顯微鏡是大眾較為熟悉的細(xì)胞觀測(cè)工具，其中最常見的觀測(cè)方法是將樣本切片、染色制片再觀察。一方面，切片后無法觀察到完整立體的細(xì)胞形態(tài)，另一方面，時(shí)間、操作者、試劑量等制片變量都可能對(duì)結(jié)果產(chǎn)生誤差積累。

當(dāng)大批量細(xì)胞需要檢測(cè)時(shí)，逐個(gè)制片更是不切實(shí)際。因此，高通量細(xì)胞檢測(cè)技術(shù)便成為大批量細(xì)胞檢測(cè)的首選。

目前市面的流式細(xì)胞檢測(cè)設(shè)備大多是熒光染色細(xì)胞儀，其工作原理是將熒光標(biāo)記后的細(xì)胞從樣本池通過，同時(shí)由熒光探測(cè)器捕獲熒光細(xì)胞信號(hào)，并轉(zhuǎn)換成不同角度和強(qiáng)度的信號(hào)，后經(jīng)計(jì)算機(jī)處理成聚集式信號(hào)。

這類檢測(cè)的精度較高，卻依賴于熒光標(biāo)記，操作繁瑣耗時(shí)長(zhǎng)，所以常見病人長(zhǎng)達(dá)上月的排隊(duì)檢測(cè)和結(jié)果等待時(shí)間。同時(shí)并無直接成像功能，能提供到的只有計(jì)算機(jī)處理后的片狀聚集式的多細(xì)胞信號(hào)點(diǎn)位，無法進(jìn)行單個(gè)細(xì)胞識(shí)別和形態(tài)觀測(cè)。此外，進(jìn)行過熒光標(biāo)記的樣本，也無法再次進(jìn)行其他觀測(cè)檢測(cè)，只能丟棄。

市場(chǎng)對(duì)基于圖像的流式細(xì)胞分析技術(shù)也曾有過探索。目前已經(jīng)被默克收購的美國Amnis公司，曾經(jīng)便推出過CCD細(xì)胞成像設(shè)備，但由于種種原因未能真正在臨床上推廣使用。

陳宏偉教授團(tuán)隊(duì)的細(xì)胞成像技術(shù)是利用光電子技術(shù)克服熒光分析和CCD成像的弊端，實(shí)現(xiàn)高速高通量流式細(xì)胞成像，致力于打造“全世界最快的細(xì)胞照相機(jī)”，結(jié)合自創(chuàng)技術(shù)方法+智能算法，創(chuàng)建了無需制片、無標(biāo)記、大通量、高速、高清全貌的細(xì)胞成像設(shè)備及智能分析系統(tǒng)。

發(fā)現(xiàn)異常是我們檢測(cè)的目的，在不破壞細(xì)胞原有結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上能完整成像是最理想的狀況。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的技術(shù)便是用物理成像創(chuàng)新方法取代了化學(xué)熒光手段，以高速重復(fù)頻率的激光脈沖作為主動(dòng)照明光源，并對(duì)細(xì)胞區(qū)域連續(xù)掃描，最后進(jìn)行單點(diǎn)探測(cè)接收。

激光脈沖間隔極短，每秒可以有幾千萬個(gè)脈沖，當(dāng)細(xì)胞從樣本池流過，細(xì)胞流動(dòng)方向和激光脈沖方向形成垂直交叉，每個(gè)脈沖都可對(duì)細(xì)胞做一次掃描，因此可以快速成像。

細(xì)胞通量是由細(xì)胞流速和濃度決定的，濃度一定，流速越快，細(xì)胞通量越大。如果濃度完全飽和，項(xiàng)目技術(shù)能達(dá)到100萬/秒細(xì)胞通量的速度極限值；在實(shí)際樣本細(xì)胞濃度條件下，速度也可高達(dá)萬細(xì)胞通量每秒，遠(yuǎn)高于CCD圖像設(shè)備。同時(shí)細(xì)胞流速可達(dá)到10米/秒，是目前流式儀器的流速最高值。

