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主要功能和應(yīng)用領(lǐng)域：微波反射結(jié)合準(zhǔn)光學(xué)技術(shù)是測量等離子體密度漲落空間分布在國際上新的發(fā)展方向。微波反射成像診斷是近十年來在微波反射技術(shù)和準(zhǔn)光學(xué)成像技術(shù)基礎(chǔ)之上發(fā)展起來的，主要用于測量等離子體二維或三維磁流體不穩(wěn)定性以及電子密度漲落的新技術(shù)。 微波反射成像系統(tǒng)照片 特色及先進(jìn)性：采用微波反射及準(zhǔn)光成像相結(jié)合的方式，探測聚變等離子體內(nèi)部密度擾動，為診斷等離子體提供新的更有力工具。 技術(shù)指標(biāo)：縱向分辨率3-8cm可調(diào)；接收陣列：2*8。 能為產(chǎn)業(yè)解決的關(guān)鍵問題和實(shí)施后可取得的效果：可以通過多個頻率，將通常的二維密度擾動診斷變?yōu)槿S診斷，為更深入的研究聚變等離子體內(nèi)部機(jī)理提供有力手段。

基于真實(shí)成像模型，圖像序列/視頻數(shù)據(jù)的通用超分辨率重建方法；對弱紋理目標(biāo)的高清重建，對超精細(xì)紋理的精確預(yù)測與重建。

一、 項目簡介生物電磁信號攜帶有生物活體的生理、病理信息，檢測和提取有用生物電磁信號并據(jù)此分析其內(nèi)部電磁過程，對于揭示生命活動本質(zhì)和醫(yī)學(xué)診斷治療都具有重要意義。課題組于1995年開始對生物醫(yī)學(xué)電磁場問題數(shù)值求解方法及應(yīng)用進(jìn)行研究，1997年主持了國家自然科學(xué)基金電工學(xué)科首個生物電磁領(lǐng)域課題“生物醫(yī)學(xué)電磁逆問題求解的數(shù)值方法研究”。二、 項目技術(shù)成熟程度在生物醫(yī)學(xué)電磁問題數(shù)學(xué)建模與求解方法方面，針對腦電（EEG）和電阻抗成像（EIT）的正、逆問題，分別建立了二維與三維數(shù)學(xué)模型、靜態(tài)和動態(tài)求解模型，研究高效快速的求解方法。在功能成像方面，針對肺功能、乳腺癌以及腔內(nèi)心肌瘢痕等檢測問題，研制了128通道多頻電阻抗實(shí)時監(jiān)測與成像系統(tǒng)，對人體胸腔和乳腺的電阻抗特性進(jìn)行檢測與功能成像。三、 技術(shù)指標(biāo)（包括鑒定、知識產(chǎn)權(quán)專利、獲獎等情況）近年來獲河北省自然科學(xué)二、三等獎各1項；完成和承擔(dān)國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項目2項，國家自然科學(xué)基金面上項目2項，省部級項目10余項；出版專著2本，發(fā)表論文百余篇，其中大部分被SCI、EI檢索；申請專利2項。四、 高清成果圖片3-4張 人體胸腔呼吸過程電阻抗信息檢測與功能成像

福州大學(xué)物信學(xué)院黃衍堂教授團(tuán)隊與福建美營自動化科技有限公司進(jìn)行產(chǎn)學(xué)研合作，成功研發(fā)“遠(yuǎn)程熱成像人體體溫檢測報警裝置”。該設(shè)備已經(jīng)在福州高新區(qū)管委會試點(diǎn)投入使用，被應(yīng)用于抗擊新冠病毒疫情的戰(zhàn)疫。

微波反射結(jié)合準(zhǔn)光學(xué)技術(shù)是測量等離子體密度漲落空間分布在國際上新的發(fā)展方向。微波反射成像診斷是近十年來在微波反射技術(shù)和準(zhǔn)光學(xué)成像技術(shù)基礎(chǔ)之上發(fā)展起來的，主要用于測量等離子體二維或三維磁流體不穩(wěn)定性以及電子密度漲落的新技術(shù)。

