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成果創(chuàng)新點(diǎn) 成果圖片： 主要技術(shù)創(chuàng)新路徑：高速三維容積成像，有重要原始 創(chuàng)新性； 關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)：成像光譜范圍 690 – 950 nm，1200 – 2400 nm； 傳感器陣元數(shù)目 1024； 單波長成像時(shí)間分辨率 1 幀每秒；空間分辨率 300 μm； 成像深度至 3-4 cm； 技術(shù)成熟度 關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)階段 市場前景 研發(fā)的多排光聲斷層成像儀

主要技術(shù)創(chuàng)新路徑：高速三維容積成像，有重要原始創(chuàng)新性； 關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)：成像光譜范圍 690 – 950 nm，1200 –2400 nm； 傳感器陣元數(shù)目 1024；單波長成像時(shí)間分辨率 1 幀每秒；空間分辨率 300 µm；成像深度至 3-4 cm；

本項(xiàng)目聚焦生物醫(yī)學(xué)工程產(chǎn)業(yè)，圍繞分子影像成像核心領(lǐng)域，致力于研發(fā)具有完全獨(dú)立知識產(chǎn)權(quán)的光聲醫(yī)學(xué)影像產(chǎn)品，本技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化對提升我國在該領(lǐng)域的全球競爭力具有重要的促進(jìn)作用。采用超短脈沖激光照射生物組織產(chǎn)生熱彈膨脹，引發(fā)寬帶超聲信號（即光聲信號），據(jù)此重建生物組織的結(jié)構(gòu)和功能圖像。光聲成像的獨(dú)特價(jià)值在于能夠表現(xiàn)生物組織的化學(xué)和功能信息（如血氧代謝信息等），對疾病（如乳房癌等）早期檢測和和診斷具有重要意義。創(chuàng)新優(yōu)勢體現(xiàn)在首次提出光譜與聲譜融合的光聲圖像分析方法，首次提出光聲圖像與超聲圖像互補(bǔ)信息融合的方法

超高速流式成像分析儀是數(shù)字顯微技術(shù)、微流體力學(xué)和圖像處理技術(shù)的綜合應(yīng)用，用于自動分析顆粒或液體中的懸浮細(xì)胞。當(dāng)樣品流過檢測區(qū)時(shí)，儀器會捕捉樣品的影像，影像中的每個(gè)顆粒將被分析，生成關(guān)于顆粒的數(shù)量、尺寸、透明度、形態(tài)等方面的數(shù)據(jù)。也能用于實(shí)時(shí)分析顆粒的動態(tài)過程。形態(tài)分析軟件還可用于分析特殊形態(tài)的顆粒，或者用于分離一些亞顆粒群體。該成像儀器利用高速重復(fù)頻率的激光脈沖作為主動照明光源，利用時(shí)空頻映射對成像區(qū)域進(jìn)行頻分掃描，該掃描完全利用光源本身的光譜特性實(shí)現(xiàn)，沒有使用機(jī)械或電子的掃描裝置，因此可以大大提升掃描成像的速度。目前實(shí)現(xiàn)了超高速成像儀的幀率可以達(dá)到1 百萬幀/秒至 20 億幀/秒的幀率，可以連續(xù)記錄 10 萬幀以上的影像數(shù)據(jù)，成像分辨率小于1 微米，可以連續(xù)觀察非周期性的無規(guī)律的偶發(fā)事件。在應(yīng)用方面，已經(jīng)進(jìn)行了超高速無標(biāo)記流式細(xì)胞成像實(shí)驗(yàn)，可以實(shí)現(xiàn)對血液細(xì)胞當(dāng)中的早期癌細(xì)胞（CTC）進(jìn)行高精度高通量的篩查，成像通量超過 100 萬細(xì)胞/秒，是目前常用的流式細(xì)胞儀的 1000 倍。另外，在高速氣溶膠（PM2.5、PM10）成像機(jī)制上也進(jìn)行了應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)氣溶膠噴口速度在 10 米/秒的情況下進(jìn)行顆粒成像，目前國際上還沒有類似的儀器出現(xiàn)。因此，超高速激光掃描顯微成像儀擁有傳統(tǒng)檢測儀器不具備的特殊功能，通過高速成像，獲取傳統(tǒng)儀器無法得到的信息，解決多個(gè)交叉領(lǐng)域的關(guān)鍵問題。