流速越快，對(duì)成像的要求越高，能做到10米/秒的流速，一定要有過關(guān)的成像技術(shù)支撐。作為“全世界最快的細(xì)胞照相機(jī)”，它的成像分辨率優(yōu)于1微米，空間分辨率最高可達(dá)800nm，參考對(duì)比顯微鏡分辨率400-500nm左右，所以最終生成圖像的清晰度有質(zhì)量保障。

同時(shí)，因未對(duì)細(xì)胞進(jìn)行染色和切片等操作，相當(dāng)于直接拍攝了細(xì)胞全身照片，所以最終生成的是高清全貌的未壓縮的立體細(xì)胞圖像。

不過，在激光脈沖掃描后，并非我們想象的，直接就生成了細(xì)胞最終圖像，而是先進(jìn)行單點(diǎn)探測(cè)接收，收到的是線狀脈沖信號(hào)，再經(jīng)計(jì)算機(jī)轉(zhuǎn)換成圖像信號(hào)，做圖像的重構(gòu)、處理和分析。

單點(diǎn)探測(cè)接收作為掃描環(huán)節(jié)的最后一環(huán)，避免了直接接收超量細(xì)胞圖片而肯定會(huì)出現(xiàn)的卡頓、宕機(jī)等影響速度的情況，將高速進(jìn)行到底。

圖像重構(gòu)完成后，大量細(xì)胞高清照片生成，就進(jìn)入了智能分析階段。此時(shí)，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)自己開發(fā)的AI算法開始發(fā)揮作用，自動(dòng)進(jìn)行細(xì)胞識(shí)別和歸類入庫，既能有細(xì)胞高清全身畫像可參考，又替代了大量人工基礎(chǔ)操作，節(jié)省成本與時(shí)間。

當(dāng)然即便是人工智能，也不是一開始就智能，它需要大樣本的機(jī)器學(xué)習(xí)?！拔覀兒蜋?quán)威醫(yī)院合作，醫(yī)生給了我們一些樣本，這些樣本通過我們?cè)O(shè)備成像后，將成像結(jié)果給醫(yī)生做標(biāo)注，他們標(biāo)注哪個(gè)是癌細(xì)胞，哪個(gè)是淋巴細(xì)胞等等，我們?cè)賹?biāo)注結(jié)果進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)和AI訓(xùn)練”，陳教授介紹道，“經(jīng)過訓(xùn)練后的智能分析結(jié)果，醫(yī)生已經(jīng)給肯定的反饋了。樣本量肯定越多越好，隨著我們?cè)O(shè)備的推廣，我們計(jì)劃建立開放的數(shù)據(jù)庫，一方面可以給醫(yī)學(xué)界更多樣本數(shù)據(jù)參考，另一方面也有助于我們自己算法的更新迭代?！?/p>

作為一種細(xì)胞成像技術(shù)，醫(yī)療應(yīng)用肯定是最直接的入口，尤其是細(xì)胞病理檢測(cè)以及宮頸癌早篩，可將此為突破口快速占領(lǐng)市場(chǎng)。

 “目前宮頸癌早篩方法如TCT、HPV檢測(cè)等，都需要專業(yè)醫(yī)師人工制片。在我們這項(xiàng)技術(shù)產(chǎn)品上，采用制作單細(xì)胞懸液取代制片，這個(gè)步驟非專業(yè)醫(yī)師也能操作，我的學(xué)生第一次做半小時(shí)便完成了，然后就可以用儀器自動(dòng)化處理，不僅提高效率，節(jié)省人力，同時(shí)在醫(yī)療條件較差的偏遠(yuǎn)地區(qū)，專業(yè)的宮頸癌早篩也能實(shí)現(xiàn)。”陳教授說。

細(xì)胞病理檢測(cè)同樣如此。細(xì)針穿刺、刷片等都需制片，醫(yī)生甚至需要靠眼睛去數(shù)上千個(gè)細(xì)胞才可能有統(tǒng)計(jì)結(jié)果?！坝绕洚?dāng)病人在手術(shù)中麻醉狀態(tài)下做病理檢測(cè)，用我們的儀器，過程中就能拿到分析結(jié)果?！标惤淌诮榻B，“傳統(tǒng)的染色制片是數(shù)細(xì)胞個(gè)數(shù)和看聚集效果，我們可以打散拆分，看每一個(gè)個(gè)體細(xì)胞的樣子，識(shí)別和判斷腫瘤細(xì)胞類型、比例等?！?/p>

