Conventionele wide-field microscopie (WFM) kan geen afbeeldingen van optische secties (OS) leveren die nodig zijn voor 3D volumetrische reconstructie. De reden ligt in het feit dat de onscherpe signalen altijd binnen het onscherpe vlak worden gekoppeld. Door de introductie van gestructureerde verlichtingsmicroscopie (SIM), onderzoekers zijn erin geslaagd de onscherpe componenten in full colour (FC) uit het in-focusvlak te verwijderen.

Echter, de huidige FC-SIM-aanpak vereist drie in fase verschoven onbewerkte beelden voor elk gefocusseerd vlak en honderden axiaal gescande vlakken. Deze aanpak veroorzaakt een aanzienlijk aantal onbewerkte afbeeldingen en legt dus een zware last op de kosten van gegevensopslag en verwerkingstijd. Hoe je zo'n last kunt loslaten, is nog steeds een vraag.

Onlangs, een onderzoeksteam onder leiding van Prof. Yao Baoli bij State Key Laboratory of Transient Optics and Photonics, Xi'an Institute of Optics and Precision Mechanics (XIOPM) van de Chinese Academie van Wetenschappen (CAS), heeft een diepgaand leerschema FC-WFM-Deep gerapporteerd om direct full-color optische snijbeelden voor breedveldmicroscopie te verkrijgen.

In tegenstelling tot de FC-SIM-aanpak, de grootte van de reconstructiegegevens is 21 keer kleiner, en de scherptediepte wordt verdubbeld. Dit werk is gepubliceerd in het tijdschrift Biomedische Optica Express .

FC-WFM-Deep maakt volledig gebruik van de unieke hoge resolutie en full-color mogelijkheden van SIM. efficiënt, het deep learning-netwerk heeft alleen training nodig voor een enkel breed veldframe. Na het trainen, afbeeldingen van hoge kwaliteit met optische secties, aanzienlijke scherptediepte, en full-color kan direct worden verkregen uit het breedveldframe.

FC-WFM-Deep heeft een vergelijkbare beeldkwaliteit als FC-SIM in termen van ruimtelijke resolutie en afmetingen. Verder dan dat, de gegevens die nodig zijn voor FC-WFM-Deep in full-color 3D-reconstructie kunnen 21 keer minder zijn dan die voor FC-SIM.

FC-WFM-Deep vermindert de vereisten voor 3D-gegevensacquisitie aanzienlijk zonder detail te verliezen en verbetert de 3D-beeldsnelheid door de optische sectie in de scherptediepte (DOF) te extraheren. Deze kosteneffectieve en handige methode biedt een veelbelovend hulpmiddel om biologische 3-D kleurmonsters met hoge precisie te observeren.