1 成果简介荧光与核素在体小动物成像系统是在国家 863 计划的支持下研制的世界首台小动物在体（活体）分子成像系统。该系统具有同时实现荧光断层成像与正电子发射断层成像(PET)的双模式信息融合分子影像检测功能，可以以 3D 方式显示活动物体内任何位置的特定细胞和分子事件。在该系统中，发展了旋转扫描式动物在体全景成像检测技术和断层扫描三维重建技术，有效解决了伽玛光子信息采集与荧光图像获取相互干扰的难题，同时提高了荧光的检测深度；通过研发的光子漫射理论逆向算法，提高在体检测的空间分辨率和空间定位精度，结合 PET 深层透视的优点，可以 3D 方式显示活动物体内任何位置的特定细胞和分子事件。目前拥有 12 项专利。 该平台采用荧光和核素双模标记的检测方法和技术，研究者可以在一次实验活动中同时获取荧光、 PET 及双模融合的多种数据，并进行分析，从而可以更好更为全面地理解疾病产生的机理，研究药物的作用机制，也可以分析疾病耐药的发生过程，以及药效的持续时间等。研究人员能够使用该系统实时监测活体动物内部器官、组织与细胞、基因蛋白分子等不同层面的动态变化信息，开展在体水平的生命科学与医学科研和应用研究工作。例如，研究肿瘤和癌细胞在体生长、分化、凋亡、转移、扩善，药物在细胞、组织、器官层面的输送、扩散、代谢与定点释放，药物作用下体内肿瘤或癌细胞的生长、凋亡变化，以及与各种疾病相关的分子、细胞、组织的动态变化情况。 （ 1） 肿瘤小鼠荧光图像 （ 2）荧光与 PET 断层图像 上图 荧光与 PET 双模成像 系统特点：荧光与 PET 同时双模成像；动物在体 360゜全景无遮挡扫描成像；支持常规荧光或 PET 成像，也可以采集双模数据；荧光活体成像超越常规的浅表成像，支持 FMT 及小动物深度组织的成像。2 应用说明应用领域：药物研发和筛选；病理机理与病毒研究；新一代分子影像药物研发；药物代谢过程， 基因治疗效果及药效评价。

小动物用脑深部刺激：啮齿类小动物电生理及行为学在体实验是研究神经功能电刺激、学习记忆、动物机器人以及药物依赖等前沿研究的重要手段。适用于小动物的神经刺激器是此类研究的必备器材。本研究成果以低功耗蓝牙片上系统 (Bluetooth Low Energy, BLE；System-on-a-Chip,SoC) 为刺激管理单元，结合优化功能的刺激发生器以及涂覆氮化钛和特氟龙涂层的植入式不锈钢同心圆电极实现具备遥控功能的小动物用神经刺激器，具有体积小、重量轻、数据传输距离远、刺激参数调整灵活的特点，可在小动物自由行走状态而不是传统的麻醉状态完成相关的电生理及行为学在体实验，使得实验数据更加真实可靠，贴近动物正常生理状态，可信度高，有利于推动相关前沿基础研究的进展。

本发明公开了一种小动物冠状动脉快速结扎器，包括固定架、固定于心脏周围的定位外支架、定位指针以及结扎机构，定位外支架、定位指针以及结扎机构分别依次套设在固定架上，定位指针和结扎机构连接并且可沿所述的固定架同步地移动；定位外支架包括用于确定心脏位置的相对位置可调的第一定位臂和第二定位臂，用于连接第一定位臂和第二定位臂的第一柔性件，定位指针的端部位于心脏跳动的最高点位置；结扎机构包括用于结扎的第一结扎手柄和第二结扎手柄，用于连接第一结扎手柄和第二结扎手柄的第二柔性件；第一结扎手柄的上端设置有结扎针，第二结扎手柄的上端设置有针槽；当倒刺型针尖扎过心壁后与对面的针槽配合作用。

浙江大学小动物活体实时成像仪竞争性磋商

浙江大学小动物活体实时成像仪竞争性磋商

三维成像与内雕系统是由三维数据采集器,计算机数据处理器和水晶激光内雕机组成。此系统的特点能实现个性化水晶立体内雕，如：各种人体艺术摄影，婚纱摄影，毕业摄影（学士、硕士、博士照）,生日纪念照，宠物照，多人合影，特定的物件（纪念品，喜爱的物品）等。给人以永存的三维记忆和美好的岁月留念。三维数据采集器俗称三维立体相机，它由调制光和数码照相机组成，把特制光栅编码投影到物体表面，并且由数码相机摄取此编码图像。经计算机数据处理系统，处理出物体的三维信息，计算机将此三维信息输入水晶内雕机进行雕刻。

