近日，由季华实验室特聘研究员、佛山科学技术学院第三层次特聘教授伍雁雄带领的中医人体寒热和态健康设备项目组成功完成了用于人体孙络微循环显微检测仪的大视场高分辨率显微物镜及光学显微成像仪器的研制，在实际应用环境下获得了人体孙络微循环特征的清晰实时成像及特征提取，标志着其在广东省重点领域研发计划“中医健康状态辩识与干预装备研究”项目取得里程碑进展。

△测试场景

△高分辨率大视野微循环毛细血管显微图像

现有检测仪技术不高 “孙络”临床应用受限

“孙络”是中医智慧的结晶，最早出现在《黄帝内经》等医学古籍中，是指人体经络系统中最细小、最末端的分支，也是人体运行气血的最小功能单位。近年来，有关孙络的研究在医学界特别是临床应用上发展较快。相关研究已证明，“人体孙络微循环”与冠状动脉微栓塞等心系疾病及其它脉络病变直接相关，检测与辨识人体孙络微循环状态可较早发现并诊断人体疾病。但CT、磁共振、X光及B超等常规检测手段均无法实现人体孙络微循环辨识，需要采用专用的人体孙络微循环检测仪。而当前国内外的人体孙络微循环检测仪存在着视野不大、分辨率不足以及影像对比度不高等问题，难以在实际应用中发挥应有的检测效果。

针对上述问题，季华实验室中医人体寒热和态健康设备项目组在广东省重点领域研发计划“中医诊疗康复关键技术装备研究”的支持下，开展“中医健康状态辩识与干预装备研究”项目研究，旨在研究新型大视场高分辨率显微成像技术，解决大视场与高分辨率成像的技术难题；重点开展人体孙络微循环显微检测仪的关键技术攻关及样机研制，实现对人体甲襞等典型位置的宽场高分辨率人体孙络微循环实时检测与辨识；并进一步研究解析人体孙络微循环与人体健康状态的映射关系及机理，实现人体气、血、瘀、痰等状态检测与健康辨识。

成果一 大视场高分辨率显微物镜

显微物镜是人体孙络微循环显微检测仪设备的核心部件，也是显微检测仪设备能否突破宽视野高分辨率成像的关键技术。项目组采用复消色差光学技术消除宽谱段色差，实现了宽视野、大数值孔径以及长工作距离显微物镜的设计。同时采用高精度定心装配与周边固定装配相结合的方式，装配精度达到微米级，实现了显微物镜的精密装调。

△大视场高分辨率显微物镜

历经2年攻关，项目组最终完成了厘米级成像视场、微米级分辨率的光学显微物镜研制，成像视场达到10mm，最优分辨率达到1.0μm，工作距离不低于25mm，涵盖可见光以及近红外等谱段，系统波像差达到衍射极限，成像质量优异。

成果二 大视场高分辨率光学显微成像仪器

在完成精密显微物镜研制的基础上，项目组进一步开发了显微筒镜、照明组件以及相机电子学，完成了大视场高分辨率光学显微成像仪器整机的研制，应用于人体孙络微循环毛细血管的广域、实时检测与成像。项目成果在实际应用环境下已获得了人体孙络微循环特征的清晰实时成像与特征提取。

△大视场高分辨率显微光学仪器

与现有的市场产品不同，本项目研制的光学显微成像仪器能够实现宽场实时显微成像，且成像清晰，有助于医学上开展全局的人体状态检测与健康辨识研究。

打破市场空白 面向广阔的应用领域

“本项目研究成果是显微物镜和光学显微成像仪器中难度很高的一类，实现了对人体孙络微循环特征从局部检测到全局实时检测的跨越，目前市场上没有现成的此类产品。”项目负责人伍雁雄特聘研究员已有多年光学仪器总体设计、光学系统设计与精密制造的研究经验，作为课题负责人承担国家级、省部级等各类项目10余项，获授权专利40余项。作为项目负责人，伍雁雄特聘研究员曾研制开发了高通量基因测序仪显微物镜，基于同种玻璃材料实现了大视场大数值孔径显微物镜的超级复消色差，物镜成像视场达到2mm，分辨率优于300nm，成本相比国际同类产品降低一个数量级。他表示：“精密光学制造是季华实验室的强项。我们项目组也一直致力于各种高端特种显微物镜及光学显微成像仪器的开发及应用。”

当前，显微成像市场达到近百亿美元的规模，光学显微仪器占据其中的40%左右。随着医疗健康、生命科学以及半导体精密检测的快速发展，科研及工业领域对大视场高分辨率显微物镜及光学显微成像仪器的需求都保持着较快的增速。本项目研究成果不仅能满足医疗健康的精密检测需求，还可以进一步推广到生物医学、生命科学以及机器视觉等领域。目前项目组已与中国科学院分子影像重点实验室、清华大学精仪系等相关科研团队在光学显微生物成像领域开展了深度交流与合作。

来源：中医人体寒热和态健康设备项目组