成果介绍
采用计算机视觉、自动化及光学技术,研发出数字化显微全景成像系统及其相关产品,应用于生物医学科研及教学、生物检测、农林牧渔显微观察及资料保存等领域。 1、来源与背景显微镜在医学、生物学、农学、林学、畜牧、水产、环境、检验检疫和材料学等学科和领域的实际工作和教育培训中都有着广泛的应用。但单纯依靠显微镜观察又存在着局限性和观察的不准确性以及观察者个人的主观性,资料的保存也存在着不完整和分辨率不够的问题。为此人们产生了需要一种既能长期保存又能观察显微样本全貌并能同时仔细观察其细节的技术即全景切片技术。本项目正是应这样的市场需求并根据技术发展趋势而设立的,并且已经取得了可喜的成果。 2、目的与意义 ①本项目产品是显微镜应用领域的发展趋势,获得的数字化全景切片和相应浏览软件的结合可以完全仿真实体显微镜并具有大得多的优势,因此在相当大的程度上可以取代传统显微镜;因为利用本项目产品制作的全景切片,可以让使用者以比传统显微镜低得多的投入获得对显微样本更充分的认识并能改善使用体验,因此本项目产品有能力分得传统显微镜相当大部分的市场份额。目前,我国是全球传统低端显微镜的生产大国,主要销售应用对象是国内、外的中学和发展中国家的大学。对于以学习专业知识为主的材料学、医学、生物学、农林畜牧鱼等院校的本科生显微实验用机,本产品将改变显微镜的传统使用习惯并为显微分析带来革命性的进步,这正是能充分发挥数字化全景切片作用并取代传统显微镜的理想条件,数字化全景切片必将以其在教学、培训方面的独特优势全面取代低端显微镜在这一领域的应用。 ②在临床医学教研方面,本项目产品主要用在临床病理资料采集、保存、分享及远程病理会诊等;增加医院检查手段、提升病理检查水平,提高远程病理诊断的准确性和效率、大范围的提高临床病理诊断的水平,也为后期事故分析提供证据,协调医患关系; ③在生物检测、农业方面主要用于资料采集、对比、保存和远程分享; ④在科研方面主要用于珍贵实验标本的数字化保存,对于易衰减样本尤其重要,可永久保留衰减前的特征。 ⑤由于本项目产品主要应用于与国计民生密切相关的生物医疗等研究领域,对技术进步和社会发展具有积极的推动作用,在提高使用效率、改善使用体验的同时降低了使用者的成本减少了投入,因此本项目产品市场容量巨大是未来取代传统低端显微镜的必然发展趋势,且将改变显微镜的传统使用习惯并为显微分析带来革命性的进步。 3、创见与创新 1)解决显微数字图像显示倍率不确定的问题,能以准确整倍数显示全景切片,如100倍、400倍、1000倍等,并实现整数长度的标尺显示,如用长度40mm的标尺表示上述倍数下被观测样品的400um、100um、40um等尺度。 2)解决全景切片巨大图像的存储及快速访问与传输的问题,实现全景切片巨大图像的多分辨率金字塔分块压缩存储。 3)解决显微镜光学分辨率丢失的问题,实现在保持显微镜光学分辨率前提下对完整切片的精密扫描、按序分块获取全景切片的所有局部数据,数字图像中可分辨的最小物体的尺寸不大于1um。 4)解决实物切片长久保存的问题,实现全景切片数据永久保存、不褪色变色,保护荧光切片或临床诊断等易衰减样本信息。 5)解决观察效果不稳定的问题,实现全景切片观察的一致性,克服因显微镜不同、照明光源不同及使用者习惯的不同而造成的观察差异。 6)解决广域网上的P2P数据传输,实现切片数据的实时传输及远程共享、交流及会诊,不受地域限制地通过网络获取切片资料。
成果亮点
团队介绍
成果资料