熒光顯微成像是分子生物學(xué)研究的主要手段，然而由于激發(fā)光的高光子通量和光毒性，成像總次數(shù)受限，因而目前還未能全面揭露細(xì)胞內(nèi)部細(xì)胞器的相互作用及動態(tài)過程。活細(xì)胞的高分辨長時程成像目前仍然是生物學(xué)研究中的巨大挑戰(zhàn)，由于軸向掃描速度的限制，三維熒光成像需要更大的激發(fā)光子通量，而光漂白效應(yīng)則極大限制了三維成像的總時長。同時，由于熒光光譜較寬，成像過程中通道數(shù)目受限，熒光成像一般僅能同時標(biāo)記有限種類的分子。而電鏡等輔助成像手段雖可觀察多種細(xì)胞器，但僅能提供靜態(tài)快照作為輔助。光學(xué)衍射層析顯微成像具有光通量低，光毒性小的特點(diǎn)，可有效解決熒光成像遇到的問題。光學(xué)衍射層析成像系統(tǒng)中，先前的工作缺少熒光成像作為輔助，衍射層析圖像中的多數(shù)結(jié)構(gòu)缺乏標(biāo)定，僅能進(jìn)行形態(tài)學(xué)分析。傳統(tǒng)光學(xué)衍射層析成像中，也僅對脂滴、染色體和線粒體進(jìn)行了結(jié)合寬場熒光成像的鑒別標(biāo)定。 北大研究團(tuán)隊提出一種結(jié)合光學(xué)衍射層析顯微成像和結(jié)構(gòu)光照明超分辨熒光成像的雙模態(tài)顯微成像方法，用超分辨熒光成像輔助光學(xué)衍射層析進(jìn)行共定位成像。在雙模態(tài)成像系統(tǒng)中，光學(xué)衍射層析成像具有優(yōu)異的分辨能力，且無光毒性的限制，因而可以長時間、全面地記錄細(xì)胞內(nèi)各種細(xì)胞器間的三維相互作用動態(tài)；熒光成像模態(tài)可提供分子層面的化學(xué)特異性分辨能力，因此成為鑒別無標(biāo)記成像模態(tài)成像結(jié)果的重要依據(jù)。利用光學(xué)衍射層析-結(jié)構(gòu)光照明熒光雙模態(tài)成像系統(tǒng)，可開展一系列的活細(xì)胞成像研究，并應(yīng)用于病理診斷、藥理分析、耐藥性研究等。

傳統(tǒng)的光學(xué)顯微系統(tǒng)受到阿貝衍射極限原理的限制，無法分辨尺度小于~200nm的事物，為了突破衍射極限，超分辨熒光顯微技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，在生物成像等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。根據(jù)成像采集過程，超分辨方法主要可分為兩類。一種是單分子定位顯微方法（SMLM），通過熒光分子的光開關(guān)特性，孤立每個發(fā)光分子進(jìn)行單獨(dú)定位。此類方法具有不受衍射極限限制的特點(diǎn)，可以得到10-40nm的超高分辨率，但由于分子激活漂白的循環(huán)步驟使得采集速度和成像時間較慢。另一種是如結(jié)構(gòu)光照明等寬場成像的超分辨顯微技術(shù)，可以通過獲得相鄰區(qū)域/熒光分子間一定程度的響應(yīng)差異來實(shí)現(xiàn)分辨率的提升。寬場成像的方法具有較高的時間采集效率，但由于同時激發(fā)視野內(nèi)的全部分子，使得其分辨能力往往在100nm以上。目前還缺乏一種方法在理論上可以有效的兼顧寬場成像的時間采集效率和單分子定位方法的空間分辨率，因此亟需提出一種基于寬場成像對熒光分子高效調(diào)制的技術(shù)方案。 超分辨方法其本質(zhì)都是通過識別單個熒光分子的獨(dú)立的發(fā)射特性獲得該分子的空間定位。如果可以對寬場成像中衍射極限以內(nèi)各個發(fā)光分子熒光發(fā)射差異實(shí)現(xiàn)主動控制，則有可能獲得更好的超分辨顯微結(jié)果。近期，物理學(xué)院介觀物理國家重點(diǎn)實(shí)驗室極端光學(xué)研究團(tuán)隊提出了基于量子相干控制原理主動調(diào)制分子熒光發(fā)射而獲得超分辨熒光顯微的方法（SNAC），在寬場成像下實(shí)現(xiàn)了分辨率的提升。課題組在ZnCdS量子點(diǎn)體系下獲得衍射極限范圍內(nèi)各個量子點(diǎn)的差異化激發(fā)。通過設(shè)計多個整形脈沖，單個ZnCdS量子點(diǎn)的熒光差異性會得到增強(qiáng)。課題組通過周期性改變整形脈沖和傅立葉增強(qiáng)提取熒光響應(yīng)的差異。同時，主動控制的圖像采集方案可以有效的抑制系統(tǒng)中不隨調(diào)制周期變化的泊松隨機(jī)噪聲和CMOS工藝導(dǎo)致的固定噪聲，極大的提升了信噪比。接著，利用獨(dú)立開發(fā)的混合周期（Combination-FFT）和多高斯擬合定位算法獲得最終的超分辨重建結(jié)果。研究模擬了鄰近雙點(diǎn)熒光發(fā)射的超分辨定位，其結(jié)果可以很好的分辨出低至50nm的相鄰熒光分子。對于密集標(biāo)記的線性結(jié)構(gòu)，SNAC的分辨能力同樣有顯著性的提高，獲得了30nm左右的徑向定位精度。在量子點(diǎn)標(biāo)記的COS7細(xì)胞樣品的維管結(jié)構(gòu)區(qū)域清晰的觀測到了維管的平行取向和姿態(tài)排布以及纖維交叉區(qū)域的95.3nm的鄰近雙峰，顯示出了比已有多種寬場超分辨方法更好的重建結(jié)果。這個研究將脈沖整形作為新的控制維度引入熒光超分辨，并將寬場超分辨成像技術(shù)的分辨率提升到了與單分子定位方法接近的50nm的水平。