除了疾病篩查檢測(cè)，早前團(tuán)隊(duì)與權(quán)威醫(yī)院曾合作進(jìn)行乳腺癌藥物測(cè)試，所以藥物研發(fā)測(cè)試、疑難雜癥病人服藥中的細(xì)胞反應(yīng)測(cè)試等也將是技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景。

此外，項(xiàng)目技術(shù)也為更多與微觀成像打交道的領(lǐng)域提供了創(chuàng)新工具，如發(fā)酵食品、制藥、環(huán)境檢測(cè)、工業(yè)檢測(cè)等。

之前便有國內(nèi)知名醬油廠家想用陳教授的技術(shù)，觀察醬油制造中的菌落分布，與此相似的酒類、制藥類等，凡是涉及到微觀檢測(cè)的領(lǐng)域，皆可嘗試貫通使用。不僅如此，實(shí)現(xiàn)微觀成像的技術(shù)，也可向下兼容進(jìn)行宏觀應(yīng)用，如有手機(jī)屏檢測(cè)、工業(yè)檢測(cè)等。

項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)計(jì)劃打造高中低三種性能機(jī)型，適用于各類平臺(tái)和服務(wù)場(chǎng)景。

三種性能機(jī)型主要區(qū)別還在于細(xì)胞流速及流速影響的通量，但實(shí)際使用選擇，并不能只以速度作為判斷標(biāo)準(zhǔn)。

高端機(jī)各項(xiàng)性能最好，但成本和售價(jià)有些難控制，對(duì)于醫(yī)院等采購方，門檻可能較高。不過，如科研機(jī)構(gòu)或高校，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果高標(biāo)準(zhǔn)要求的平臺(tái)，采購高端機(jī)供以平臺(tái)人員使用倒是不錯(cuò)的選擇。

中低端機(jī)將會(huì)是市場(chǎng)未來主推，相對(duì)采購的資金難度不大，同時(shí)中端機(jī)10000/秒細(xì)胞通量和低端機(jī)1000/秒細(xì)胞通量的速度，在醫(yī)院各科室、體檢中心等不同場(chǎng)景下也足夠使用，在價(jià)格和性能上都遠(yuǎn)優(yōu)于市面上的CCD圖像設(shè)備。

目前項(xiàng)目技術(shù)已走進(jìn)成熟階段，團(tuán)隊(duì)預(yù)計(jì)在今年年底完成合規(guī)樣機(jī)，并已經(jīng)和部分地方民營醫(yī)院、全國連鎖體檢中心等達(dá)成意向合作，同時(shí)還在與北京、上海、浙江等地的公立醫(yī)院、高校、生物公司等溝通實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的應(yīng)用。 

除了設(shè)備推廣，技術(shù)合作也是團(tuán)隊(duì)的業(yè)務(wù)部分，今年已經(jīng)簽訂了1000萬左右的合同?！拔覀兒湍持t(yī)療公司達(dá)成了技術(shù)合作，以聯(lián)合開發(fā)和技術(shù)授權(quán)模式，用我們的成像技術(shù)結(jié)合該公司現(xiàn)有設(shè)備，研發(fā)新產(chǎn)品?！眻F(tuán)隊(duì)CEO陳宏強(qiáng)介紹，“這樣的合作方式，讓我們?cè)诩夹g(shù)上有更多積累，有利于技術(shù)和產(chǎn)品迭代更新?！?/p>

團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目在2018年曾獲得清華大學(xué)天津電子信息研究院500萬種子輪投資，目前尋求天使輪融資2000萬，主要用于設(shè)備研發(fā)、制造及市場(chǎng)推廣等。

“持續(xù)創(chuàng)新是我們一直堅(jiān)持和追求的，精準(zhǔn)分選細(xì)胞、超分辨成像等是我們未來的技術(shù)努力方向，希望能夠?yàn)槿藗儎?chuàng)造更大的應(yīng)用價(jià)值?！?nbsp;團(tuán)隊(duì)CEO陳宏強(qiáng)說道。