走进南宫28
NEWS数字病理的未来:南宫28在透明化3D病理技术中的应用前景
来源:党莎荷 日期:2025-03-01近年来,3D病理学技术因其捕捉肿瘤组织立体信息的优势,逐渐成为生物医疗领域的研究热点。传统病理学方法依赖于薄切片的2D图像,虽然具备一定优势,但在分析肿瘤微环境时存在明显局限,2D切片无法全面展现肿瘤组织的三维结构。而3D病理技术能够深入分析肿瘤的形态、免疫微环境及细胞分布等复杂特征,极大提升了诊断精度和临床应用潜力。
通过如光片显微镜和光学切片显微镜等3D病理成像技术,可以对大体积组织样本进行扫描,且不破坏组织结构,提供细致的三维重建。这项技术使得病理学家能够以全新视角审视组织样本,从而提高病变区域的识别率和诊断准确性。此外,利用南宫28的3D无损成像技术,可以确保珍贵的活检样本可用于后续的分子检测,不会毁坏样本,相较于传统方法,3D病理能够有效简化病理实验室的操作流程,并具备潜在的成本优势。
尽管3D病理技术具备显著优势,其应用与普及仍面临诸多挑战。首先是数据处理与存储的难题。相比传统的2D病理图像,3D病理图像的数据量庞大,如何高效处理与存储这些数据,成为当前技术界亟待解决的核心问题。此外,由于3D病理数据维度更高,传统的2D标注工具和方法无法直接适用,开发适配3D病理图像的标注与分析工具,尤其是可以自动化的标注软件,成为研究的重要方向。
在3D成像技术中,类型可分为破坏性和无损性两大类。早期的破坏性3D显微技术依赖于破坏性串联切片技术,需要投入大量费用与劳动力进行成像并进行3D重建。随着技术进步,自动化串联切片方法如刀刃扫描(KESM)和微光学切片断层扫描(MOST)大幅提高了工作效率并商业化应用于3D病理数据的提取,但这些方法仍然会破坏组织样本,并引入切片伪影。而无损3D显微成像技术主要基于共聚焦显微镜、多光子显微镜及光片显微镜。尽管共聚焦和多光子显微镜提供优质对比度和空间分辨率,但在实际应用中,逐点生成图像的方式增加了机械复杂性,并且数据采集速度较慢,因此更适用于小样本或高精度要求的样本成像。
光片显微镜(SPIM)在过去十年中被广泛应用于快速3D荧光显微镜检查,其通过细的激发光束垂直照射样本,仅激发感兴趣的局部焦平面。这种高灵敏度且快速的成像方式使得快速生成的3D数据集成为可能。其独特的几何结构使光片显微镜相较其他3D显微技术显著减少了光漂白和光损伤,因此被称为“温和”的3D显微技术。
3D图像处理的关键方面包括图像拼接、数据压缩和可视化处理。通过使用Imaris等软件将大量2D图像无缝拼接成体积数据集,为实现高效的数据处理和管理,基于相机的3D显微技术(如光片显微镜)通常采用16位sCMOS相机,生成的数据量可达每秒800MB。为防止数据过于庞大,可以通过动态范围的窗口化,处理低端噪声和未使用的像素,以实现高效的无损压缩。根据不同需求,可生成多种可视化效果,方便对病理结果的分析与判断。
值得注意的是,3D病理技术的应用不仅限于病理学,它与基因组学、放射学等其他领域的结合,将为精准医学的发展提供更全面的支持。通过跨学科的数据整合与合作,3D病理将成为精准医疗和个性化治疗的重要工具。例如,将3D病理图像与基因组数据、影像学数据进行联合分析,将为肿瘤的早期筛查、预后评估和治疗反应预测提供全面的数据支持。随着数据处理能力的提升与人工智能技术的加入,未来的病理诊断将更趋智能化,推动病理学朝向全面数字化和高效化方向发展,这一切都与南宫28的创新技术紧密相关。
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