鄭州輕工業(yè)大學(xué)軟件學(xué)院人工智能和機(jī)器人實(shí)驗室負(fù)責(zé)人黃萬偉博士，用10天時間和團(tuán)隊自主研發(fā)出紅外熱成像測溫樣機(jī)及“紅外熱成像人體測溫篩查預(yù)警系統(tǒng)”，并交付使用。

本發(fā)明公開一種磁納米溫度成像方法，首先，對磁納米粒子樣品所在區(qū)域同時施加恒定直流磁場和交流磁場，采集磁納米粒子的交流磁化強(qiáng)度信號，檢測出各奇次諧波幅值；然后，將恒定直流梯度場替換為含梯度磁場的組合直流磁場，采集磁納米粒子的交流磁化強(qiáng)度信號，檢測出各奇次諧波幅值；計算兩次諧波幅值差值；利用朗之萬函數(shù)的泰勒級數(shù)展開建立奇次諧波差值與溫度的關(guān)系式，求解關(guān)系式獲得在體溫度；最后，改變直流梯度場至下一位置，直到完成整個一

1. 痛點(diǎn)問題 在常規(guī)顯微系統(tǒng)中，寬視場與高分辨率不可兼得。此外，基于單光子照明的成像方式一般均不具有層析能力，極大地限制了其應(yīng)用范圍。 2. 解決方案 圖1 完整寬視場、高分辨率成像示意圖 本發(fā)明公開了一種顯微層析成像方法與裝置。包括：在投影器件上依次加載所需的各照明圖案，利用光學(xué)中繼透鏡組以預(yù)設(shè)的縮放比例中繼到樣本面對相應(yīng)子視場進(jìn)行激發(fā)，子視場中被不同照明圖案激發(fā)的熒光信號依次通過光學(xué)中繼透鏡組，并以預(yù)設(shè)的縮放比例中繼到相機(jī)靶面，實(shí)現(xiàn)高分辨的子視場圖像的獲取；通過二維橫向掃描器件使得光束在樣本面上產(chǎn)生橫向偏移，實(shí)現(xiàn)超大視場的不同子視場的結(jié)構(gòu)光圖像及其均勻光圖像的獲取（圖1）；通過軸向掃描器件使光束在樣本軸向產(chǎn)生偏移，實(shí)現(xiàn)對樣本的軸向掃描；對獲取的圖像依次利用結(jié)構(gòu)光層析算法、圖像拼接算法、三維重建算法，最終得到三維光學(xué)層析圖像。本發(fā)明具有寬視場、高分辨率及三維層析成像的性能。 合作需求 尋求在顯微儀器領(lǐng)域有相關(guān)技術(shù)開發(fā)、市場推廣經(jīng)驗，能推進(jìn)本發(fā)明落地的高技術(shù)光電企業(yè)。