3D肿瘤显微镜可对肿瘤组织进行三维角度分析，简化肿瘤诊断！价格便宜易操作！

目前临床中病理检查主要使用玻片成像技术（WSI），该技术可以扫描整个玻璃安装的H＆E染色切片。生成的图像可以使用专门设计的软件进行分析。

  最近，维也纳工业大学（维也纳）和慕尼黑工业大学一起开发了一项新技术，文章发表在《Scientific reports》上，题为“3D histopathology of human tumours by fast clearing and ultramicroscopy”。这项新技术可以用3D方式去除病理组织，而无需肿瘤切片，显着提高癌症诊断的可靠性！

  但是，一种超显微镜技术可以使整个肿瘤可以以3D模式呈现。Inna Sabdyusheva开发了一种化学方法来“清除”乳腺癌样品，然后使它们变得透明，但结构保持不变，所以癌细胞仍然可以被识别。

  （a）用福尔马林/ 5-磺基水杨酸固定和增强组织自发荧光  

  （b）用2,2-二甲氧基丙烷进行的超快活性化学脱水

  （c）在最高56°C下与二苄基醚匹配的折射率

  清除后，对肿瘤切除部位成像。图像经过计算处理后以增强对比度和去除伪影，然后进行3D重建。

  （a）实体肿瘤的可逆组织清除和3D成像工作流程

  （b）样品的体积收缩率比较（％），用pathoDISCO和3DISCO清除（n = 16）

  （c）从手术到3D重建的组织处理时间表

  记录后，对获取的图像进行对比度受限的自适应直方图平衡（CLAHE）46，通过频域47中的定向空间滤波去除条纹伪影，以及对最终清晰度进行锐化掩盖。我们发现，按此处理步骤，可以显着提高对比度。为了通过CLAHE获得最佳结果，图像中的灰度级数应尽可能高（例如，对应于65,535灰度级的16位），因为该算法会将不明显的小亮度差异转换为人眼可以很好感知的较大差异。

  （a）超显微设置：用于荧光激发的蓝宝石激光器单元（未显示），分束器立方（BSC），45度银镜（M），两个光片发生器单元（LSG），两个可移动的线性平台（LS）沿光束传播轴（z）的LSG单元，用于将光片的中心叠加在生物样品的中心；计算机控制的平台，用于将样品垂直移动通过光片（VS）；石英容器（QC） ，其中装有成像介质（DBE）。检测单元包括配备有用于补偿折射率失配的调制器（MO）的×2，×4或×16物镜，配备有带通滤光片（BPF）轮的管状透镜（TL）和CMOS相机。（b，c）以×2放大率记录癌症样品。

  预处理后，使用可视化软件AMIRA 6.7（德国Thermofisher）三维重建了600–2,000张图像的堆栈。由于肿瘤记录是单色的，因此必须通过其特征性自发荧光强度来区分不同类型的组织（图 1 d1，e1，f1）。我们发现最高的自发荧光强度对应于红细胞和微钙化，血管结构和胶原纤维。因此，血管结构和胶原纤维用2×或4×放大倍数（图变得可见 1 D2，E2），红细胞（图 1 F 2，4 G）可以使用16×放大率被识别。核（放大16倍）（图  4d，f）和脂肪细胞（放大2倍或4倍）（图2 d，e，3 d）由于自身荧光较低而显得较暗。

 

                 图2                               图3                                      图4

  为了简化人类视觉对相关组织结构的检测和识别，我们开发了几种颜色图，可将亮度差异转换为颜色差异。我们还执行了基于强度的阈值分割，以突出显示3D重建中与诊断相关的结构。我们可以证明这可以可视化某些癌症标志。

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

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