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高频复合超声扫描探针显微镜
本项目在国家重大科学仪器专项项目支持下，经过4年产学研用相结合技术攻关，成功研制了能表征样品形貌与内部纳米级结构的新型扫描探针显微镜，并实现了产业化。
研制了高稳定度激光器、高灵敏度光学检测器、高Q值扫描探针等核心关键部件，突破了基于ARM+DSP的自适应随机共振微弱信号检测方法、基于脉冲发送皮层模型多频超声图像融合方法以及基于非下采样剪切波变换的局部方差融合方法等核心关键技术，建立了RBG 彩色图像融合模型，成功研制了能表征样品形貌与内部纳米级结构的新型扫描探针显微镜。同时，通过在航天、医学、生物材料、电子器件等领域的实际使用，进一步改进与完善，提高了仪器的可靠性、有效性和实用性。
图1 成果展示
【技术优势】
在内部超声图像分辨率、最大可检测样品厚度等指标方面达到了国际领先水平。
【技术指标】
与国内外同类仪器比较，总体技术指标到达了国际先进水平，部分指标达到了国际领先水平。经过具有国家仪器检测资质的第三方测试结果，各项技术指标见下表：
【资质荣誉】
2021年湖北省科技进步二等奖。
华中科技大学
2023-07-19
全自动血涂片显微成像仪
深圳国际研究生院何永红课题组研制了全自动血涂片显微成像仪，可以对血细胞显微结构成像、分类、计数进行分析，利用成像仪对血涂片细胞形态显微图像进行全自动化的大量采集，利用神经网络算法对这些高清图像进行半监督学习，进而识别新冠肺炎血细胞的特征，用于辅助诊断。 为了尽快将该项技术应用于新冠肺炎的临床诊断，研发人员与合作者已组织了临床实验，成像仪被应用于新冠肺炎患者血涂片检测并发现了“吞噬细胞变大、淋巴细胞减少、 破裂细胞增多” 异常变化，为新冠肺炎快速诊断提供了重要线索。
清华大学
2021-04-10
一种多功能显微成像装置
本实用新型提供了一种多功能显微成像装置，包括底座，所述底座的前侧面设有第一旋转装置，所述底座上方设有载物台，所述载物台与所述第一旋转装置通过活动连杆相连，所述载物台与所述活动连杆之间设有缓冲装置，所述载物台上方设有物镜，所述物镜上方设有目镜，所述目镜连接有一微调装置，所述载物台一侧设有一握持部件，所述握持部件包括第一弧形部件和第二弧形部件，所述底座一侧面设有第二旋转装置，所述物镜连接有第三旋转装置，本实用新型可以在物镜触碰到载物台时，具有缓冲的功能，以及具有较佳的握持部。
浙江大学
2021-04-13
数字化立体显微成像系统简介
数字化立体显微成像系统以传统的显微光学技术为基础，结合数字立体图像技术，形成具有显微立体影像显示能力的新型立体显微系统。在保留传统的双筒目镜观察功能的基础上，显微立体图像可以用自由立体液晶显示器和大屏幕立体投影系统的方式显示三种方式显示，大大提高了人机交互接口的自由度，扩大了立体显微系统的应用领域。以宽视角自由立体显示方式显示立体图像，从真正意义上使观看者的双眼摆脱了显微目镜的束缚，更符合人体工程学的要求。以大屏幕方式显示显
南京大学
2021-04-14
一种基于超快超声的心内超声心动图成像系统
本发明属于生物医学超声成像技术领域，具体为一种基于超快超声的心脏内超声心动图成像系统。本发明系统包括心电采集模块、超声发射和接收模块、软件模块；导管式探头经血管置入心腔内感兴趣区域，实时监测人体心电信号；软件模块识别心动周期并在心电信号的同步下控制导管式探头在感兴趣时期发射超声波并接收相应的回波，并通过导管移动对心腔内的感兴趣区域进行多角度采集，基于回波成像得到心腔内超声图像，对回波信号进行处理得到多普勒血流图像以及超声定位显微图像，基于组织和血流的超声图像切片数据集重建心腔和血流的三维图像。本发明可以进行高帧率以及超分辨成像，且成像速度快、设备便携、无电离辐射。
