning (DL). Herein, we adopt a modified AUTOMAP architecture and develop a training methodology that leverages an open-source Monte-Carlo-based simulator to generate a large dataset. Using an enhanced EMNIST (EEMNIST) dataset as an embedded contrast function allows us to train the network efficiently. The optical strategy utilizes k-space illumination in a reflectance configuration to probe tissue in the mesoscopic regime with high sensitivity and resolution. The proposed DL model training and validation is performed with both in silico data and a phantom experiment. Overall, our results indicate that the approach can correctly reconstruct both single and multiple fluorescent embedding(s) in a 3D volume. Furthermore, the presented technique is shown to outperform the traditional approaches [least-squares (LSQ) and total-variation minimization (TVAL)], especially at higher depths. We, therefore, expect the proposed computational technique to have future implications in preclinical studies.

摘要

我们报告了在使用深度学习(DL)的 3D k 空间反射荧光层析成像(FT)中进行图像重建的潜力。在这里,我们采用了改进的 AUTOMAP 架构,并开发了一种利用开源基于蒙特卡罗的模拟器生成大数据集的训练方法。使用增强的 EMNIST(EEMNIST)数据集作为嵌入式对比函数,使我们能够有效地训练网络。光学策略利用反射配置中的 k 空间照明,以高灵敏度和分辨率探测介观组织中的荧光团。所提出的 DL 模型的训练和验证是在仿真数据和体模实验上进行的。总的来说,我们的结果表明,该方法可以正确地重建 3D 体积中的单个和多个荧光嵌入物。此外,所提出的技术被证明优于传统方法(最小二乘(LSQ)和全变差最小化(TVAL)),尤其是在更深的位置。因此,我们期望所提出的计算技术在临床前研究中具有未来的意义。

相似文献

1
3D k-space reflectance fluorescence tomography via deep learning.基于深度学习的 3D k-空间反射荧光层析成像。
Opt Lett. 2022 Mar 15;47(6):1533-1536. doi: 10.1364/OL.450935.
2
Monte Carlo-based data generation for efficient deep learning reconstruction of macroscopic diffuse optical tomography and topography applications.基于蒙特卡罗的数据生成,用于高效的宏观漫射光学断层扫描和层析成像应用的深度学习重建。
J Biomed Opt. 2022 Apr;27(8). doi: 10.1117/1.JBO.27.8.083016.
3
Reconstruction of fluorescence distribution hidden in biological tissue using mesoscopic epifluorescence tomography.利用介观荧光体层成像术重建生物组织中隐藏的荧光分布。
J Biomed Opt. 2011 Apr;16(4):046005. doi: 10.1117/1.3560631.
4
Reconstruction of fluorophore absorption and fluorescence lifetime using early photon mesoscopic fluorescence molecular tomography: a phantom study.使用早期光子介观荧光分子层析成像重建荧光团吸收和荧光寿命:一项体模研究。
J Biomed Opt. 2022 Dec;27(12):126001. doi: 10.1117/1.JBO.27.12.126001. Epub 2022 Dec 12.
5
Deep learning with noise-to-noise training for denoising in SPECT myocardial perfusion imaging.基于噪声对噪声训练的深度学习用于 SPECT 心肌灌注成像去噪。
Med Phys. 2021 Jan;48(1):156-168. doi: 10.1002/mp.14577. Epub 2020 Nov 23.
6
Combining deep learning and 3D contrast source inversion in MR-based electrical properties tomography.基于磁共振的电阻率层析成像中深度学习与三维对比源反演的结合
NMR Biomed. 2022 Apr;35(4):e4211. doi: 10.1002/nbm.4211. Epub 2019 Dec 16.
7
Deep-learning-based fast TOF-PET image reconstruction using direction information.基于深度学习的利用方向信息的快速 TOF-PET 图像重建。
Radiol Phys Technol. 2022 Mar;15(1):72-82. doi: 10.1007/s12194-022-00652-8. Epub 2022 Feb 8.
8
Three-dimensional fluorescence-enhanced optical tomography using a hand-held probe based imaging system.使用基于手持探头成像系统的三维荧光增强光学层析成像技术。
Med Phys. 2008 Jul;35(7):3354-63. doi: 10.1118/1.2940603.
9
MRI super-resolution reconstruction for MRI-guided adaptive radiotherapy using cascaded deep learning: In the presence of limited training data and unknown translation model.基于级联深度学习的 MRI 引导自适应放疗中 MRI 超分辨率重建:在有限的训练数据和未知的平移模型的情况下。
Med Phys. 2019 Sep;46(9):4148-4164. doi: 10.1002/mp.13717. Epub 2019 Aug 7.
10
Deep learning-enabled fluorescence imaging for surgical guidance: training for oral cancer depth quantification.深度学习辅助荧光成像在手术指导中的应用:口腔癌深度定量分析的培训。
J Biomed Opt. 2025 Jan;30(Suppl 1):S13706. doi: 10.1117/1.JBO.30.S1.S13706. Epub 2024 Sep 18.