高速細(xì)胞檢測一直是生物、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域非常有挑戰(zhàn)性的工作，而流式細(xì)胞檢測以其較大的 檢測通量成為高速細(xì)胞檢測的首選方案。本成果超高速流式成像分析儀靈活運(yùn)用了高速光纖通信、微波光子技術(shù)及光信號處理技術(shù)，結(jié)合高速數(shù)據(jù)處理和生物醫(yī)學(xué)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對傳統(tǒng) 細(xì)胞成像速度的巨大突破。與此同時(shí)，在獲取了海量的細(xì)胞圖像之后，根據(jù)具體應(yīng)用的需求 進(jìn)行快速數(shù)據(jù)壓縮、人工智能圖像分類處理、細(xì)胞特征提取等操作。通過細(xì)胞圖像獲取每一 個(gè)細(xì)胞的核心參數(shù)，從而將復(fù)雜的生物學(xué)現(xiàn)象（細(xì)胞）快速轉(zhuǎn)換為直觀可讀的信息呈現(xiàn)形式， 為細(xì)胞特性的分析以及疾病的診斷提供第一手的，準(zhǔn)確的資料。 創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)基本來自于清華大學(xué)，擁有雄厚的研發(fā)能力，并與北京大學(xué)、武漢大學(xué)、東京 大學(xué)、加州大學(xué)洛杉磯分校、北京天壇醫(yī)院實(shí)驗(yàn)室等知名高校及科研機(jī)構(gòu)建立項(xiàng)目合作。同時(shí)獲得天使輪投資，擁有發(fā)明專利兩項(xiàng)，并獲得第二十二屆全國發(fā)明展覽會—金獎(jiǎng)，第十二屆北京發(fā)明創(chuàng)新大賽—金獎(jiǎng)，受到業(yè)內(nèi)一致好評。 超高速流式成像分析儀是數(shù)字顯微技術(shù)、微流體力學(xué)和圖像處理技術(shù)的綜合應(yīng)用，用于自動分析顆粒或液體中的懸浮細(xì)胞。當(dāng)樣品流過檢測區(qū)時(shí)，儀器會捕捉樣品的影像，影像中的每個(gè)顆粒將被分析，生成關(guān)于顆粒的數(shù)量、尺寸、透明度、形態(tài)等方面的數(shù)據(jù)。也能用于實(shí)時(shí)分析顆粒的動態(tài)過程。形態(tài)分析軟件還可用于分析特殊形態(tài)的顆粒，或者用于分離一些 亞顆粒群體。該成像儀器利用高速重復(fù)頻率的激光脈沖作為主動照明光源，利用時(shí)空頻映射 對成像區(qū)域進(jìn)行頻分掃描，該掃描完全利用光源本身的光譜特性實(shí)現(xiàn)，沒有使用機(jī)械或電子 的掃描裝置，因此可以大大提升掃描成像的速度。目前實(shí)現(xiàn)了超高速成像儀的幀率可以達(dá)到 1 百萬幀/秒至 20 億幀/秒的幀率，可以連續(xù)記錄 10 萬幀以上的影像數(shù)據(jù)，成像分辨率小于1 微米，可以連續(xù)觀察非周期性的無規(guī)律的偶發(fā)事件。

項(xiàng)目成果/簡介:高速細(xì)胞檢測一直是生物、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域非常有挑戰(zhàn)性的工作，而流式細(xì)胞檢測以其較大的 檢測通量成為高速細(xì)胞檢測的首選方案。本成果超高速流式成像分析儀靈活運(yùn)用了高速光纖通信、微波光子技術(shù)及光信號處理技術(shù)，結(jié)合高速數(shù)據(jù)處理和生物醫(yī)學(xué)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對傳統(tǒng) 細(xì)胞成像速度的巨大突破。與此同時(shí)，在獲取了海量的細(xì)胞圖像之后，根據(jù)具體應(yīng)用的需求 進(jìn)行快速數(shù)據(jù)壓縮、人工智能圖像分類處理、細(xì)胞特征提取等操作。通過細(xì)胞

