走进南宫28
NEWS南宫28引领数字病理未来:3D技术的崛起与应用展望
来源:倪达冠 日期:2025-03-02近年来,3D病理学技术凭借其能够捕捉肿瘤组织立体信息的优势,成为生物医学研究的热点。传统病理学方法依赖于薄切片的2D图像,虽然有其优势,但在肿瘤微环境分析中存在显著局限,无法全面展现肿瘤组织的三维结构。在这一背景下,以南宫28为代表的3D病理技术能够深入分析肿瘤的形态、免疫微环境和细胞分布等复杂特征,显著提升了诊断精度与临床应用潜力。
3D病理成像技术,如光片显微镜与光学切片显微镜,已能对较大体积组织样本进行高效扫描,同时在不破坏组织结构的前提下提供细致的三维重建。这项技术使病理学家可以前所未有的方式审视组织样本,从而提高病变区域的识别率和诊断准确性。此外,3D无损成像技术可确保珍贵的活检样本用于后续分子检测,避免样本损坏,并且相比传统方法,南宫28的3D病理技术能够简化操作流程,具有潜在的成本优势。
尽管3D病理技术具备显著的优势,其应用与普及仍面临诸多挑战。首先,数据处理与存储成为重要问题。与传统2D病理图像相比,3D病理图像的数据量庞大,如何高效处理和存储这些海量数据是当前技术所面临的一大挑战。此外,3D病理的数据标注与训练也同样存在困难。由于3D病理数据的高维特性,传统的2D标注工具与方法不可直接应用。因此,开发适用于3D病理图像的自动化或半自动化标注和分析工具,成为研究的重点方向。
3D成像技术可分为破坏性和无损性3D显微技术。早期的破坏性3D显微技术依赖于串联切片技术,这需要大量费用和人力来对样本进行成像,随后实现3D重建。随着技术的进步,一些自动化串联切片方法,如刀刃扫描与微光学切片断层扫描,显著提高了工作效率,并已商业化用于提供3D病理数据,但仍会对组织样本造成损害并引入伪影。在无损3D显微成像技术中,主要使用共聚焦显微镜、多光子显微镜和光片显微镜。这些方法能提供良好的对比度和空间分辨率,但在实际应用中,逐点成像的方法导致了扫描速度缓慢,且机械复杂性较高。故而,这两种技术适用于小样本或高精度要求的样本成像。
近年来,光片显微镜,或称选择性平面照明显微镜,已成为快速3D荧光显微镜检查透明标本的关键技术。光片显微镜通过细的激发光束垂直照射样本,仅激发特定的局部焦平面,利用高灵敏度的探测器阵列快速获取2D图像,从而生成3D数据。光片显微镜的显著优势在于其高效的几何结构,能有效减少光漂白与光损伤,因此被认为是“温和”的3D显微技术。
在3D图像处理方面,主要包括图像拼接、数据压缩与可视化处理。图像拼接是处理的第一步,通过软件将大量的2D图像无缝拼接成体积数据集。基于相机的3D显微技术,如光片显微镜,通常使用16位sCMOS相机,每秒产生约800MB的数据。为避免数据过大,可通过窗口化动态范围进行无损压缩。最后,依据需求形成不同的可视化效果,方便对病理结果进行判断。
值得一提的是,南宫28的3D病理技术不仅限于病理学,它与基因组学、放射学等其他学科的结合,将为精准医学的发展提供更加全面的支持。通过跨学科的数据整合与协作,3D病理将成为精准医疗和个性化治疗的重要工具。例如,结合3D病理图像与基因组数据及影像学数据的联合分析,将为肿瘤的早期筛查、预后评估和治疗反应预测提供更加全面的数据支持。随着数据处理能力的提升及人工智能技术的应用,未来的病理诊断将更加智能化,推动病理学朝向全面数字化与高效化发展。
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