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细胞
分析的光纤共聚焦显微光谱与
成像
装置
光纤共聚焦显微光谱与成像装置是将光纤共聚焦光谱分析技术和显微光学成像技术相融合的细胞检测装置,此装置能够同时获得被测细胞的形态结构信息和反映细胞形态和成分特性的光谱信息,得到被测细胞定性、定量、定位的综合分析信息。 光纤共聚焦显微光谱与成像装置包括光源照明系统、光纤共聚焦光谱分析系统、显微成像和定位系统、数据分析系统,照明光源系统给光纤共聚焦光谱分析系统提供光源;光纤共聚焦光谱分析系统传输照明光照射细胞,开接收携带细胞信息的背向散射的光信号,获取光谱信息进入数据分析系统分析;显微成像和定位系统由照明系统照明,获得反映细胞形态和结构的图像信息进入数据分析系统;数据分析系统同时获取被测细胞的显微图像和反映细胞形态和成分特性的光谱信息。 光纤共聚焦显微光谱与成像装置结合光纤共聚焦技术、后向散射光谱分析技术和显微成像技术,提出了适用于同时获取特定细胞的显微图像和光谱信息的细胞检测装置,能够实时的获取细胞的综合信息。这就解决了目前技术不能够在细胞水平上获取特定位置的组织形态信息和光谱信息的技术问题。对于癌症除检测癌变细胞的显微形态信息外,同时获取相应细胞生化成分的光谱,光谱信息中既包括了形态变化对光的散射特性变化,也包括了细胞中成分变化导致的光吸收特性的变化信息,结合这两种检测技术的细胞分析装置,能及时发现细胞的早期癌变,以便对癌症实施全面而及时的诊断。而且,当前显微成像技术和CCD光谱技术都是比较成熟的检测技术,且CCD光谱技术可以进行实时分析,所以,本发明提供的装置利用现有先进技术,大大提高癌变细胞的检测精度,同时可以大大降低检测成本。
上海理工大学
2021-04-11
中国科学技术大学实现活
细胞
的高分辨低功耗快速拉曼
成像
中国科学技术大学工程科学学院ZacharyJ.Smith教授团队和华中师范大学化学学院高婷娟教授团队在拉曼生物成像研究领域取得新进展,提出了一种基于线扫描拉曼成像系统和偶氮增强拉曼探针相结合的快速生物成像方法,实现了对细胞器动态过程的高分辨率、低功耗的影像。
中国科学技术大学
2022-09-02
国科大博士生导师徐富强在星形胶质
细胞
活体
成像
方面取得进展
研究团队在精密测量院研究员徐富强和王杰的带领下,联合磁共振成像与病毒基因改造技术率先提出一种新型基因编码生物磁共振成像技术,逐步实现神经元网络(Neuroimage, 2019; Human Brain Mapping, 2021)和星形胶质细胞(Molecular Psychiatry, 2022)在体水平的无创检测。
中国科学院大学
2022-06-01
集电化学、光谱和质谱方法于一体的单
细胞
成像
仪
世界上首台有机融合电化学、光谱学和质谱技术的优势于一体的“单细胞时空分辨分子动态分析系统” 一、项目分类 重大科学前沿创新 二、成果简介 南京大学化学化工学院陈洪渊院士领衔的科研团队,在国家自然科学基金重大科研仪器专项支持下,联合清华大学、东南大学、中国医学科学院药物研究所的研究人员,攻克了单个细胞内分子反应动力学过程高时空分辨和微弱信号精准测量的技术瓶颈,研制成世界上首台有机融合电化学、光谱学和质谱技术的优势于一体的“单细胞时空分辨分子动态分析系统”。 首次阐明单细胞内溶酶体中生物催化反应机制;创建了胞内不同空域热传导系数的准确测量,阐明胞内热量产生与耗散机制以及胞内“出汗”与机体“出汗”散热的生命整体一致性;研制成的极紫外(VUV)质谱成像,摆脱了MALDI技术对电离介质的依赖,极大地降低了二次离子质谱(SIMS)的电离碎片,从而降低了重构分子结构的难度,显著提升了我国生命与健康领域高端科研仪器的国际竞争力。 