1.痛點(diǎn)問題 三維成像技術(shù)作為成像領(lǐng)域的新星，被廣泛用于工業(yè)檢測、科學(xué)研究、生命醫(yī)學(xué)、消費(fèi)電子等領(lǐng)域。在高精度的三維成像技術(shù)中，主動照明三維成像成為主流。然而，目前大部分主動三維成像在速度上有很大的限制，主要瓶頸在于主動投射的光學(xué)編碼速度和圖像傳感器的成像速度限制，對于超高速的三維目標(biāo)場景成像能力較弱。 2.解決方案 本成果在高速結(jié)構(gòu)光產(chǎn)生和高速圖像探測兩個(gè)方面都突破了現(xiàn)有器件的速度限制。首先，利用全新的時(shí)域編碼技術(shù)，將結(jié)構(gòu)光產(chǎn)生的頻率提升至一千萬Hz以上，比目前使用的微機(jī)械或液晶的方法快三個(gè)數(shù)量級以上。另外，在圖像探測端，采用四個(gè)單像素探測器進(jìn)行多視角壓縮采樣成像，獲得納秒級的圖像響應(yīng)時(shí)間。結(jié)合這兩個(gè)技術(shù)改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了每秒50萬幀的超高速三維成像。 超高速三維成像原理示意圖 3.合作需求 需要工程技術(shù)團(tuán)隊(duì)、生產(chǎn)場地和應(yīng)用場景等合作。

1.痛點(diǎn)問題 現(xiàn)有成像系統(tǒng)與智能系統(tǒng)的融合不夠充分，造成很多工作流程上的冗余和浪費(fèi)。成像、傳感、計(jì)算等模組分別單獨(dú)優(yōu)化，造成數(shù)據(jù)傳輸和存儲帶寬激增、計(jì)算資源消耗巨大、圖像處理延時(shí)過長、功耗難以抑制等問題。 2.解決方案 本成果“元相機(jī)”重新定義成像的獲取方式，把光和電在計(jì)算領(lǐng)域進(jìn)行融合，面向智能視覺任務(wù)進(jìn)行端到端優(yōu)化。這種設(shè)計(jì)體系將在圖像采集過程中光速執(zhí)行算法處理，將感知與計(jì)算二合一，實(shí)現(xiàn)“光電感算一體”，大大簡化后端數(shù)字圖像處理的難度，降低數(shù)據(jù)成本、傳輸成本、計(jì)算成本和功耗成本。可支撐未來低功耗、低數(shù)據(jù)量、低計(jì)算量、高速度、集成化的智能感知設(shè)備的能力提升與應(yīng)用。 3.合作需求 1）人員需求：光學(xué)、電路、光機(jī)電、成像軟件及算法等領(lǐng)域?qū)I(yè)人士及工程師等； 2）資金需求：按商業(yè)規(guī)劃，前兩年有千萬級融資需求； 3）場地及合作需求：提供研發(fā)基地及領(lǐng)域資源對接。

磷化銦基集成高速光開關(guān)芯片

本發(fā)明公開了一種光片顯微成像轉(zhuǎn)換裝置，包括：光片激光光 源、樣品夾持器、以及運(yùn)動器；所述光片激光光源，產(chǎn)生光片激光， 水平照射在被固定于樣品夾持器樣品上；所述運(yùn)動器，與樣品夾持器 連接，用于帶動樣品夾持器在與豎直方向夾角小于 15 度方向上運(yùn)動。 本發(fā)明提供的光片顯微成像轉(zhuǎn)換裝置，是一種小型化、低成本的轉(zhuǎn)換 裝置，能通過加裝在普通的倒置熒光顯微鏡上，使其具備光片顯微成 像的能力，通過少量改裝實(shí)現(xiàn)三維成像上的質(zhì)的突破，