关注公众号

关注公众号

手机扫码查看

手机查看

喜欢作者

打赏方式

微信支付微信支付
支付宝支付支付宝支付
×

显微镜+VR,成就预防和治疗疾病的新方法 ​

2019.7.24

  近日,美国卡内基梅隆大学和贝纳罗亚研究所(Benaroya)的一个联合研究团队正在将纳米成像技术与虚拟现实(VR)技术结合起来,以创造一种新方法,使研究人员能“进入”他们的生物数据。

  通过将这种被称为“扩展显微镜”的技术与VR技术相结合,研究人员将能够扩展、探索和分析远远超出传统光学显微镜功能的细胞结构。

  这些技术的开发将通过比尔和梅林达•盖茨基金会发起的“大挑战”项目分两步进行。开发这些技术将加快研究人员对传染病和自身免疫性疾病的了解,并提高开发疾病诊断、预防和治疗方法的能力。

  Yongxin(Leon) Zhao是卡内基梅隆大学梅隆科学学院的生物学助理教授。他致力于开发一种扩展显微技术,以便在物理上放大活检,使研究人员可以使用常规显微镜看到生物样本中的精细细节。

图片.png

图片来源:Carnegie Mellon University

  Zhao通过将活检样本化学转化为水溶性水凝胶,并使其体积增大。随后用一种方法将组织松散,使其体积膨胀超过100倍。然后,样本中的组织和分子可以被标记、成像并编译成一组复杂的数据,用于研究细胞及其结构之间的相互作用。

  然而,该技术的一个局限性是,它提取的数据比现有技术能解释的数据多2-3个数量级。为了帮助解决这一问题,盖茨基金会将Benaroya开发的虚拟现实技术与扩展显微镜相结合。

  博士后助理研究员Caroline Stefani说:“在Benaroya,我们将准备好感染性和自身免疫性疾病的活体样本,然后把这些样本照片发送给卡内基梅隆大学,他们在那里将放大样本,并将图像传回Benaroya,以便在VR中观看。”

  Zhao说:“这将是科学家如何处理复杂数据的未来。这也是一种身临其境的体验,就像你坐在你的数据里一样。你可以自由地从每个角度和每个位置探索你的数据。”

  这项虚拟现实技术是由Benaroya的前研究技术总监Tom Skillman开发的,他后来成立了一家VR公司,即身临其境式科学(Immersive Science)。

  Skillman说:“我在这笔赠款中所扮演的角色是开发一种软件工具,使研究疾病的科学家能够通过‘身临其境式科学’的计算技术来理解大量数据。将所有数据引入虚拟现实不仅允许科学家看到他们2D显微镜图像的全3D显示,而且还可以与数据交互、选择通道、调整视图、颜色和对比度、以及抓取和旋转图像以快速识别与研究疾病相关的的关键点。”

  他们的最终目标是将名为ExMicroVR™的VR工具与其他研究人员一起在开放平台上共享,同时使用扩展显微镜,这样他们也可以查看疾病过程的新细节,并理解更大、更复杂的数据集。

  将扩展显微镜数据转换为VR 3D图像的系统成本很低,发展中国家的研究人员和医生可以轻松访问。它还允许最多六个人同时远程协作和查看相同的样本。


推荐
热点排行
一周推荐
关闭