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成果創(chuàng)新點 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：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：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；

本項目聚焦生物醫(yī)學工程產(chǎn)業(yè)，圍繞分子影像成像核心領(lǐng)域，致力于研發(fā)具有完全獨立知識產(chǎn)權(quán)的光聲醫(yī)學影像產(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。光聲成像的獨特價值在于能夠表現(xiàn)生物組織的化學和功能信息（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)、微流體力學和圖像處理技術(shù)的綜合應用，用于自動分析顆粒或液體中的懸浮細胞。當樣品流過檢測區(qū)時，儀器會捕捉樣品的影像，影像中的每個顆粒將被分析，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)。也能用于實時分析顆粒的動態(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頻率的激光脈沖作為主動照明光源，利用時空頻映射對成像區(qū)域進行頻分掃描，該掃描完全利用光源本身的光譜特性實現(xiàn)，沒有使用機械或電子的掃描裝置，因此可以大大提升掃描成像的速度。目前實現(xiàn)了超高速成像儀的幀率可以達到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。在應用方面，已經(jīng)進行了超高速無標記流式細胞成像實驗，可以實現(xiàn)對血液細胞當中的早期癌細胞（CTC）進行高精度高通量的篩查，成像通量超過 100 萬細胞/秒，是目前常用的流式細胞儀的 1000 倍。另外，在高速氣溶膠（PM2.5、PM10）成像機制上也進行了應用，可以實現(xiàn)氣溶膠噴口速度在 10 米/秒的情況下進行顆粒成像，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，解決多個交叉領(lǐng)域的關(guān)鍵問題。

高速細胞檢測一直是生物、醫(yī)學領(lǐng)域非常有挑戰(zhàn)性的工作，而流式細胞檢測以其較大的 檢測通量成為高速細胞檢測的首選方案。本成果超高速流式成像分析儀靈活運用了高速光纖通信、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)學技術(shù)，實現(xiàn)了對傳統(tǒng) 細胞成像速度的巨大突破。與此同時，在獲取了海量的細胞圖像之后，根據(jù)具體應用的需求 進行快速數(shù)據(jù)壓縮、人工智能圖像分類處理、細胞特征提取等操作。通過細胞圖像獲取每一 個細胞的核心參數(shù)，從而將復雜的生物學現(xiàn)象（細胞）快速轉(zhuǎn)換為直觀可讀的信息呈現(xiàn)形式， 為細胞特性的分析以及疾病的診斷提供第一手的，準確的資料。 創(chuàng)始團隊基本來自于清華大學，擁有雄厚的研發(fā)能力，并與北京大學、武漢大學、東京 大學、加州大學洛杉磯分校、北京天壇醫(yī)院實驗室等知名高校及科研機構(gòu)建立項目合作。同時獲得天使輪投資，擁有發(fā)明專利兩項，并獲得第二十二屆全國發(fā)明展覽會—金獎，第十二屆北京發(fā)明創(chuàng)新大賽—金獎，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)、微流體力學和圖像處理技術(shù)的綜合應用，用于自動分析顆粒或液體中的懸浮細胞。當樣品流過檢測區(qū)時，儀器會捕捉樣品的影像，影像中的每個顆粒將被分析，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)。也能用于實時分析顆粒的動態(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頻率的激光脈沖作為主動照明光源，利用時空頻映射 對成像區(qū)域進行頻分掃描，該掃描完全利用光源本身的光譜特性實現(xiàn)，沒有使用機械或電子 的掃描裝置，因此可以大大提升掃描成像的速度。目前實現(xiàn)了超高速成像儀的幀率可以達到 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。

項目成果/簡介:高速細胞檢測一直是生物、醫(yī)學領(lǐng)域非常有挑戰(zhàn)性的工作，而流式細胞檢測以其較大的 檢測通量成為高速細胞檢測的首選方案。本成果超高速流式成像分析儀靈活運用了高速光纖通信、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)學技術(shù)，實現(xiàn)了對傳統(tǒng) 細胞成像速度的巨大突破。與此同時，在獲取了海量的細胞圖像之后，根據(jù)具體應用的需求 進行快速數(shù)據(jù)壓縮、人工智能圖像分類處理、細胞特征提取等操作。通過細胞

1.痛點問題 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、科學研究、生命醫(yī)學、消費電子等領(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方面都突破了現(xiàn)有器件的速度限制。首先，利用全新的時域編碼技術(shù)，將結(jié)構(gòu)光產(chǎn)生的頻率提升至一千萬Hz以上，比目前使用的微機械或液晶的方法快三個數(shù)量級以上。另外，在圖像探測端，采用四個單像素探測器進行多視角壓縮采樣成像，獲得納秒級的圖像響應時間。結(jié)合這兩個技術(shù)改進，實現(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)團隊、生產(chǎn)場地和應用場景等合作。

1.痛點問題 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。成像、傳感、計算等模組分別單獨優(yōu)化，造成數(shù)據(jù)傳輸和存儲帶寬激增、計算資源消耗巨大、圖像處理延時過長、功耗難以抑制等問題。 2.解決方案 本成果“元相機”重新定義成像的獲取方式，把光和電在計算領(lǐng)域進行融合，面向智能視覺任務進行端到端優(yōu)化。這種設計體系將在圖像采集過程中光速執(zhí)行算法處理，將感知與計算二合一，實現(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、計算成本和功耗成本。可支撐未來低功耗、低數(shù)據(jù)量、低計算量、高速度、集成化的智能感知設備的能力提升與應用。 3.合作需求 1）人員需求：光學、電路、光機電、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，通過少量改裝實現(xiàn)三維成像上的質(zhì)的突破，