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生物与新医药技术

便携式高通量细胞分析仪是一种用于细胞分析的仪器，能够以亚厘米级大视野、微米级空间分辨率进行成像，成像速度可达 20fps， 可 实现活细胞的无标记高通量计数与分类。该仪器基于无透镜计算显微成像原理， 系统结构简单，操作便携，成本低；该高通量细胞分析 仪的视野和景深均远高 于传统光学显微镜，成像视野可达 30 平方毫 米，空间分辨率优于 1 微米，能 够达到相当于 20X-40X 显微镜的放 大倍数和空间分辨率，可同时对上万个细 胞进行高分辨率成像，通过 集成相应的 算法还可以实现细胞的三维成像。通过 USB 接口同计算 机连接，便于系统控制、数据传输。该仪器配备图像采集与分 析软件， 可以实现细胞全息图像的采集、高质量图像重建、存储、去噪、细胞 分类与计数等功能。细胞的二分类准确率可达到 96%以上、三分类准 确率可达 到 90%以上。本项目研发的高通量细胞分析仪还可以用于细 胞形态学分析，细 胞生长动态跟踪，细胞迁移、侵袭、增殖等监测； 此外还可以与微流控芯片相 结合，构建流式细胞成像计数仪，实现更高通量的细胞计数。

1）大视野高分辨率：本产品使用大视野的无透镜计算显微成像技术，不需要引入物镜以避免限制显微镜的成像视野或者视场，视野 大小可达 30mm2；同时 本产品空间分辨率优于 1 微米，能够达到 相当 20X-40X 显微镜的放大倍数和 空间分辨率。 2）快速高通量成像：本产品图像的采集速度最高可达 20fps，可自行调节； 仪器成像有约 30mm2 的大视野，可以同时对数万个细 胞同时成像，大幅提高了细胞计数的效率，实现高通量细胞分析。 3）无标记非侵入：传统的细胞分析需要使用荧光标志物作为细 胞标志示踪物质，或者通过造影剂或染色剂来增强细胞与背景环境的对比度。 4）智能化分析：本产品通过对无透镜计算显微成像系统得到的 图像进行灰度化、膨胀腐蚀等操作突出特征目标，对图像进行阈值分 割将细胞从图像背景中提取出，再通过人工智能算法对细胞进行分析， 包括区分每一类细胞并进行准确计数。 5）低成本：与需要昂贵的光学镜头的传统显微成像技术相比， 无透镜计算显微成像技术光路简单，需要的光学元件较少，且不使用 镜头，很大程度地降低了成像系统的经济成本，同时不需要物理调焦。

团队负责人： 陈雪利，西安电子科技大学华山学者“特聘教授”、博士生导师， 生物医学成像学科方向负责人，入选国家“万人计划”青年拔尖人才、 陕西省杰青、陕西省“特支计划”青年拔尖人才等，兼任陕西省生物医 学工程学会理事、中国图学学会医学图像与设备专委会/中国医药生 物技术协会造影技术分会/中国光学学会生物医学光子学专委会委员 等 ， Artificial Intelligence in Medical Imaging 主 编 、 Frontiers in Oncology/Pharmacology 客座副主编。团队成员： 本团队基于降低医疗成本，简化诊断手段的理念，由西安电子科 技大学生命科学技术学院生物医学光子学与分子影像研究室的部分成员于 2020 年组建。

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