顯微鏡是大(dà)衆較爲熟悉的細胞觀測工(gōng)具，其中最常見的觀測方法是将樣本切片、染色制片再觀察。一方面，切片後無法觀察到(dào)完整立體的細胞形态，另一方面，時(shí)間、操作(zuò)者、試劑量等制片變量都可能(néng)對(duì)結果産生誤差積累。

當大(dà)批量細胞需要檢測時(shí)，逐個制片更是不切實際。因此，高(gāo)通量細胞檢測技術便成爲大(dà)批量細胞檢測的首選。

目前市面的流式細胞檢測設備大(dà)多是熒光染色細胞儀，其工(gōng)作(zuò)原理(lǐ)是将熒光标記後的細胞從(cóng)樣本池通過，同時(shí)由熒光探測器捕獲熒光細胞信号，并轉換成不同角度和(hé)強度的信号，後經計(jì)算(suàn)機處理(lǐ)成聚集式信号。

這(zhè)類檢測的精度較高(gāo)，卻依賴于熒光标記，操作(zuò)繁瑣耗時(shí)長，所以常見病人長達上(shàng)月的排隊檢測和(hé)結果等待時(shí)間。同時(shí)并無直接成像功能(néng)，能(néng)提供到(dào)的隻有計(jì)算(suàn)機處理(lǐ)後的片狀聚集式的多細胞信号點位，無法進行單個細胞識别和(hé)形态觀測。此外(wài)，進行過熒光标記的樣本，也(yě)無法再次進行其他(tā)觀測檢測，隻能(néng)丢棄。

市場對(duì)基于圖像的流式細胞分析技術也(yě)曾有過探索。目前已經被默克收購的美(měi)國Amnis公司，曾經便推出過CCD細胞成像設備，但(dàn)由于種種原因未能(néng)真正在臨床上(shàng)推廣使用(yòng)。

陳宏偉教授團隊的細胞成像技術是利用(yòng)光電子技術克服熒光分析和(hé)CCD成像的弊端，實現(xiàn)高(gāo)速高(gāo)通量流式細胞成像，緻力于打造“全世界最快(kuài)的細胞照相機”，結合自(zì)創技術方法+智能(néng)算(suàn)法，創建了(le)無需制片、無标記、大(dà)通量、高(gāo)速、高(gāo)清全貌的細胞成像設備及智能(néng)分析系統。

發現(xiàn)異常是我們檢測的目的，在不破壞細胞原有結構的基礎上(shàng)能(néng)完整成像是最理(lǐ)想的狀況。項目團隊的技術便是用(yòng)物理(lǐ)成像創新方法取代了(le)化學熒光手段，以高(gāo)速重複頻率的激光脈沖作(zuò)爲主動照明(míng)光源，并對(duì)細胞區(qū)域連續掃描，最後進行單點探測接收。

激光脈沖間隔極短，每秒可以有幾千萬個脈沖，當細胞從(cóng)樣本池流過，細胞流動方向和(hé)激光脈沖方向形成垂直交叉，每個脈沖都可對(duì)細胞做一次掃描，因此可以快(kuài)速成像。

細胞通量是由細胞流速和(hé)濃度決定的，濃度一定，流速越快(kuài)，細胞通量越大(dà)。如果濃度完全飽和(hé)，項目技術能(néng)達到(dào)100萬/秒細胞通量的速度極限值；在實際樣本細胞濃度條件下(xià)，速度也(yě)可高(gāo)達萬細胞通量每秒，遠高(gāo)于CCD圖像設備。同時(shí)細胞流速可達到(dào)10米/秒，是目前流式儀器的流速最高(gāo)值。

流速越快(kuài)，對(duì)成像的要求越高(gāo)，能(néng)做到(dào)10米/秒的流速，一定要有過關的成像技術支撐。作(zuò)爲“全世界最快(kuài)的細胞照相機”，它的成像分辨率優于1微米，空(kōng)間分辨率最高(gāo)可達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量保障。

同時(shí)，因未對(duì)細胞進行染色和(hé)切片等操作(zuò)，相當于直接拍(pāi)攝了(le)細胞全身照片，所以最終生成的是高(gāo)清全貌的未壓縮的立體細胞圖像。

不過，在激光脈沖掃描後，并非我們想象的，直接就生成了(le)細胞最終圖像，而是先進行單點探測接收，收到(dào)的是線狀脈沖信号，再經計(jì)算(suàn)機轉換成圖像信号，做圖像的重構、處理(lǐ)和(hé)分析。

單點探測接收作(zuò)爲掃描環節的最後一環，避免了(le)直接接收超量細胞圖片而肯定會(huì)出現(xiàn)的卡頓、宕機等影響速度的情況，将高(gāo)速進行到(dào)底。

圖像重構完成後，大(dà)量細胞高(gāo)清照片生成，就進入了(le)智能(néng)分析階段。此時(shí)，項目團隊自(zì)己開(kāi)發的AI算(suàn)法開(kāi)始發揮作(zuò)用(yòng)，自(zì)動進行細胞識别和(hé)歸類入庫，既能(néng)有細胞高(gāo)清全身畫(huà)像可參考，又替代了(le)大(dà)量人工(gōng)基礎操作(zuò)，節省成本與時(shí)間。

