ACAIC 2023 | 生物光學(xué)成像技術(shù)創(chuàng)新論壇圓滿閉幕
【化工儀器網(wǎng) 會議新聞】生物光學(xué)成像是指利用光學(xué)的探測手段結(jié)合光學(xué)探測分子對細(xì)胞或者組織甚至生物體進(jìn)行成像，來獲得其中的生物學(xué)信息的方法。 如果把生物光學(xué)成像限定在可見光和近紅外光范圍，依據(jù)探測方式的不同生物光學(xué)成像可分為熒光成像、生物發(fā)光成像、光聲成像、光學(xué)斷層層析成像等，目前的相關(guān)研究呈現(xiàn)百花齊放的狀態(tài)。 
論壇現(xiàn)場
第八屆中國分析儀器學(xué)術(shù)大會(ACAIC 2023)于2023年11月28日在浙江杭州召開，本屆大會主題為“分析儀器創(chuàng)新進(jìn)展、挑戰(zhàn)及對策”，為促進(jìn)行業(yè)的溝通與交流，會議邀請了院士、知名學(xué)者、青年科技工作者和科技管理人員參會并作學(xué)術(shù)報告。11月30日下午，生物光學(xué)成像技術(shù)創(chuàng)新論壇(分論壇九)順利舉行。
現(xiàn)場觀眾
會議現(xiàn)場邀請到了中國科學(xué)院生物物理研究所研究員紀(jì)偉、中國科學(xué)院蘇州生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)研究所研究員史國華、上海市高端科學(xué)儀器技術(shù)創(chuàng)新中心隸創(chuàng)科技主任/教授康懷志、潘安 中國科學(xué)院西安光學(xué)制密機(jī)械研究所副研究員/中心主任潘安、華東師范大學(xué)教授陳建剛、復(fù)旦大學(xué)附屬浦東醫(yī)院科主任/主任醫(yī)師游慶華六位專家學(xué)者為現(xiàn)場觀眾作精彩報告。為現(xiàn)場觀眾帶來超分辨成像、介觀顯微鏡、人工智能生物光學(xué)成像儀、高通量數(shù)字成像、超聲AI、國產(chǎn)醫(yī)療設(shè)備創(chuàng)新等精彩報告。
報告題目：單分子定位超分辨成像技術(shù)進(jìn)展
報告人：紀(jì)偉 中國科學(xué)院生物物理研究所 研究員
報告人：紀(jì)偉 中國科學(xué)院生物物理研究所 研究員
報告伊始，紀(jì)偉研究員首先向介紹了干涉定位的成像原理，并向大家介紹了ROSE顯微鏡提升側(cè)向(XY)分辨率、ROSE-Z顯微鏡提升軸向(Z)分辨率；基于籠式結(jié)構(gòu)的超穩(wěn)冷凍定位顯微鏡介紹了冷凍熒光成像的優(yōu)勢，同時介紹了冷凍電子斷層成像技術(shù)、細(xì)胞納米結(jié)構(gòu)三維成像、結(jié)構(gòu)生物學(xué)應(yīng)用等多項創(chuàng)新技術(shù)。
紀(jì)偉研究員介紹道，基于干涉定位技術(shù)研制ROSE顯微鏡，可實現(xiàn)5納米XY分辨率量；研制ROSE-Z顯微鏡，可實現(xiàn)5納米Z分辨率；ROSE&ROSE-Z顯微鏡可用于細(xì)胞納米結(jié)構(gòu)解析。基于冷凍定位技術(shù)研制冷凍定位顯微鏡，可實現(xiàn)光電融合成像；冷凍顯微鏡可用于引導(dǎo)冷凍電鏡數(shù)據(jù)收集；冷凍顯微鏡可用于引導(dǎo)冷凍電鏡樣品減薄制備。
報告題目：介觀顯微物鏡研究進(jìn)展
報告人：史國華 中國科學(xué)院蘇州生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)研究所 研究員
報告人：史國華 中國科學(xué)院蘇州生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)研究所 研究員
