所屬領域：電子信息、生物醫(yī)學
在國家自然科學基金、863計劃的資助下，面向生物醫(yī)學工程的微操作機器人系統(tǒng)，在系統(tǒng)設計與實現(xiàn)、顯微圖像處理與深度辨識、超微量定量注射等方面取得了數(shù)項原創(chuàng)性研究成果，獲天津市技術發(fā)明一等獎和國家技術發(fā)明二等獎。該系統(tǒng)中的相關技術獲得多項專利成果，ZL2005 1 0016296.7：基于顯微圖像處理的微操作工具深度信息提取方法及裝置，ZL2004 1 0018840.7：微量注射自動控制系統(tǒng)，ZL03 1 29924.5：全數(shù)字細分型高精度步進電機控制器，ZL97121702.5：用于生物醫(yī)學工程的微操作機器人。
在國家863計劃重點項目資助下，該微操作機器人系統(tǒng)已經(jīng)進入生命科學領域的示范性應用和產(chǎn)業(yè)化階段，主要應用領域包括顯微注射、顯微切割、病理分析等。
基于微操作機器人的數(shù)字切片掃描系統(tǒng)，是針對生物醫(yī)學切片數(shù)字化這一應用目標所構建的自動化微操作系統(tǒng)。通過掃描拼接的方式，將物理切片掃描生成數(shù)字圖像，可獲得原始切片在各種倍數(shù)物鏡下的所有信息，通過計算機進行顯示和操作，模擬真實顯微鏡下的觀察過程。數(shù)字切片突破了顯微鏡視野范圍限制，使用戶以更全面地觀察切片而不丟失細節(jié)；易于檢索和快速瀏覽；便于存儲和網(wǎng)絡信息交流，特別適合于醫(yī)學的遠程診斷和會診，以及實驗教學；可整合資源、節(jié)省資金，對于一些難以取得的切片，可通過數(shù)字化實現(xiàn)共享，而不用擔心由于切片破碎、褪色造成的問題。
該系統(tǒng)的主要技術特點包括：
1． 微米級運動精度的手自一體的電控顯微鏡載物平臺
2． 高度并行的數(shù)字切片掃描策略，20分鐘內(nèi)完成1厘米×1厘米大小的數(shù)字切片生成。
3． 海量影像數(shù)據(jù)存儲和檢索策略，可實現(xiàn)切片的平滑瀏覽、無級放縮。
4． 便捷、高效、友好的操作模式設計，系統(tǒng)具有很強的易用性。
該系統(tǒng)結構及性能指標：
1. 電動載物平臺規(guī)格參數(shù)
? 行程：86mm x 86mm
? 重復定位精度：±2μm
? 最小步距：10μm；
? 最大運動速度： 2000μm / s
? 最小運動速度： 1.4μm / s
? 平整度：5μm
? 測角精度：±2 arc/s
2. 數(shù)字切片掃描軟件性能及特點
? 采用連通區(qū)域優(yōu)先的融合軌跡規(guī)劃算法，圖像融合效果佳；
? 攝像參數(shù)靈活可控，白平衡、曝光、對焦，可采用軟件托管的自動控制，同時支持手動設置；
? 支持預設攝像參數(shù)，并可按物鏡倍數(shù)進行分組預設，更換物鏡后，可直接調(diào)用相應的預設參數(shù)；
? 精確控制微動平臺運動定位，重復定位精度達到±2μm；
3. 數(shù)字切片瀏覽軟件性能及特點
? 可對超大圖像進行快速加載，并可流暢瀏覽數(shù)字切片。
? 可拖動瀏覽，可使圖像跟隨鼠標移動；
? 實時標記局部圖像的相對位置，實現(xiàn)縮略圖輔助定位；
? 圖像逐級放縮，不損失畫質(zhì)；
? 可對自選的局部標定區(qū)域進行測量，測量精度±0.3μm；
物理切片的數(shù)字化，開啟了針對病理信息數(shù)字化處理的大門。借助于顯微圖象處理技術，可以廣泛地應用在病理分析、遠程醫(yī)療診斷、科研教學等諸多以切片為研究目標的生物醫(yī)學領域。
在我國，隨著數(shù)字化切片在醫(yī)學與生命科學領域的日益普及，顯微切片自動掃描系統(tǒng)的需求量將逐年擴大。目前，該系統(tǒng)樣機已經(jīng)研制成功，正在進入市場營銷階段。國內(nèi)外同類產(chǎn)品，主要面向大型醫(yī)療機構和研究所，一般價格都在40萬元人民幣以上?；谖⒉僮鳈C器人的數(shù)字切片掃描系統(tǒng)，由于具有全部自主知識產(chǎn)權，可以大幅度降低成本，有效打開中低端市場的主導產(chǎn)品。
本項目可極大地降低數(shù)字化切片技術的應用門檻，使此項技術在基層醫(yī)療單位得到更好地推廣應用，促進我國病理切片數(shù)字化管理和共享利用水平的提高，有效提升醫(yī)療診斷的服務水平，可產(chǎn)生良好的經(jīng)濟效益和社會效益。