引用本文的文献

1
Depth-Resolved Macroscopic Fluorescence Lifetime Imaging via High-Spatial-Frequency Structured Illumination.通过高空间频率结构光照实现深度分辨宏观荧光寿命成像
bioRxiv. 2025 Jun 15:2025.06.10.658928. doi: 10.1101/2025.06.10.658928.
2
A Novel Technique for Fluorescence Lifetime Tomography.一种用于荧光寿命断层扫描的新技术。
bioRxiv. 2024 Sep 22:2024.09.19.613888. doi: 10.1101/2024.09.19.613888.
3
Deep learning-based fusion of widefield diffuse optical tomography and micro-CT structural priors for accurate 3D reconstructions.

本文引用的文献

1
Deep learning in macroscopic diffuse optical imaging.深度学习在宏观漫射光学成像中的应用。
J Biomed Opt. 2022 Feb;27(2). doi: 10.1117/1.JBO.27.2.020901.
2
Macroscopic Fluorescence Lifetime Imaging for Monitoring of Drug-Target Engagement.宏观荧光寿命成像用于监测药物-靶标结合。
Methods Mol Biol. 2022;2394:837-856. doi: 10.1007/978-1-0716-1811-0_44.
3
Accelerating vasculature imaging in tumor using mesoscopic fluorescence molecular tomography via a hybrid reconstruction strategy.利用介观荧光分子断层成像术的混合重建策略加速肿瘤血管成像。
基于深度学习的宽场漫射光学层析成像与微观计算机断层扫描结构先验信息融合,用于精确三维重建。
Biomed Opt Express. 2023 Feb 7;14(3):1041-1053. doi: 10.1364/BOE.480091. eCollection 2023 Mar 1.
4
Algorithms and instrumentation for rapid spatial frequency domain fluorescence diffuse optical imaging.快速空间频域荧光漫射光学成像的算法和仪器。
J Biomed Opt. 2022 Nov;27(11). doi: 10.1117/1.JBO.27.11.116002.
5
Encoder-decoder deep learning network for simultaneous reconstruction of fluorescence yield and lifetime distributions.用于同时重建荧光产率和寿命分布的编码器-解码器深度学习网络。
Biomed Opt Express. 2022 Aug 11;13(9):4693-4705. doi: 10.1364/BOE.466349. eCollection 2022 Sep 1.
6
Design and characterization of a time-domain optical tomography platform for mesoscopic lifetime imaging.用于介观寿命成像的时域光学层析成像平台的设计与特性分析
Biomed Opt Express. 2022 Aug 10;13(9):4637-4651. doi: 10.1364/BOE.460216. eCollection 2022 Sep 1.
7
Monte Carlo-based data generation for efficient deep learning reconstruction of macroscopic diffuse optical tomography and topography applications.基于蒙特卡罗的数据生成,用于高效的宏观漫射光学断层扫描和层析成像应用的深度学习重建。
J Biomed Opt. 2022 Apr;27(8). doi: 10.1117/1.JBO.27.8.083016.
Biochem Biophys Res Commun. 2021 Jul 12;562:29-35. doi: 10.1016/j.bbrc.2021.05.023. Epub 2021 May 22.
4
Intravital mesoscopic fluorescence molecular tomography allows non-invasive in vivo monitoring and quantification of breast cancer growth dynamics.活体介观荧光分子断层成像允许对乳腺癌生长动态进行非侵入性的体内实时监测和定量分析。
Commun Biol. 2021 May 11;4(1):556. doi: 10.1038/s42003-021-02063-8.
5
Real-time, wide-field and high-quality single snapshot imaging of optical properties with profile correction using deep learning.利用深度学习进行轮廓校正的光学特性实时、宽视野和高质量单快照成像。
Biomed Opt Express. 2020 Sep 18;11(10):5701-5716. doi: 10.1364/BOE.397681. eCollection 2020 Oct 1.
6
High compression deep learning based single-pixel hyperspectral macroscopic fluorescence lifetime imaging .基于高压缩深度学习的单像素高光谱宏观荧光寿命成像
Biomed Opt Express. 2020 Sep 2;11(10):5401-5424. doi: 10.1364/BOE.396771. eCollection 2020 Oct 1.
7
Macroscopic fluorescence lifetime topography enhanced via spatial frequency domain imaging.基于空间频域成像的宏观荧光寿命层析成像增强技术
Opt Lett. 2020 Aug 1;45(15):4232-4235. doi: 10.1364/OL.397605.
8
High-resolution tomographic analysis of in vitro 3D glioblastoma tumor model under long-term drug treatment.高分辨率断层分析在体外 3D 脑胶质瘤肿瘤模型中长期药物处理下的表现。
Sci Adv. 2020 Mar 6;6(10):eaay7513. doi: 10.1126/sciadv.aay7513. eCollection 2020 Mar.
9
Intravital Imaging Techniques for Biomedical and Clinical Research.活体成像技术在生物医学和临床研究中的应用。
Cytometry A. 2020 May;97(5):448-457. doi: 10.1002/cyto.a.23963. Epub 2019 Dec 30.
10
Net-FLICS: fast quantitative wide-field fluorescence lifetime imaging with compressed sensing - a deep learning approach.Net-FLICS:基于压缩感知的快速定量宽场荧光寿命成像——一种深度学习方法。
Light Sci Appl. 2019 Mar 6;8:26. doi: 10.1038/s41377-019-0138-x. eCollection 2019.