光學(xué)在生物醫(yī)學(xué)上具有多種強(qiáng)大的成像模態(tài)，這些模態(tài)目前都取得了重大進(jìn)展，對疾病的理解和臨床治療具有重大的影響。隨著科研的發(fā)展和生物成像需求，人們對光學(xué)成像的要求逐漸向更深程度發(fā)展，2016年英國的University of Strathclyde提出一種特殊設(shè)計的物鏡，可實現(xiàn)6mm成像視場下，分辨率達(dá)到0.6um，被評為當(dāng)年度全球物理十大突破，介觀顯微物鏡逐漸進(jìn)入人們的視野。
介觀顯微介于宏觀與微觀之間，需要復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計，專用性強(qiáng)，可以理解為低放大倍率，高數(shù)值孔徑的物鏡，可以對宏觀的對象實現(xiàn)微觀分辨率。隨后史國華研究院介紹了這項技術(shù)在以英國、美國、日本等國家為代表的國際領(lǐng)域取得的進(jìn)展，以及相應(yīng)的應(yīng)用領(lǐng)域。目前，醫(yī)工所也在相關(guān)領(lǐng)域取得了一定的進(jìn)展，并產(chǎn)出了相應(yīng)的物鏡，相比同類型產(chǎn)品檢測難度有所降低，更易使用。
介觀顯微鏡目前重要的應(yīng)用領(lǐng)域為智能化數(shù)字病理診斷，能夠解決臨床重大問題，如惡性腫瘤的檢測。隨后史國華研究員介紹了智能數(shù)字式半自動顯微鏡(Leica DM 4000M)、VENTANA 數(shù)字病理切片掃描儀(Roche)等設(shè)備，指出介觀顯微鏡主要服務(wù)于基礎(chǔ)生物技術(shù)研究、數(shù)字醫(yī)療教學(xué)、臨床病理診斷等領(lǐng)域。最后，史國華研究員也表達(dá)了對物鏡發(fā)展的期待，未來將和課題組成員繼續(xù)努力，為醫(yī)療診斷行業(yè)貢獻(xiàn)力量。
報告題目：人工智能生物光學(xué)成像儀器研發(fā)與應(yīng)用
報告人：康懷志 上海市高端科學(xué)儀器技術(shù)創(chuàng)新中心隸創(chuàng)科技主任/教授
報告人：康懷志 上海市高端科學(xué)儀器技術(shù)創(chuàng)新中心隸創(chuàng)科技主任/教授
康懷志主任從圖像顯示、光學(xué)系統(tǒng)、變倍放大、運(yùn)動控制、實時圖像分類、實時圖像拼合融合、自動聚焦算法等幾個部分介紹了智能生物成像儀器及關(guān)鍵技術(shù)。同時指出了高清光學(xué)成像系統(tǒng)對設(shè)備的光源、透鏡、濾光器、探測器等方面的要求。自動變倍放大技術(shù)對透鏡組的數(shù)量和布局、透鏡的屬性、自動調(diào)焦機(jī)構(gòu)等幾個方面做出了相應(yīng)的要求。
目前優(yōu)質(zhì)的生物光學(xué)成像儀器結(jié)構(gòu)具有實時自動掃描、信息網(wǎng)絡(luò)化、智能一體、服務(wù)臨床場景等四個方面的功能特點，在主機(jī)上方面可以做到結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、體積小、操作簡單，進(jìn)而做到獨立模塊化運(yùn)作、可拓展、可調(diào)配、操作簡單。掃描成像及圖像拼接可以通過圖像匹配技術(shù)計算用于匹配參考圖像和待匹配圖像的特征點，基于特征點進(jìn)行特征點匹配，最后通過匹配的特征點進(jìn)行圖像融合。儀器主要應(yīng)用于基礎(chǔ)生物技術(shù)研究、數(shù)字醫(yī)療教學(xué)、臨床病理診斷等方面，是一項重要的診斷工具。
經(jīng)過簡單的茶歇休息，精彩講座繼續(xù)展開。
報告題目：傅里葉疊層顯微成像技術(shù)：從高通量數(shù)字成像到大規(guī)模高內(nèi)涵藥物篩選
報告人：潘安 中國科學(xué)院西安光學(xué)制密機(jī)械研究所 副研究員/中心主任
報告人：潘安 中國科學(xué)院西安光學(xué)制密機(jī)械研究所 副研究員/中心主任