本项目迄今已发表研究论文逾百篇。包括PNAS 4篇,NatureComm. 2篇,Science Adv.1篇,JACS 6篇,Angew. Chem. Int. Ed. 6篇,Anal. Chem. 49篇等。申请了国内专利41件,国际专利1件,授权18件。项目组成员获得教育部“长江学者奖励计划”青年学者以及2018年度仪器仪表学会分析仪器分会“朱良漪分析仪器青年创新奖”;所研发的“单细胞活性分析仪”获“2018年度科学仪器行业优秀新产品奖”及“2021年度日内瓦发明金奖”。
南京大学
2022-08-12
颈动脉三维超声
成像
系统
【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)
华中科技大学
2023-07-11
一种内窥镜
成像
系统及
成像
方法
本发明提供了一种内窥镜图像成像系统,包括光源装置、图像 采集装置、图像处理装置和图像显示装置,其中:所述光源装置,用 于产生明暗交替的光照;所述图像采集装置,用于在明暗交替的光照 阶段下采集图像,得到亮图像和暗图像;所述图像处理装置,用于对 所述亮图像和暗图像进行融合处理,得到亮度均衡图像。所述图像显 示装置,用于实时显示最终生成的数字图像。本发明提供的内窥镜成 像系统采集到的图像是亮度均衡的图像,不会在图像中的某个
华中科技大学
2021-04-14
微型
成像
雷达
微型成像雷达是一种高分辨率合成孔径雷达微波成像系统,具有全天候、全天时成像及大面积观测的特点,已成为军用和民用遥感领域的重要对地观测技术,在对地侦察、地形测绘、环境监测、灾害评估等遥感应用领域发挥着越来越重要的作用。 微型成像雷达采用超小体积、超轻重量和低功耗设计,具有使用方便,结构简单、重量轻、成本低、体积小、功耗小等优点,特别适合装载于无人机、直升机、导弹、车辆等低空探测平台,实现全天时全天候高分辨侦察、测绘等各种任务。 ? 技术特点:项目成果在国内处于领先地位,部分成果达到国际先进水平。 波段:X 分辨率:0.5-5m 作用距离:0.5-3km 平台飞行高度:100-500m 测绘带宽度:0.2-1km 体积:250mm × 200mm × 100mm 重量:不大于5kg 功耗:5W 价格:20万元/台(不包括通信链和无人机平台) ? 应用领域: 抗震救灾对地观测 民用地形测绘 森林火灾监测 海洋溢油探测 公安反恐监测
电子科技大学
2021-04-10
微型
成像
雷达
微型成像雷达是一种高分辨率合成孔径雷达微波成像系统,具有全天候、全天时成像及大面积观测的特点,已成为军用和民用遥感领域的重要对地观测技术,在对地侦察、地形测绘、环境监测、灾害评估等遥感应用领域发挥着越来越重要的作用。微型成像雷达采用超小体积、超轻重量和低功耗设计,具有使用方便,结构简单、重量轻、成本低、体积小、功耗小等优点,特别适合装载于无人机、直升机、导弹、车辆等低空探测平台,实现全天时全天候高分辨侦察、测绘等各种任务。
电子科技大学
2021-04-10
基于偏振
成像
的水下考察勘探
成像
观察仪
