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光學相干層析技術(shù)(OCT)是一種基于光學相干特性的在體、實時、高分辨率的三維斷層成像技術(shù)，以其非侵入性及高分辨率等特點，在視網(wǎng)膜疾病的研究及臨床診斷中日趨體現(xiàn)出巨大的潛力。近年來團隊以O(shè)CT成像方式為主，結(jié)合自適應(yīng)光學、光致超聲、自發(fā)熒光等多種成像手段，研究具有國際先進水平的眼底多模態(tài)成像系統(tǒng)。新型的多模態(tài)成像方式可以同時反映視網(wǎng)膜的散射特性及光吸收特性，并同步獲取眼底的結(jié)構(gòu)與功能圖像。該研究可以對由眼底視網(wǎng)膜病變所帶來的眼底組織結(jié)構(gòu)及功能上的變化進行觀測和估計，實現(xiàn)相關(guān)疾病的早期準確診斷。

光學相干層析技術(shù)(OCT)是一種基于光學相干特性的在體、實時、高分辨率 的三維斷層成像技術(shù)，以其非侵入性及高分辨率等特點，在視網(wǎng)膜疾病的研究及臨床診斷中日趨體現(xiàn)出巨大的潛力。近年來團隊以 OCT 成像方式為主，結(jié)合自適 應(yīng)光學、光致超聲、自發(fā)熒光等多種成像手段，研究具有國際先進水平的眼底多 模態(tài)成像系統(tǒng)。新型的多模態(tài)成像方式可以同時反映視網(wǎng)膜的散射特性及光吸收 特性，并同步獲取眼底的結(jié)構(gòu)與功能圖像。該研究可以對由眼底視網(wǎng)膜病變所帶 來的眼底組織結(jié)構(gòu)及功能上的變化進行觀測和估計，實現(xiàn)相關(guān)疾病的早期準確