高通量數(shù)字顯微鏡在科學(xué)研究、醫(yī)療健康、藥物篩選領(lǐng)域是剛需儀器，數(shù)字醫(yī)療+人工智能無疑是醫(yī)療行業(yè)的重要發(fā)展趨勢。如何在診療過程實現(xiàn)高質(zhì)量讀片無疑是一項重要的課題。相比于檢驗，影像科室，病理科的人員素質(zhì)要求高，培養(yǎng)周期長，人工讀片效率低。而AI病理分析則為這一困境提供了破局之策，相比于人工讀片，AI病理分析可以節(jié)省70%的時間，成功率平均達(dá)到50-60%，但是目前市場上缺乏病理科高質(zhì)量讀片儀器。
光學(xué)成像的誕生與發(fā)展是時代的必然產(chǎn)物。千百年來，人們對長駐影像的渴望和對影像記錄和信息傳播分享的需求，推動了光學(xué)成像技術(shù)的變革?？梢哉f，其從無到有、從黑白到彩色、從靜態(tài)到動畫，依托的便是光學(xué)成像技術(shù)的變革。傅里葉疊層顯微成像術(shù)證明了并非只有干涉才能記錄相位，分辨率可以突破系統(tǒng)行射限制，一個算法完成相位恢復(fù)、合成孔徑、上采樣。傅里葉疊層顯微成像術(shù)依托光場調(diào)控和非干涉相位恢復(fù)算法，能夠應(yīng)用于病理學(xué)和光學(xué)遙感。
報告題目：超聲AI在臨床多科室的應(yīng)用研究
報告人：陳建剛 華東師范大學(xué) 教授
報告人：陳建剛 華東師范大學(xué) 教授
陳建剛從背景與原理、數(shù)字病理學(xué)、藥物篩選應(yīng)用、下一步計劃等四個方面基于高質(zhì)量病理重構(gòu)結(jié)果的AI分類與識別。針對術(shù)中病理制片時間長，提出基于相位的虛擬染色方法
推動科研最后一公里，研發(fā)高通量顯微鏡，服務(wù)科學(xué)儀器與醫(yī)療市場。
超聲人工智能肺炎輔助診斷技術(shù)可以應(yīng)用于超聲人工智能肺炎輔助診斷技術(shù)、超聲氣胸自動診斷技術(shù)、下腔靜脈自動測驗技術(shù)、B線自動檢測、視神經(jīng)鞘直徑測量、基于流體動力學(xué)模型的無創(chuàng)顱內(nèi)壓監(jiān)測等急救急癥，同時，該技術(shù)還可適用于麻醉、骨科、中醫(yī)、腫瘤、消化、產(chǎn)科等領(lǐng)域，具有豐富的適用場景。
報告題目：從臨床醫(yī)療實踐角度淺述國產(chǎn)醫(yī)療設(shè)備的創(chuàng)新方向及系統(tǒng)性評估
報告人：游慶華 復(fù)且大學(xué)附屬浦東醫(yī)院 科主任/主任醫(yī)師
報告人：游慶華 復(fù)且大學(xué)附屬浦東醫(yī)院 科主任/主任醫(yī)師
隨著人口老齡化和健康意識的提高，預(yù)防和早診早治逐漸成為醫(yī)療領(lǐng)域的主旋律，分級分層治療已是必然，醫(yī)院端診療地位逐漸下降，而醫(yī)院前端和醫(yī)院后端醫(yī)療市場成為醫(yī)療持續(xù)增長的最大引擎，但國產(chǎn)化醫(yī)療設(shè)備卻不能滿足市場需求，處于尷尬的境地。目前的科學(xué)儀器主要用于基礎(chǔ)科學(xué)研究、實驗和分析，極少直接用于臨床診療。
游慶華主任坦言國產(chǎn)醫(yī)療設(shè)備存在設(shè)計工藝差、性能不穩(wěn)定、準(zhǔn)確率不高、缺乏定期疫準(zhǔn)和檢測等問題。接著，他從技術(shù)瓶頸難以克服、資金投入的缺乏、政策支持力度不足等三個方面分析了國產(chǎn)醫(yī)療設(shè)備面臨的困境。同時他指出，國產(chǎn)醫(yī)療設(shè)備儀器廠商在設(shè)計時應(yīng)面對市場需求，對應(yīng)用場景和系統(tǒng)性要素評估，不能“閉門造車”，切實滿足市場需求。他期待未來醫(yī)療檢測的篩查數(shù)據(jù)和結(jié)果能夠及時上傳形成醫(yī)療大數(shù)據(jù)庫，為政府和主管部門制定相關(guān)政策提供有效的科學(xué)支撐。
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