Ø 成果简介:对于自然光照明的水下场景,不同距离上目标场景的偏振信息不同。当采用线/圆偏振光照明时,目标场景的退偏度一般均大于水体散射光的退偏度,利用该特性来滤除传输路径上的水体后向散射光。本成果研究了自然光在水下传输的偏振变化规律,提出一种利用目标和背景偏振差异进行水下低对比度图像复原的方法,利用偏振成像及其图像处理技术,研制水下考察勘探成像观察仪(照相机或摄像机),实现在日光照明或全色主动照明条件下对海洋、湖泊、水库等的水下观察、勘探和救援等。其观察距离较裸眼远3~5倍,较
北京理工大学
2021-04-14
人类
细胞
图谱
跨越胚胎和成年两个时期、涵盖八大系统、建立70多万个单细胞的转录组数据库、鉴定人体100余种细胞大类和800余种细胞亚类……世界首个人类细胞图谱在浙大绘制成功了。北京时间2020年3月26日,国际顶级期刊《自然》在线刊登了浙江大学医学院郭国骥教授团队的这项最新研究成果。 细胞是生命的基本单位。在过去的数百年时间里,科学家主要利用显微镜和流式分析等技术,依靠若干表型特征对自然界里不同物种的细胞进行分类和鉴定。这些表型特征的选取往往引入了较多的人为主观性。而单细胞测序技术的出现对这一传统的细胞认知体系带来了革命性的变化。 此前,郭国骥团队自主研发了Microwell-seq高通量单细胞分析平台,并于2018年在国际顶级期刊《细胞》上发表了世界首个小鼠细胞图谱。此后,郭国骥团队一直在这个领域精耕细作,并与浙江大学医学院几家附属医院的张丹团队、王伟林团队、陈江华团队、梁廷波团队和黄河团队等保持紧密合作,时隔两年,再出重量级成果。一张单细胞水平的人类细胞图谱 团队对60种人体组织样品和7种细胞培养样品进行了Microwell-seq高通量单细胞测序分析,系统性地绘制了跨越胚胎和成年两个时期、涵盖八大系统的人类细胞图谱。 郭国骥介绍说,Microwell-seq具有成本低廉、双细胞污染率低和细胞普适性广等优势,由此团队建立了70多万个单细胞的转录组数据库,鉴定了人体100余种细胞大类和800余种细胞亚类。同时,团队开发了scHCL单细胞比对系统用于人体细胞类型的识别,并搭建了人类细胞蓝图网站。 “这项工作概括地说就是人体细胞数字化。我们能用数字矩阵描述每一个细胞的特征,并对它们进行系统性的分类。我们定义了许多之前未知的细胞种类,还发现了一些特殊的表达模式。” 通过这张图谱,团队发现,多种成人的上皮、内皮和基质细胞在组织中似乎扮演着免疫细胞的角色。“趋化因子阳性上皮细胞、抗原呈递阳性内皮细胞和白介素阳性成纤维细胞广泛地分布在成体的各种组织器官之中,并在分类上独立于传统的上皮、内皮、基质和免疫细胞。这些非专职的免疫细胞也在兼职干着免疫的活。我们认为成年人非免疫细胞的广泛免疫激活是人体区域免疫的一种重要调节机制。” 此外,通过跨时期、跨组织和跨物种的细胞图谱分析,团队揭示了一个普适性的哺乳动物细胞命运决定机制:干细胞和祖细胞的转录状态混杂且随机,而分化和成熟细胞的转录状态就变得分明且稳定,也就是说,细胞分化经历了一个从混乱到有序的发展过程。 该研究首次从单细胞水平上全面分析了胚胎和成年时期的人体细胞种类,研究数据将成为探索细胞命运决定机制的资源宝库,研究方法将对人体正常与疾病细胞状态的鉴定带来深远影响。在未来,临床医生就可能通过参照正常的细胞状态来鉴别异常的细胞状态和起源。 论文的第一作者包括浙江大学医学院韩晓平副教授(并列通讯)、17级硕士生周子茗、19级博士生费丽江、17级直博生孙慧宇、18级博士生汪仁英、16级直博生陈瑶、博士后陈海德和王晶晶。论文最后通讯作者为浙江大学医学院郭国骥教授。项目获得了国家自然科学基金和科技部干细胞与转化医学重点专项的支持。
浙江大学
2021-04-10
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