一、所屬領(lǐng)域 人工智能，精密自動化，生物分析與檢測，環(huán)境微生物檢測，工業(yè)微生物檢測，細胞組織分析檢測。 二、項目介紹 1. 痛點問題 微生物的識別、計數(shù)和定性分析一直是食品、醫(yī)藥和生物行業(yè)的重要一環(huán)。傳統(tǒng)的人工檢測方式勞動強度比較大，且檢測主觀性強，標準難以統(tǒng)一，計數(shù)和檢測結(jié)果不準確；在對環(huán)境的微生物監(jiān)測中，人工方法只能做到抽樣檢測，無法做到持續(xù)性檢測。 近兩年行業(yè)巨頭們（如GE，安捷倫，賽默飛等）開始推出圖像識別技術(shù)的微生物檢測設(shè)備，其結(jié)果來自直觀影像，分辨率高，操作難度低。但是這些設(shè)備目前采用的光學顯微鏡倍數(shù)都在800倍以下，只能進行計數(shù)，如果要完成相關(guān)定性分析，需要在800倍以上的放大倍數(shù)獲得單細胞微生物的清晰圖像（如酵母菌，大腸桿菌）。但800倍放大倍數(shù)對應(yīng)的有效視場只有200微米*200微米，對計數(shù)和活性統(tǒng)計分析又不具備足夠的采樣數(shù)量。目前國內(nèi)外設(shè)備均沒有解決好這個問題，對微生物進行定性分析的準確率低，無法滿足市場需求。 2. 解決方案 本項目針對微生物和細胞活體檢測中缺乏有效參照物的技術(shù)難點，根據(jù)顯微掃描設(shè)備的結(jié)構(gòu)，將全景化視域重構(gòu)技術(shù)和微米級電機結(jié)合，解決了鏡頭大幅平移過程中的自動對焦難題和微生物溶液動態(tài)環(huán)境中的影像拼接難題，在保證1000倍放大的基礎(chǔ)上，獲得的有效視場增加到10毫米*10毫米的范圍；再通過自動化圖像采集和拼接，得到完整的微生物圖像；然后結(jié)合傳統(tǒng)的圖像分割以及深度學習圖像識別的優(yōu)勢，小樣本高精度動態(tài)完成微生物的類型識別，計數(shù)，活性，死亡率，出芽率等定量定性分析。 3. 競爭優(yōu)勢分析 與國內(nèi)外的主流檢測設(shè)備對比，本項目技術(shù)優(yōu)勢主要體現(xiàn)在： 1）獨創(chuàng)的微生物影像全景化視域重構(gòu)技術(shù)，實現(xiàn)0.5微米的分辨率和20*25毫米的超大視角； 2） 解決微生物影像領(lǐng)域小樣本智能識別和智能檢測的難題； 3） 檢測目標、檢測內(nèi)容、檢測流程和邏輯可通過自然語言定制，提高設(shè)備功能通用性； 4）計數(shù)準確率超過人工計數(shù)，準確率超過國內(nèi)細胞計數(shù)儀器一個數(shù)量級； 5）第一臺按照國家微生物計數(shù)檢測標準開發(fā)研制的微生物計數(shù)儀。 本項目的第一代產(chǎn)品樣機與國內(nèi)外同類產(chǎn)品對比，主要性能優(yōu)勢和技術(shù)優(yōu)勢如下： 在食品行業(yè)，本項目獲得了青島啤酒北京密云分廠的啤酒原液和相關(guān)酵母菌種，針對生產(chǎn)用酵母菌采集了大量實拍圖像數(shù)據(jù)，優(yōu)化后的酵母菌計數(shù)和出芽率算法識別率均在95%以上。 4. 發(fā)展規(guī)劃 按照三步走的方式來設(shè)定發(fā)展規(guī)劃： 1）基于全景化視域重構(gòu)技術(shù)，構(gòu)建第一代檢測儀器，首先進入門檻最低的食品微生物檢測市場，對啤酒和發(fā)酵乳企業(yè)提供酵母菌檢測計數(shù)技術(shù)和設(shè)備； 2） 利用已有技術(shù)積累，進入環(huán)境微生物檢測和高校實驗室市場； 3）最后以食品和環(huán)境檢測市場為根據(jù)地，進入門檻最高的生物醫(yī)藥檢測市場，提供微生物檢測和組織檢測的相關(guān)設(shè)備。 5. 知識產(chǎn)權(quán)情況 已申請3項專利。 三、合作需求 1）尋求500-800萬元天使投資； 2）尋找高校研究所，食品工業(yè)和環(huán)境檢測領(lǐng)域的客戶、渠道伙伴； 3）尋找生物醫(yī)藥，醫(yī)學臨床領(lǐng)域的客戶、渠道伙伴和產(chǎn)品測試環(huán)境。 四、團隊介紹 科研團隊： 1）周悅芝 博士 清華大學計算機系研究員，項目負責人，在邊緣計算和深度學習等領(lǐng)域有豐富的開發(fā)經(jīng)驗和杰出的研究成果，在面向醫(yī)學影像的AI圖像分析方面曾發(fā)表多篇論文，申請或獲得多項國家發(fā)明專利。 2）黃權(quán)偉 清華大學計算機系碩士，負責圖像分割及細胞識別等相關(guān)算法研發(fā)。 3）梁志偉 清華大學計算機系碩士，負責深度學習算法加速研究和實現(xiàn)。 五、聯(lián)系方式 E-mail：ott@tsinghua.edu.cn 成果編號：20230055

? 規(guī)格尺寸：600*400mm；材質(zhì)：亞克力板。? 主要展示器件安裝于兩塊亞克力前后板上；前板為5mm厚透明亞克力板，后板5mm厚白色亞克力板；產(chǎn)品文字說明及圖片，采用不低于絲網(wǎng)印刷技術(shù)UV印制的背景圖，彩色圖片須平板打印到背板上，保證不能因受潮褪色；前后板可用6顆50mm的工藝螺釘固定于墻體上；儀器整體具有防塵和安全防護裝置。? ? 原理說明：琴弦振蕩頻率較高，我們?nèi)说难劬床磺迩傧艺駝拥那樾危斵D(zhuǎn)桶旋轉(zhuǎn)時，白色條文的閃動可使人們對琴弦的振蕩情形有所了解。?

