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三維成像與內(nèi)雕系統(tǒng)是由三維數(shù)據(jù)采集器,計算機數(shù)據(jù)處理器和水晶激光內(nèi)雕機組成。此系統(tǒng)的特點能實現(xiàn)個性化水晶立體內(nèi)雕，如：各種人體藝術攝影，婚紗攝影，畢業(yè)攝影（學士、碩士、博士照）,生日紀念照，寵物照，多人合影，特定的物件（紀念品，喜愛的物品）等。給人以永存的三維記憶和美好的歲月留念。三維數(shù)據(jù)采集器俗稱三維立體相機，它由調(diào)制光和數(shù)碼照相機組成，把特制光柵編碼投影到物體表面，并且由數(shù)碼相機攝取此編碼圖像。經(jīng)計算機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，處理出物體的三維信息，計算機將此三維信息輸入水晶內(nèi)雕機進行雕刻。

1.痛點問題 三維成像技術作為成像領域的新星，被廣泛用于工業(yè)檢測、科學研究、生命醫(yī)學、消費電子等領域。在高精度的三維成像技術中，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 本成果在高速結構光產(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，將結構光產(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。結合這兩個技術改進，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 需要工程技術團隊、生產(chǎn)場地和應用場景等合作。

【痛點問題】 最新全球疾病負擔研究顯示我國總體卒中終生發(fā)病風險為39.9％，位居全球首位，這意味著中國人一生中每５個人約有２個人會罹患卒中。此外，卒中也是我國疾病所致壽命損失的第一位病因。每年新發(fā)卒中患者超過200萬，其中約70%的患者為缺血性中風，而且發(fā)生率增長迅速，遠高于全球平均水平。對缺血性腦卒中的預防和治療已成為關系我國人民健康的世界性難題。 缺血性腦卒中的主要病理基礎是動脈粥樣硬化。醫(yī)學影像能夠直接、客觀地觀測到斑塊的幾何和紋理形態(tài)，相較于核磁共振和CT，超聲是一種無創(chuàng)、經(jīng)濟、快速和實時的成像技術，被廣泛應用于頸動脈斑塊的篩查中。目前，國內(nèi)醫(yī)院超聲機是普遍存在的，而且多數(shù)都是二維的超聲，且現(xiàn)有研究多數(shù)是提取二維超聲圖像中的頸動脈斑塊信息特征，只能部分反映投影直線上的特征，不具有空間信息，從而影響了腦卒中風險評估的準確性；同時，我國基層卒中中心影像設備缺乏，無法進行耗時長、價格貴的CT灌注或MR成像，而且影像診斷從業(yè)人員經(jīng)驗有限，缺乏決策能力。因此，通過頸動脈三維超聲成像系統(tǒng)、結合人工智能和多模態(tài)影像學精準輔助診斷，能夠更全面地反映頸動脈斑塊的特性，對醫(yī)生預測腦血管事件風險意義重大。 【成果介紹】 面對我國大健康產(chǎn)業(yè)發(fā)展要求，我們高標準謀劃、高位推動。產(chǎn)品模塊主要包括：1）頸動脈三維超聲成像設備及基于頸動脈三維超聲AI影像卒中早期風險預測；2）急性期內(nèi)基于臨床CT影像的卒中AI影像輔助診斷。 本項目在二維超聲機的基礎上，開發(fā)用于頸動脈成像的三維超聲機，實現(xiàn)探頭掃描機械設備等核心部件國產(chǎn)化；利用采集的序列圖像重建頸動脈的三維模型，為醫(yī)生診斷提供更豐富的數(shù)據(jù)。該方案能有效地控制醫(yī)療成本，具有普適性，容易推廣，可用于頸動脈粥樣硬化的普查，有效預防心腦血管事件的發(fā)生。同時，隨著人工智能技術的飛速發(fā)展，將人工智能賦能三維超聲成像設備，實現(xiàn)三維超聲成像以及影像分析的智能化，將進一步提高三維超聲成像設備的核心競爭力，從而推動我國超聲產(chǎn)業(yè)跨越式發(fā)展。 