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“不可見光+AI”實現(xiàn)活體組織內(nèi)熱成像

時間：2025-07-22 11:07:52 科技日報 8

意大利威尼斯卡福斯卡里大學與西班牙馬德里自治大學科學家攜手，創(chuàng)新性地將不可見光與人工智能（AI）技術(shù)結(jié)合，首次繪制出生物組織內(nèi)部的三維溫度圖譜。這項發(fā)表于新一期《自然·通訊》雜志的研究成果，或?qū)氐赘淖內(nèi)梭w內(nèi)部溫度監(jiān)測方式，為疾病早期診斷和治療監(jiān)測提供全新手段。

研究團隊獨辟蹊徑，將傳統(tǒng)認為有害的光學失真現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為寶貴的信息來源，不僅能檢測到生物組織溫度，還能穿透組織表面獲取深層數(shù)據(jù)。

這項技術(shù)的核心在于使用硫化銀制成的納米溫度計。這些微小顆粒在近紅外光激發(fā)下會發(fā)出特殊輝光，其顏色和亮度會隨溫度變化及穿透組織的深度而改變。為精準解析這些微妙的光信號變化，團隊訓練了一個雙層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。通過學習數(shù)百組高光譜圖像，該系統(tǒng)最終精準重建了組織內(nèi)部的三維溫度分布圖。

在驗證實驗中，該系統(tǒng)檢測到人造組織與真實生物樣本內(nèi)的溫度梯度。團隊首次僅憑光線就實現(xiàn)了活體動物血管的高分辨率三維熱成像。而且，與傳統(tǒng)功能性磁共振成像或正電子發(fā)射計算機斷層顯像掃描技術(shù)相比，新技術(shù)具有顯著優(yōu)勢，包括設(shè)備便攜、操作安全、成本低廉等。

目前，團隊正致力于研發(fā)新一代傳感器和成像系統(tǒng)，目標是以更高精度實時監(jiān)測細胞內(nèi)溫度、pH值和氧氣水平等參數(shù)。該項目還將探索哺乳動物細胞與極端微生物的奧秘，其成果不僅可推動醫(yī)學診斷和生物技術(shù)發(fā)展，還可能為尋找地外生命提供新思路。

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