1.痛点问题 三维成像技术作为成像领域的新星，被广泛用于工业检测、科学研究、生命医学、消费电子等领域。在高精度的三维成像技术中，主动照明三维成像成为主流。然而，目前大部分主动三维成像在速度上有很大的限制，主要瓶颈在于主动投射的光学编码速度和图像传感器的成像速度限制，对于超高速的三维目标场景成像能力较弱。 2.解决方案 本成果在高速结构光产生和高速图像探测两个方面都突破了现有器件的速度限制。首先，利用全新的时域编码技术，将结构光产生的频率提升至一千万Hz以上，比目前使用的微机械或液晶的方法快三个数量级以上。另外，在图像探测端，采用四个单像素探测器进行多视角压缩采样成像，获得纳秒级的图像响应时间。结合这两个技术改进，实现了每秒50万帧的超高速三维成像。 超高速三维成像原理示意图 3.合作需求 需要工程技术团队、生产场地和应用场景等合作。

【痛点问题】 最新全球疾病负担研究显示我国总体卒中终生发病风险为39.9％，位居全球首位，这意味着中国人一生中每５个人约有２个人会罹患卒中。此外，卒中也是我国疾病所致寿命损失的第一位病因。每年新发卒中患者超过200万，其中约70%的患者为缺血性中风，而且发生率增长迅速，远高于全球平均水平。对缺血性脑卒中的预防和治疗已成为关系我国人民健康的世界性难题。 缺血性脑卒中的主要病理基础是动脉粥样硬化。医学影像能够直接、客观地观测到斑块的几何和纹理形态，相较于核磁共振和CT，超声是一种无创、经济、快速和实时的成像技术，被广泛应用于颈动脉斑块的筛查中。目前，国内医院超声机是普遍存在的，而且多数都是二维的超声，且现有研究多数是提取二维超声图像中的颈动脉斑块信息特征，只能部分反映投影直线上的特征，不具有空间信息，从而影响了脑卒中风险评估的准确性；同时，我国基层卒中中心影像设备缺乏，无法进行耗时长、价格贵的CT灌注或MR成像，而且影像诊断从业人员经验有限，缺乏决策能力。因此，通过颈动脉三维超声成像系统、结合人工智能和多模态影像学精准辅助诊断，能够更全面地反映颈动脉斑块的特性，对医生预测脑血管事件风险意义重大。 【成果介绍】 面对我国大健康产业发展要求，我们高标准谋划、高位推动。产品模块主要包括：1）颈动脉三维超声成像设备及基于颈动脉三维超声AI影像卒中早期风险预测；2）急性期内基于临床CT影像的卒中AI影像辅助诊断。 本项目在二维超声机的基础上，开发用于颈动脉成像的三维超声机，实现探头扫描机械设备等核心部件国产化；利用采集的序列图像重建颈动脉的三维模型，为医生诊断提供更丰富的数据。该方案能有效地控制医疗成本，具有普适性，容易推广，可用于颈动脉粥样硬化的普查，有效预防心脑血管事件的发生。同时，随着人工智能技术的飞速发展，将人工智能赋能三维超声成像设备，实现三维超声成像以及影像分析的智能化，将进一步提高三维超声成像设备的核心竞争力，从而推动我国超声产业跨越式发展。 本项目建立基于人工智能和多模态影像学的缺血性卒中的精准辅助诊断系统，辅助基层卒中中心医生进行卒中治疗的精准决策。目前我国对卒中采用的是分级诊疗体系，卒中中心收治卒中病人后，根据平扫或造影CT、临床表现、以及发病时间确定是对其进行溶栓治疗，或是将病人转移至具有血管内取栓能力的省市级三甲医院。在这个过程中卒中中心医生需基于有限的CT影像数据作出快速、准确的决策；而三甲医院医疗资源紧张，无法全天候服务，一个准确的辅助诊断工具将极大缓解三甲医院资源压力，并且大幅提高工作效率。本项目拟面对我国卒中分级诊疗体系中的痛点，基于病人前期颈动脉三维超声和临床指标建立中风风险早期预测模型，并结合人工智能和CT影像分析技术，进行缺血性脑卒中早期预测与辅助诊断。 【技术优势】 产品的核心技术包括： 1） 三维超声成像系统探头扫描机械结构，超声图像三维重建软件，基于深度学习的颈动脉斑块分割算法及软件； 2） 脑卒中AI影像风险预测和诊断系统的相关核心算法，如平扫CT中的ASPECTS自动评分算法、大血管栓塞自动检测算法、卒中梗死核心和半暗带的自动量化算法、基于颈动脉斑块三维超声图像的风险预测模型。 主要优势： 1) 所有软、硬件的核心算法或部件完全自主知识产权； 2) 项目通过研究颈动脉三维超声成像系统产品，可广泛应用于特异性与灵敏度高的颈动脉斑块筛查，而且操作简单便利，价格低廉，适于在社区医院、乡镇医院等医院进行大规模颈动脉斑块特征筛查； 3) 在系统的研究生产中，可实现探头扫描机械设备等核心部件国产化，摆脱对外国器件的依赖性； 4) 建立三维颈动脉斑块超声图像库及诊断规范，为相关类型仪器的研究和生产提供临床图像数据库。 颈动脉三维超声系统的研发与生产将为临床提供国产化颈动脉斑块筛查设备，提高国产医疗器械的核心竞争力，推动我国超声产业跨越式发展，有效缓解“看病难、看病贵”问题，提高我国重大疾病的防治水平。 【技术指标】 1） 三维颈动脉斑块超声图像分辨率<0.5mm,成像速度<1min; 2） 开发一套基于人工智能和多模态影像学的缺血性脑卒中精确辅助诊断系统，能在5-10分钟之内提供决策支持，并能达到有2-3年经验的放射科医生的诊断精度。 【技术成熟度】 原理样机/验证。 【发展规划】 发展方向：5年内仍将保持脑卒中智能影像风险预测与诊断为主要产品方向。5年后，逐步向与超声、CT成像系统等结合，实现软、硬件一体化的智能诊疗设备，在心脑血管等临床应用领域，成为世界上具有垄断优势的大型智能诊断以及成像设备制造商。 发展战略：成为一家技术垄断型、哑铃型（重技术和销售），在影像智能分析领域处于国际领先地位的高科技企业。 项目实施方案：（包括总的方案和年度计划任务）