通過研究注意力機制、多尺度卷機和數(shù)據(jù)增強方法（隨 機掩蓋、真假數(shù)據(jù)融合等），解決醫(yī)學影像中個體差異大的 病灶或病例難以有效識別的難題，突破微小病灶或細胞等小 目標難以被識別的瓶頸。

南開大學計算機學院程明明教授團隊與北京推想科技有限公司的聯(lián)合團隊，在CT影像智能診斷方面有緊密的合作基礎(chǔ)，并在前期研究中取得豐富的成果。 自新冠肺炎疫情爆發(fā)以來，相關(guān)技術(shù)人員深入湖北疫區(qū)合作醫(yī)院，將智能診斷技術(shù)用于新冠病毒的篩查。武漢同濟醫(yī)院過去幾周實際發(fā)生的475例疑似肺炎CT數(shù)據(jù)當中，人工智能(AI)對于疑似肺炎CT的敏感度為98.32%，對于同時期140例有癥狀但是確認非肺炎患者的CT特異度為82.14%。該系統(tǒng)為一線醫(yī)生篩查提供了重要幫助。  武漢同濟醫(yī)院醫(yī)生正在使用CT影像AI篩查系統(tǒng) 初步實驗和應(yīng)用結(jié)果表明，利用各級醫(yī)院普遍使用的CT影像獲取設(shè)備，以及人工智能在線篩查系統(tǒng)，有望為新冠病毒防控工作提供智能輔助的雙保險，極大提升篩查效率。在與新冠病毒爭分奪秒的戰(zhàn)役中取得先機。該項目目前已完成具有較強實用性的版本，可以為防疫工作提供實質(zhì)性輔助。研究團隊還在積極探索更高的檢測精度和更細致的量化分析技術(shù)。 新冠肺炎AI系統(tǒng)具有三大重要功能：快速篩查及預警提示、數(shù)字化精準輔助診斷與病程監(jiān)控、區(qū)域疫情實時監(jiān)控。該系統(tǒng)已在國內(nèi)包括疫區(qū)在內(nèi)的40家醫(yī)院應(yīng)用部署，數(shù)據(jù)累積8.1萬份，為進一步提升系統(tǒng)性能奠定了基礎(chǔ)。

北京航空航天大學生物與醫(yī)學工程學院生物光學影像實驗室長期開展熒光分子影像研究，在二維和三維熒光分子影像方面積累了豐富的技術(shù)基礎(chǔ)。在自有核心技術(shù)的支撐下，充分調(diào)研市場需求，自主研發(fā)了熒光分子影像儀產(chǎn)品Fluoracle。 熒光分子影像可直接在活體上提供細胞和分子水平上的二維和三維定量和特異性成像，突破了傳統(tǒng)的切片觀察手段的局限，為動植物疾病機理研究、藥物動力學和毒理評估、生物和醫(yī)用材料在體評估、疾病預測等領(lǐng)域提供了革命性的全新研究手段。 主要性能指標：三維定量和分析生物發(fā)光、熒光三維定量（~1mm高空間分辨率）和自動分析三維輪廓拓撲精度500um反射自發(fā)熒光扣除光譜分析算法自動扣除自發(fā)熒光干擾透射掃描均一成像自定義拓撲透射均一成像去除自發(fā)熒光干擾相機傳感器sCMOS量子效率500-700nm>85%； 400-900nm>30%成像像素2064x2056可檢測最小發(fā)光70 photons/s/sr/cm2視野3.9cmx3.9cm ~ 23x23 cm光源氙燈激發(fā)熒光濾光片8~16選配熒光濾光片8~16選配成像密室空間40x50x35cm（寬x深x高）成像系統(tǒng)空間120x60x90cm（寬x深x高）

原理：以蜜蜂為活體生物轉(zhuǎn)化器，利用體內(nèi)酶系進行生物轉(zhuǎn)化，將果汁轉(zhuǎn)化為果蜜創(chuàng)新點：世界上首次提出“以飼代采”生物釀蜜概念，以大宗水果為原料，經(jīng)前處理，飼喂蜜蜂，實現(xiàn)定場養(yǎng)蜂，實現(xiàn)蜂蜜工業(yè)化生產(chǎn)應(yīng)用案例：2023年，在沈陽建立200群的生物釀蜜示范基地，輻射東北地區(qū)成果獲獎：第十五屆“挑戰(zhàn)杯”全國大學生課外科技活動大賽，三等獎成果評價：完全顛覆國內(nèi)外幾千年的蜂蜜生產(chǎn)模式，實現(xiàn)0→1的突破，為蜂蜜生產(chǎn)打開一扇全新的大門，規(guī)避了傳統(tǒng)蜂蜜生產(chǎn)的限制因素以及不利因素，實現(xiàn)蜂蜜生產(chǎn)工業(yè)化、標準化、機械化、智能化，蜂蜜生產(chǎn)效率比傳統(tǒng)提高3-4倍，解決了水果滯銷、儲運損失的問題。

