基于深度学习增强的稀土同源双发射高分辨深层成像方法

本发明公开了一种基于深度学习增强的稀土同源双发射高分辨深层成像方法。利用镧系上转换纳米粒子(UCNPs)的多种长寿命中间态，使用单一980nm泵浦源激发Tm3+/Yb3+共掺杂的UCNPs，同时诱导具有更高穿透性的双光子荧光和具有更高分辨率的四光子荧光。通过结合基于对抗性训练和循环一致性约束的双机制CycleGAN人工神经网络，建立两种荧光信号之间的跨域映射，协同利用两种荧光成像的优势，从而实现深穿透与高分辨率成像。本发明在自搭建的宽场显微成像系统中可实现808nm荧光通道下单颗粒209nm的分辨率，信背比提升约一倍。本发明有效解决了传统多光子显微镜在深组织成像中分辨率与穿透深度相互制约的技术瓶颈。