本項目建立基于人工智能和多模態(tài)影像學的缺血性卒中的精準輔助診斷系統(tǒng)，輔助基層卒中中心醫(yī)生進行卒中治療的精準決策。目前我國對卒中采用的是分級診療體系，卒中中心收治卒中病人后，根據(jù)平掃或造影CT、臨床表現(xiàn)、以及發(fā)病時間確定是對其進行溶栓治療，或是將病人轉移至具有血管內(nèi)取栓能力的省市級三甲醫(yī)院。在這個過程中卒中中心醫(yī)生需基于有限的CT影像數(shù)據(jù)作出快速、準確的決策；而三甲醫(yī)院醫(yī)療資源緊張，無法全天候服務，一個準確的輔助診斷工具將極大緩解三甲醫(yī)院資源壓力，并且大幅提高工作效率。本項目擬面對我國卒中分級診療體系中的痛點，基于病人前期頸動脈三維超聲和臨床指標建立中風風險早期預測模型，并結合人工智能和CT影像分析技術，進行缺血性腦卒中早期預測與輔助診斷。 【技術優(yōu)勢】 產(chǎn)品的核心技術包括： 1） 三維超聲成像系統(tǒng)探頭掃描機械結構，超聲圖像三維重建軟件，基于深度學習的頸動脈斑塊分割算法及軟件； 2） 腦卒中AI影像風險預測和診斷系統(tǒng)的相關核心算法，如平掃CT中的ASPECTS自動評分算法、大血管栓塞自動檢測算法、卒中梗死核心和半暗帶的自動量化算法、基于頸動脈斑塊三維超聲圖像的風險預測模型。 主要優(yōu)勢： 1) 所有軟、硬件的核心算法或部件完全自主知識產(chǎn)權； 2) 項目通過研究頸動脈三維超聲成像系統(tǒng)產(chǎn)品，可廣泛應用于特異性與靈敏度高的頸動脈斑塊篩查，而且操作簡單便利，價格低廉，適于在社區(qū)醫(yī)院、鄉(xiāng)鎮(zhèn)醫(yī)院等醫(yī)院進行大規(guī)模頸動脈斑塊特征篩查； 3) 在系統(tǒng)的研究生產(chǎn)中，可實現(xiàn)探頭掃描機械設備等核心部件國產(chǎn)化，擺脫對外國器件的依賴性； 4) 建立三維頸動脈斑塊超聲圖像庫及診斷規(guī)范，為相關類型儀器的研究和生產(chǎn)提供臨床圖像數(shù)據(jù)庫。 頸動脈三維超聲系統(tǒng)的研發(fā)與生產(chǎn)將為臨床提供國產(chǎn)化頸動脈斑塊篩查設備，提高國產(chǎn)醫(yī)療器械的核心競爭力，推動我國超聲產(chǎn)業(yè)跨越式發(fā)展，有效緩解“看病難、看病貴”問題，提高我國重大疾病的防治水平。 【技術指標】 1） 三維頸動脈斑塊超聲圖像分辨率<0.5mm,成像速度<1min; 2） 開發(fā)一套基于人工智能和多模態(tài)影像學的缺血性腦卒中精確輔助診斷系統(tǒng)，能在5-10分鐘之內(nèi)提供決策支持，并能達到有2-3年經(jīng)驗的放射科醫(yī)生的診斷精度。 【技術成熟度】 原理樣機/驗證。 【發(fā)展規(guī)劃】 發(fā)展方向：5年內(nèi)仍將保持腦卒中智能影像風險預測與診斷為主要產(chǎn)品方向。5年后，逐步向與超聲、CT成像系統(tǒng)等結合，實現(xiàn)軟、硬件一體化的智能診療設備，在心腦血管等臨床應用領域，成為世界上具有壟斷優(yōu)勢的大型智能診斷以及成像設備制造商。 發(fā)展戰(zhàn)略：成為一家技術壟斷型、啞鈴型（重技術和銷售），在影像智能分析領域處于國際領先地位的高科技企業(yè)。 項目實施方案：（包括總的方案和年度計劃任務）

圍繞無人駕駛、智能制造領域，本項目針對傳統(tǒng)機器視覺難以同時兼顧大視場、高分辨、實時性的技術瓶頸，從源頭打破常規(guī)成像規(guī)則，鑒于昆蟲復眼具有大視場高靈敏的優(yōu)勢，以及人眼視覺具有變分辨率和冗余數(shù)據(jù)壓縮的優(yōu)勢，將兩者相結合，提出一種復合仿生三維成像感知方法，通過突破變分辨掃描發(fā)射、多通道并行接收、圖像重構與成像感知算法等關鍵技術，形成了具有體系化的前沿技術成果，研發(fā)出了諸如收發(fā)探測模塊，多通道仿生曲面相機系統(tǒng)、在線光電檢測系統(tǒng)等實物成果。核心技術受到國家、省部級項目資助5項。