當然即便是人工(gōng)智能(néng)，也(yě)不是一開(kāi)始就智能(néng)，它需要大(dà)樣本的機器學習。“我們和(hé)權威醫(yī)院合作(zuò)，醫(yī)生給了(le)我們一些(xiē)樣本，這(zhè)些(xiē)樣本通過我們設備成像後，将成像結果給醫(yī)生做标注，他(tā)們标注哪個是癌細胞，哪個是淋巴細胞等等，我們再将标注結果進行機器學習和(hé)AI訓練”，陳教授介紹道(dào)，“經過訓練後的智能(néng)分析結果，醫(yī)生已經給肯定的反饋了(le)。樣本量肯定越多越好(hǎo)，随着我們設備的推廣，我們計(jì)劃建立開(kāi)放(fàng)的數據庫，一方面可以給醫(yī)學界更多樣本數據參考，另一方面也(yě)有助于我們自(zì)己算(suàn)法的更新叠代。”

作(zuò)爲一種細胞成像技術，醫(yī)療應用(yòng)肯定是最直接的入口，尤其是細胞病理(lǐ)檢測以及宮頸癌早篩，可将此爲突破口快(kuài)速占領市場。

 “目前宮頸癌早篩方法如TCT、HPV檢測等，都需要專業醫(yī)師人工(gōng)制片。在我們這(zhè)項技術産品上(shàng)，采用(yòng)制作(zuò)單細胞懸液取代制片，這(zhè)個步驟非專業醫(yī)師也(yě)能(néng)操作(zuò)，我的學生第一次做半小(xiǎo)時(shí)便完成了(le)，然後就可以用(yòng)儀器自(zì)動化處理(lǐ)，不僅提高(gāo)效率，節省人力，同時(shí)在醫(yī)療條件較差的偏遠地區(qū)，專業的宮頸癌早篩也(yě)能(néng)實現(xiàn)。”陳教授說。

細胞病理(lǐ)檢測同樣如此。細針穿刺、刷片等都需制片，醫(yī)生甚至需要靠眼睛去數上(shàng)千個細胞才可能(néng)有統計(jì)結果。“尤其當病人在手術中麻醉狀态下(xià)做病理(lǐ)檢測，用(yòng)我們的儀器，過程中就能(néng)拿到(dào)分析結果。”陳教授介紹，“傳統的染色制片是數細胞個數和(hé)看(kàn)聚集效果，我們可以打散拆分，看(kàn)每一個個體細胞的樣子，識别和(hé)判斷腫瘤細胞類型、比例等。”

除了(le)疾病篩查檢測，早前團隊與權威醫(yī)院曾合作(zuò)進行乳腺癌藥物測試，所以藥物研發測試、疑難雜(zá)症病人服藥中的細胞反應測試等也(yě)将是技術應用(yòng)場景。

此外(wài)，項目技術也(yě)爲更多與微觀成像打交道(dào)的領域提供了(le)創新工(gōng)具，如發酵食品、制藥、環境檢測、工(gōng)業檢測等。

之前便有國内知(zhī)名醬油廠(chǎng)家想用(yòng)陳教授的技術，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(dào)微觀檢測的領域，皆可嘗試貫通使用(yòng)。不僅如此，實現(xiàn)微觀成像的技術，也(yě)可向下(xià)兼容進行宏觀應用(yòng)，如有手機屏檢測、工(gōng)業檢測等。

項目團隊計(jì)劃打造高(gāo)中低(dī)三種性能(néng)機型，适用(yòng)于各類平台和(hé)服務場景。

三種性能(néng)機型主要區(qū)别還在于細胞流速及流速影響的通量，但(dàn)實際使用(yòng)選擇，并不能(néng)隻以速度作(zuò)爲判斷标準。

高(gāo)端機各項性能(néng)最好(hǎo)，但(dàn)成本和(hé)售價有些(xiē)難控制，對(duì)于醫(yī)院等采購方，門(mén)檻可能(néng)較高(gāo)。不過，如科研機構或高(gāo)校，對(duì)實驗結果高(gāo)标準要求的平台，采購高(gāo)端機供以平台人員使用(yòng)倒是不錯的選擇。

中低(dī)端機将會(huì)是市場未來(lái)主推，相對(duì)采購的資金(jīn)難度不大(dà)，同時(shí)中端機10000/秒細胞通量和(hé)低(dī)端機1000/秒細胞通量的速度，在醫(yī)院各科室、體檢中心等不同場景下(xià)也(yě)足夠使用(yòng)，在價格和(hé)性能(néng)上(shàng)都遠優于市面上(shàng)的CCD圖像設備。

目前項目技術已走進成熟階段，團隊預計(jì)在今年年底完成合規樣機，并已經和(hé)部分地方民營醫(yī)院、全國連鎖體檢中心等達成意向合作(zuò)，同時(shí)還在與北京、上(shàng)海、浙江等地的公立醫(yī)院、高(gāo)校、生物公司等溝通實驗室設備的應用(yòng)。 

除了(le)設備推廣，技術合作(zuò)也(yě)是團隊的業務部分，今年已經簽訂了(le)1000萬左右的合同。“我們和(hé)某知(zhī)名醫(yī)療公司達成了(le)技術合作(zuò)，以聯合開(kāi)發和(hé)技術授權模式，用(yòng)我們的成像技術結合該公司現(xiàn)有設備，研發新産品。”團隊CEO陳宏強介紹，“這(zhè)樣的合作(zuò)方式，讓我們在技術上(shàng)有更多積累，有利于技術和(hé)産品叠代更新。”

團隊項目在2018年曾獲得清華大(dà)學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(yòng)于設備研發、制造及市場推廣等。

“持續創新是我們一直堅持和(hé)追求的，精準分選細胞、超分辨成像等是我們未來(lái)的技術努力方向，希望能(néng)夠爲人們創造更大(dà)的應用(yòng)價值。” 團隊CEO陳宏強說道(dào)。