“不可见光+AI”实现活体组织内热成像

科技日报讯 （记者刘霞）意大利威尼斯卡福斯卡里大学与西班牙马德里自治大学科学家携手，创新性地将不可见光与人工智能（AI）技术结合，首次绘制出生物组织内部的三维温度图谱。这项发表于新一期《自然·通讯》杂志的研究成果，或将彻底改变人体内部温度监测方式，为疾病早期诊断和治疗监测提供全新手段。

研究团队独辟蹊径，将传统认为有害的光学失真现象转化为宝贵的信息来源，不仅能检测到生物组织温度，还能穿透组织表面获取深层数据。

这项技术的核心在于使用硫化银制成的纳米温度计。这些微小颗粒在近红外光激发下会发出特殊辉光，其颜色和亮度会随温度变化及穿透组织的深度而改变。为精准解析这些微妙的光信号变化，团队训练了一个双层神经网络模型。通过学习数百组高光谱图像，该系统最终精准重建了组织内部的三维温度分布图。

在验证实验中，该系统检测到人造组织与真实生物样本内的温度梯度。团队首次仅凭光线就实现了活体动物血管的高分辨率三维热成像。而且，与传统功能性磁共振成像或正电子发射计算机断层显像扫描技术相比，新技术具有显著优势，包括设备便携、操作安全、成本低廉等。

目前，团队正致力于研发新一代传感器和成像系统，目标是以更高精度实时监测细胞内温度、pH值和氧气水平等参数。该项目还将探索哺乳动物细胞与极端微生物的奥秘，其成果不仅可推动医学诊断和生物技术发展，还可能为寻找地外生命提供新思路。