本項目旨在充分挖掘數(shù)字化超聲影像的醫(yī)學內(nèi)涵，運用數(shù)據(jù)處理和超聲 圖像三維重構(gòu)技術(shù)，深度探索胎兒健康相關(guān)指標之間的關(guān)聯(lián)性，采用定量分 析的科學方法在已有標準上進行優(yōu)化，實現(xiàn)基于超聲影像的胎兒健康數(shù)字化篩 查的目標。 醫(yī)學圖像三維重建是通過計算機圖形學、數(shù)字圖像處理技術(shù)、計算機 可視化以及人機交互等技術(shù)，把二維的醫(yī)學圖像序列轉(zhuǎn)換為三維圖像在屏幕 上顯示出來，并根據(jù)需要為用戶提供交互處理手段的理論、方法和技術(shù)。在 進行醫(yī)學圖像三維重建之前，首先需要對醫(yī)學影像設(shè)備輸出的圖像數(shù)據(jù)按照 疾病診斷的需要進行必要的分割。圖像分割是將圖像中互不相交的區(qū)域分離 開來，被分離開來的每一個區(qū)域都必須滿足特定的區(qū)域一致性。進行圖像分 割的目的是為了定量定性分析的需要，提取出圖像中感興趣的區(qū)域，同時它 也是利用圖像進行三維可視化的基礎(chǔ)。通過分割技術(shù)提取出醫(yī)學圖像序列中 的感興趣的組織器官或病變體后，就可以通過三維重建技術(shù)重建出這些被提 取的組織器官或病變體。重建的圖像除外觀逼真、富有立體感外，還具有任 意角度旋轉(zhuǎn)、多種剖面顯示、透視內(nèi)部結(jié)構(gòu)功能，可以將醫(yī)療影像數(shù)據(jù)的真實 感官效果展示給診斷人員。市場及經(jīng)濟效益分析： 如今國內(nèi)外的圖像處理技術(shù)都比較成熟，對于圖像重構(gòu)的技術(shù)也非常的 成熟，但大都是從二維圖像進行重構(gòu)。對于將超聲影像結(jié)合圖像處理，再進 行三維重構(gòu)的技術(shù)在國內(nèi)的是領(lǐng)先的，二維醫(yī)學圖像已經(jīng)不能滿足人們對測 量精準度、可預見性的需求了，此時用超聲圖像進行三維重構(gòu)將面臨巨大的市 場。

納米分子探針是一類能準確回答生物醫(yī)學問題的功能性物質(zhì), 它介于藥物與傳統(tǒng)醫(yī)療器械之間，具有 “看得早、準、全”特征，是可視化探測分子細胞水平異常的利器，對于檢測早期的腫瘤病變、老年退行 性病變（阿茲海默癥）有重要的潛在價值。已有多種模態(tài)的腫瘤分子探針問世, 它們可通過分子成像對腫 瘤多種惡性表型特征進行檢測, 為腫瘤精準治療提供依據(jù)。本項成果利用對生物組織高穿透能力的近紅外 激光照射源，激發(fā)磁光熱三模態(tài)納米探針，使其通過分子影像方式提供早期腫瘤病變形態(tài)及其分子生物學 信息，并在診斷的同時進行光熱-光動力學聯(lián)合協(xié)同治療，實現(xiàn)早期腫瘤的安全及時診治。上述多模態(tài)納 米探針采用特殊的納米組裝技術(shù)制備，在探針的特異性腫瘤靶標掛接、診治效率提升及納米毒性控制三個 關(guān)鍵環(huán)節(jié)都取得了良好的成果，為推動這項探針新技術(shù)的臨床前應(yīng)用打下了堅實的基礎(chǔ)。