OpenLM:一个开源的像素超分辨率平台,用于无透镜显微镜,用于细菌生长监测和基于深度学习的细菌检测

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 显微镜的使用方法
• 计算成像技术的成像

背景情况:

• 细菌监测对于诊断和安全至关重要.
• 传统的显微镜通常是昂贵和复杂的.
• 无透镜显微镜 (LM) 提供了一个紧的,负担得起的替代方案.

研究的目的:

• 开发一个开源的,低成本的无透镜显微镜平台 (OpenLM).
• 在LM中使用像素超分辨率和多角度照明来增强分辨率和视野 (FOV).
• 为了证明平台在细菌生长监测和早期殖民地检测方面的实用性.

主要方法:

• 使用Raspberry Pi摄像头,LED阵列和Raspberry Pi板构建了OpenLM.
• 集成了一个像素超分辨率算法与多角度照明.
• 开发了用于图像采集和重建的用户友好的界面.
• 将平台应用于对大肠杆菌生长和基于深度学习的殖民地检测的时间延迟成像.

主要成果:

• 开放LM实现了高分辨率和广泛的FOV与负担得起的组件.
• 细菌殖民地在30分钟内可视化,揭示了空间相互作用.
• 通过使用YOLO深度学习模型,成功展示了早期殖民地检测.
• 由于其3D打印的外,该系统很容易复制和定制.

结论:

• 开放LM为细菌监测提供了一个实用,可扩展和用户友好的解决方案.
• 该平台克服了传统LM的分辨率限制.
• 开放LM适用于各种生物医学应用,需要具有成本效益的高性能成像.