目前醫(yī)學影像設備行業(yè)正處于快速增長時期，尤其是乳腺癌篩查影像設備，預期市場規(guī)模數(shù)百億。本項目屬于生物醫(yī)學超聲學中的超聲層析成像技術領域。 乳腺癌已經(jīng)是全球發(fā)病率最高的癌癥，其早期篩查成像至關重要。現(xiàn)有的主要篩查成像方法有：乳腺X線攝影（乳腺鉬靶）、乳腺超聲和乳腺核磁，但現(xiàn)有方法均存在不足。首先，乳腺鉬靶可獲得高分辨率的乳腺二維投影圖像，但是其圖像中可疑組織會與乳腺組織相互重疊，尤其對于乳腺含量較高的致密乳房，很難有效篩查；第二，乳腺超聲可以獲得乳腺的斷層圖像序列，從而避免可疑組織與乳腺組織的相互重疊，但是其圖像質量欠佳，且嚴重依賴醫(yī)生技術；第三，乳腺核磁可提供乳房的三維圖像，但其不僅比較笨重，而且價格非常昂貴，不適用于大規(guī)模早期篩查。 針對現(xiàn)有乳腺超聲技術的局限性，新型乳腺超聲層析成像可自動獲取高分辨率的三維乳腺圖像。該技術采用超大孔徑環(huán)陣探頭，實現(xiàn)360度全向聚焦合成孔徑成像，從而獲得超高分辨率反射圖像；同時，乳腺超聲層析成像設備通過自動機械移動環(huán)陣探頭，實現(xiàn)自動化的乳腺三維成像，降低了對操作醫(yī)生技術水平的依賴性。此外，該技術還能利用透射波的傳播時間及強度，重建定量的聲波傳播速度分布圖像和聲波衰減分布圖像。 本項目的成果是一款創(chuàng)新型三維乳腺超聲層析成像設備，該設備作為新型乳腺癌篩查工具，能夠自動獲取三維高分辨率乳腺圖像。核心技術成像流程如下：首先，受檢者需平臥在床上，使乳房通過床上的一個開口自然下垂，浸入開口下方的水箱中，并由環(huán)形超聲換能器陣列包圍乳房，通過多通道收發(fā)前端和多路復用器，依次控制各超聲換能器發(fā)出聲波，同時其他換能器接收回波和透過波信號。核心技術借助超大孔徑環(huán)陣探頭顯著提升傳統(tǒng)超聲圖像質量，利用透過波聲速信息解決相位誤差問題，結合機械移動自動獲取三維圖像，并輸出最終篩查結果。該設備的主要客戶群體包括各級醫(yī)院、醫(yī)療體檢機構和第三方醫(yī)學影像中心。 目前該項目在持續(xù)研發(fā)完善中，截至2022年，該技術已經(jīng)完成了關鍵核心技術包括環(huán)陣超聲換能器、128通道多路收發(fā)前端、2048通道多路復用器和成像算法（如圖）。

本發(fā)明公開了一種三色熒光顯微成像系統(tǒng)，其包括三色激光合 束模塊、第一二向色鏡、物鏡以及三色熒光成像模塊；所述三色激光 合束模塊用于將三種單色光合并成一束三色激光，投射在第一二向色 鏡上；第一二向色鏡反射激光同時透射熒光，其用于反射三色激光， 投射在物鏡上；所述物鏡用于透過三色激光并收集激發(fā)的混合熒光， 并將收集到的混合熒光投射在第一二向色鏡上，第一二向色鏡用于透 射混合熒光，投射在三色熒光成像模塊上；所述三色熒光成像