复旦大学
2021-01-12
无线微型荧光显微镜成像技术
成果创新点 荧光显微镜是记录动物脑内神经细胞活动的装置，而 微型化到数克可实现动物在运动时可背负装置。该装置是 解析动物脑内神经元活动如何编码行为和外界感知信息等 大脑工作原理。1.装置的无线化，实现大型动物清醒自由 移动状态下的脑活动成像，客服目前有线的产品只能用于 小鼠成像的局限；2.自动的动物手术装置；3.图像数据的 无源传送。 技术成熟度 关键技术研发阶段，有线微型荧
中国科学技术大学
2021-04-14
无线微型荧光显微镜成像技术
荧光显微镜是记录动物脑内神经细胞活动的装置，而微型化到数克可实现动物在运动时可背负装置。该装置是解析动物脑内神经元活动如何编码行为和外界感知信息等大脑工作原理。
1.装置的无线化，实现大型动物清醒自由移动状态下的脑活动成像，客服目前有线的产品只能用于小鼠成像的局限；
2.自动的动物手术装置；
3.图像数据的无源传送。
中国科学技术大学
2023-05-19
基于体视显微镜的显微立体图像成像与分析系统
基于体视显微镜的显微立体图像成像与分析系统利用立体成像原理，采用Motic体视显微镜，外接左右两路视频图像采集相机，实现双路图像实时采集、三维立体实时显示、三维表面成像、三维测量等功能。立体显微镜的设计采用Motic专利技术，具有自主知识产权，系统可应用于材料学表面、医学解剖大体标本、印刷电路板表面的三维成像和测量分析，可测量表面的粗糙度、剖线长度、曲率、表面积等参数。 本系统为国内自主知识产权开发的软、硬件系统，在图像软件方法上集成了课题组多年在显微图像分析上的研究经验可与国内材料学、医学等应用接合，在应用方法上已取得了多项创新。该软件系统与显微镜硬件接合可实现小批量的生产，为材料学、医学、工业等领域的科研和生产检测提供的技术支持。
北京航空航天大学
2021-04-13
新型三维乳腺超声层析成像设备
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）。
北京航空航天大学
2023-03-24
一种双模态显微成像系统和方法
荧光显微成像是分子生物学研究的主要手段，然而由于激发光的高光子通量和光毒性，成像总次数受限，因而目前还未能全面揭露细胞内部细胞器的相互作用及动态过程。活细胞的高分辨长时程成像目前仍然是生物学研究中的巨大挑战，由于轴向扫描速度的限制，三维荧光成像需要更大的激发光子通量，而光漂白效应则极大限制了三维成像的总时长。同时，由于荧光光谱较宽，成像过程中通道数目受限，荧光成像一般仅能同时标记有限种类的分子。而电镜等辅助成像手段虽可观察多种细胞器，但仅能提供静态快照作为辅助。光学衍射层析显微成像具有光通量低，光毒性小的特点，可有效解决荧光成像遇到的问题。光学衍射层析成像系统中，先前的工作缺少荧光成像作为辅助，衍射层析图像中的多数结构缺乏标定，仅能进行形态学分析。传统光学衍射层析成像中，也仅对脂滴、染色体和线粒体进行了结合宽场荧光成像的鉴别标定。 北大研究团队提出一种结合光学衍射层析显微成像和结构光照明超分辨荧光成像的双模态显微成像方法，用超分辨荧光成像辅助光学衍射层析进行共定位成像。在双模态成像系统中，光学衍射层析成像具有优异的分辨能力，且无光毒性的限制，因而可以长时间、全面地记录细胞内各种细胞器间的三维相互作用动态；荧光成像模态可提供分子层面的化学特异性分辨能力，因此成为鉴别无标记成像模态成像结果的重要依据。利用光学衍射层析-结构光照明荧光双模态成像系统，可开展一系列的活细胞成像研究，并应用于病理诊断、药理分析、耐药性研究等。
北京大学
2021-02-01