昆山杜克大学与兰丁合作研发下一代便携显微镜

2021-10-20 09:31:26

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昆山杜克大学物理副教授郑昌成博士带领的研究团队与武汉兰丁智能医学股份有限公司（以下简称兰丁）于2020年5月开始合作，对兰丁原创的便携式显微镜光学部分进行了重新优化设计，并成功开发出满足需求的下一代便携式显微镜工程样机——拥有比上一代机器更高的光学分辨率以及更便携的通讯模块，为未来产业化应用及量产提供了可能性。

昆山杜克大学生物物理专业大四学生 Annie Lee，材料物理专业大三学生赵祎楠、大二学生陆柯潮和4名兼职研究助理参与了本次研究。在郑博士的指导下，研究团队进行了工程样机的设计和搭建。经过不断的设计优化和配件选取，最终成功开发了尺寸小于3×3×9.5立方厘米，光学放大倍数为10，视场范围为2.5×3.5平方毫米的便携式显微镜工程样机。

从左至右依次为：陆柯潮、Annie Lee、赵祎楠

双方合作基于兰丁的实际需求——即满足便携性的前提下，获得足够高的光学分辨率，旨在开发一套能与手机等通讯模块配合使用的便携式显微镜系统，以实现观察组织细胞，并自动扫描、拼接、上传图片至云平台，从而通过利用云平台实施基本诊断并反馈结果。

郑博士绘制的结构示意图

项目最终的研究成果得到了兰丁的肯定。兰丁研发部经理曹得华表示：“便携式显微镜机器的扫描成像质量可以满足宫颈细胞浏览阅片的需求，然后通过实验室终端完成细胞图像扫描、数据上传、远程会诊等流程即可实现基层医疗机构临床样本的诊断服务。感谢昆山杜克大学郑教授研究团队，这次合作的研究成果将有助于兰丁进一步引领宫颈癌筛查的‘AI+互联网’时代。”

项目成果未来或有望在昆山进行产业化应用并量产。指导此次项目的郑博士表示：“与兰丁的合作充分发挥了‘产学研用’合作优势，有利于科研成果的转化和产业化。这次研究合作项目的顺利开展为下一步项目成果产业化奠定了坚实基础。”

“此次合作还为昆山杜克学生提供了实地科研的机会，”郑博士补充道。3名本科生从调研光学显微镜的工作原理开始，学习了光学设计软件 Zemax 的基本使用技能，对透镜的材料和参数、CCD 相机（charge coupled device, 即电荷耦合元件：一种半导体器件，能够把光学影像转化为数字信号）的工作特性进行了详细的研究，并提出了初步的设计思路。

参与这次项目的学生赵祎楠分享道：“在这次的研究项目中，郑昌成教授不仅提供了很多支持和指导，还给了我们足够的自由来探索这个领域。我们进行了很多不同的尝试，包括自己动手拆解一些便携式显微镜来探究其内在结构和设计原理等。这个过程加深了我对光学设计相关领域的了解，同时我的动手能力和解决问题的能力也得到了提高，我相信这将对我未来的个人标志性成果项目提供很大帮助。”

兰丁专注于人工智能癌细胞诊断研究、生产、销售、临床筛查服务等领域，并率先在世界范围内将宫颈癌筛查引入“AI+互联网”的新时代。