3D腫瘤顯微鏡可對腫瘤組織進行三維角度分析，簡化腫瘤診斷！價格便宜易操作！

目前臨床中病理檢查主要使用玻片成像技術（WSI），該技術可以掃描整個玻璃安裝的H＆E染色切片。生成的圖像可以使用專門設計的軟件進行分析。

??最近，維也納工業大學（維也納）和慕尼黑工業大學一起開發了一項新技術，文章發表在《Scientific reports》上，題為“3D histopathology of human tumours by fast clearing and ultramicroscopy”。這項新技術可以用3D方式去除病理組織，而無需腫瘤切片，顯著提高癌癥診斷的可靠性！

??但是，一種超顯微鏡技術可以使整個腫瘤可以以3D模式呈現。Inna Sabdyusheva開發了一種化學方法來“清除”乳腺癌樣品，然后使它們變得透明，但結構保持不變，所以癌細胞仍然可以被識別。

??（a）用福爾馬林/ 5-磺基水楊酸固定和增強組織自發熒光??

??（b）用2,2-二甲氧基丙烷進行的超快活性化學脫水

??（c）在最高56°C下與二芐基醚匹配的折射率

??清除后，對腫瘤切除部位成像。圖像經過計算處理后以增強對比度和去除偽影，然后進行3D重建。

??（a）實體腫瘤的可逆組織清除和3D成像工作流程

??（b）樣品的體積收縮率比較（％），用pathoDISCO和3DISCO清除（n = 16）

??（c）從手術到3D重建的組織處理時間表

??記錄后，對獲取的圖像進行對比度受限的自適應直方圖平衡（CLAHE）46，通過頻域47中的定向空間濾波去除條紋偽影，以及對最終清晰度進行銳化掩蓋。我們發現，按此處理步驟，可以顯著提高對比度。為了通過CLAHE獲得最佳結果，圖像中的灰度級數應盡可能高（例如，對應于65,535灰度級的16位），因為該算法會將不明顯的小亮度差異轉換為人眼可以很好感知的較大差異。

??（a）超顯微設置：用于熒光激發的藍寶石激光器單元（未顯示），分束器立方（BSC），45度銀鏡（M），兩個光片發生器單元（LSG），兩個可移動的線性平臺（LS）沿光束傳播軸（z）的LSG單元，用于將光片的中心疊加在生物樣品的中心；計算機控制的平臺，用于將樣品垂直移動通過光片（VS）；石英容器（QC） ，其中裝有成像介質（DBE）。檢測單元包括配備有用于補償折射率失配的調制器（MO）的×2，×4或×16物鏡，配備有帶通濾光片（BPF）輪的管狀透鏡（TL）和CMOS相機。（b，c）以×2放大率記錄癌癥樣品。

??預處理后，使用可視化軟件AMIRA 6.7（德國Thermofisher）三維重建了600–2,000張圖像的堆棧。由于腫瘤記錄是單色的，因此必須通過其特征性自發熒光強度來區分不同類型的組織（圖 1 d1，e1，f1）。我們發現最高的自發熒光強度對應于紅細胞和微鈣化，血管結構和膠原纖維。因此，血管結構和膠原纖維用2×或4×放大倍數（圖變得可見 1 D2，E2），紅細胞（圖 1 F 2，4 G）可以使用16×放大率被識別。核（放大16倍）（圖  4d，f）和脂肪細胞（放大2倍或4倍）（圖2 d，e，3 d）由于自身熒光較低而顯得較暗。

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?               ?圖2                               圖3                                      圖4

??為了簡化人類視覺對相關組織結構的檢測和識別，我們開發了幾種顏色圖，可將亮度差異轉換為顏色差異。我們還執行了基于強度的閾值分割，以突出顯示3D重建中與診斷相關的結構。我們可以證明這可以可視化某些癌癥標志。

【1】https://medicalxpress.com/news/2020-10-cancer-diagnostics-glimpse-tumor-d.html

【2】https://www.nature.com/articles/s41598-020-71737-w