三維顱頜面部成像儀及診斷分析系統(tǒng)，解決傳統(tǒng)口腔臨床面臨的基于二維圖像顱面測量丟失深度信息的問題。 系統(tǒng)基于立體視覺原理，開發(fā)高效、準確（精度<=0.1毫米）的三維面部成像儀，獲取真實的面部軟組織立體表面數(shù)據(jù)，結合高精度CBCT（Cone Beam Computed Tomography，錐體束計算機斷層）圖像，融合包含顱頜面部和口腔等軟硬組織模型，重建出真實感三維顱頜面部數(shù)字模型。 同時，系統(tǒng)完成基于三維成像設備的臨床三維顱頜面部測量診斷分析系統(tǒng)，提高顱頜面畸形、性別分析、顱面生長等臨床診斷水平。 本研究結果為正畸科、正頜外科臨床定量化手術設計、術后療效評價提供新的技術方法，為正畸和正頜外科教學培訓、多學科會診及遠程會診提供新的工具，并為進一步的口腔虛擬手術及整形美容業(yè)的手術計劃研究提供測量和規(guī)劃工具。 三維顱頜面部成像儀及診斷分析系統(tǒng)，是牙頜數(shù)字化診療修復的基礎系統(tǒng)。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國口腔醫(yī)療機構總數(shù)超過 12 萬，其中民營超過 4 萬家。按照以上數(shù)字計算，我國口腔醫(yī)療數(shù)字化僅三維顱頜面部成像儀及診斷分析系統(tǒng)或同類產(chǎn)品就存在巨大的市場空間，若以目前市場產(chǎn)品價格估計，市場需求至少在 2000 億以上。三維顱頜面部成像儀及診斷分析系統(tǒng)的應用和推廣是推動口腔正畸修復的重要保障，具有巨大的市場空間，但鑒于國內(nèi)在這方面的研究還不成熟，依然沒有國產(chǎn)的能夠投入臨床的成熟產(chǎn)品，所以該系統(tǒng)的推廣具有重要的經(jīng)濟意義和現(xiàn)實意義。

三維顱頜面部成像儀及診斷分析系統(tǒng)，解決傳統(tǒng)口腔臨床面臨的基于二維圖像顱面測量丟失深度信息的問題。 系統(tǒng)基于立體視覺原理，開發(fā)高效、準確（精度

成果簡介： 三維顱頜面部成像儀及診斷分析系統(tǒng)，解決傳統(tǒng)口腔臨床面臨的基于二維圖像顱面測量丟失深度信息的問題。 系統(tǒng)基于立體視覺原理，開發(fā)高效、準確（精度<=0.1毫米）的三維面部成像儀，獲取真實的面部軟組織立體表面數(shù)據(jù)，結合高精度CBCT（Cone Beam Computed Tomography，錐體束計算機斷層）圖像，融合包含顱頜面部和口腔等軟硬組織模型，重建出真實感三維顱頜面部數(shù)字模型。 同時，系統(tǒng)完成基于三維成像設備的臨床三維顱頜面部測量診斷分析系統(tǒng)，提高顱頜面畸形、性別分析、顱面生長等臨床診斷水平。 本研究結果為正畸科、正頜外科臨床定量化手術設計、術后療效評價提供新的技術方法，為正畸和正頜外科教學培訓、多學科會診及遠程會診提供新的工具，并為進一步的口腔虛擬手術及整形美容業(yè)的手術計劃研究提供測量和規(guī)劃工具。 三維顱頜面部成像儀及診斷分析系統(tǒng)，是牙頜數(shù)字化診療修復的基礎系統(tǒng)。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國口腔醫(yī)療機構總數(shù)超過 12 萬，其中民營超過 4 萬家。按照以上數(shù)字計算，我國口腔醫(yī)療數(shù)字化僅三維顱頜面部成像儀及診斷分析系統(tǒng)或同類產(chǎn)品就存在巨大的市場空間，若以目前市場產(chǎn)品價格估計，市場需求至少在 2000 億以上。三維顱頜面部成像儀及診斷分析系統(tǒng)的應用和推廣是推動口腔正畸修復的重要保障，具有巨大的市場空間，但鑒于國內(nèi)在這方面的研究還不成熟，依然沒有國產(chǎn)的能夠投入臨床的成熟產(chǎn)品，所以該系統(tǒng)的推廣具有重要的經(jīng)濟意義和現(xiàn)實意義。

一種三維像素超分辨顯微成像方法，其特征在于，沿與圖像采 集裝置傳感器平面水平方向 x、豎直方向 y 和顯微鏡的 z 軸方向各均成 非直角空間偏轉角的空間矢量掃描樣品，以能夠使每兩張相鄰的圖像 切片之間沿著 x,y,z 方向均有亞像素位移的步長進行掃描，通過圖像采 集裝置采集得到原始三維圖像序列 A，將原始圖像序列 A 根據(jù)無損采 樣原則分割成多組三維圖像序列 Bi，對 Bi 進行超分辨處理，生成三維 高分辨圖像 E，