围绕无人驾驶、智能制造领域，本项目针对传统机器视觉难以同时兼顾大视场、高分辨、实时性的技术瓶颈，从源头打破常规成像规则，鉴于昆虫复眼具有大视场高灵敏的优势，以及人眼视觉具有变分辨率和冗余数据压缩的优势，将两者相结合，提出一种复合仿生三维成像感知方法，通过突破变分辨扫描发射、多通道并行接收、图像重构与成像感知算法等关键技术，形成了具有体系化的前沿技术成果，研发出了诸如收发探测模块，多通道仿生曲面相机系统、在线光电检测系统等实物成果。核心技术受到国家、省部级项目资助5项。

目前医学影像设备行业正处于快速增长时期，尤其是乳腺癌筛查影像设备，预期市场规模数百亿。本项目属于生物医学超声学中的超声层析成像技术领域。 乳腺癌已经是全球发病率最高的癌症，其早期筛查成像至关重要。现有的主要筛查成像方法有：乳腺X线摄影（乳腺钼靶）、乳腺超声和乳腺核磁，但现有方法均存在不足。首先，乳腺钼靶可获得高分辨率的乳腺二维投影图像，但是其图像中可疑组织会与乳腺组织相互重叠，尤其对于乳腺含量较高的致密乳房，很难有效筛查；第二，乳腺超声可以获得乳腺的断层图像序列，从而避免可疑组织与乳腺组织的相互重叠，但是其图像质量欠佳，且严重依赖医生技术；第三，乳腺核磁可提供乳房的三维图像，但其不仅比较笨重，而且价格非常昂贵，不适用于大规模早期筛查。 针对现有乳腺超声技术的局限性，新型乳腺超声层析成像可自动获取高分辨率的三维乳腺图像。该技术采用超大孔径环阵探头，实现360度全向聚焦合成孔径成像，从而获得超高分辨率反射图像；同时，乳腺超声层析成像设备通过自动机械移动环阵探头，实现自动化的乳腺三维成像，降低了对操作医生技术水平的依赖性。此外，该技术还能利用透射波的传播时间及强度，重建定量的声波传播速度分布图像和声波衰减分布图像。 本项目的成果是一款创新型三维乳腺超声层析成像设备，该设备作为新型乳腺癌筛查工具，能够自动获取三维高分辨率乳腺图像。核心技术成像流程如下：首先，受检者需平卧在床上，使乳房通过床上的一个开口自然下垂，浸入开口下方的水箱中，并由环形超声换能器阵列包围乳房，通过多通道收发前端和多路复用器，依次控制各超声换能器发出声波，同时其他换能器接收回波和透过波信号。核心技术借助超大孔径环阵探头显著提升传统超声图像质量，利用透过波声速信息解决相位误差问题，结合机械移动自动获取三维图像，并输出最终筛查结果。该设备的主要客户群体包括各级医院、医疗体检机构和第三方医学影像中心。 目前该项目在持续研发完善中，截至2022年，该技术已经完成了关键核心技术包括环阵超声换能器、128通道多路收发前端、2048通道多路复用器和成像算法（如图）。