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全球首次!天津大学科研团队取得重大成果

发表时间:2024-07-24 09:09:56 来源:网友投稿

天津大学校科研团队利用定量光声深度学习方法实现了活体深层组织的光学功能“真实透视”成像。据悉这一成果在世界上尚属首次,将为获取活体组织生理病理相关的血氧特性图像提供高空间分辨定量成像方法,可用于肿瘤早期筛查、良恶性诊断以及抗癌药物疗效在体监测与量化评估。

定量光声层析成像深度学习方法的功能效果图

定量光声层析成像是一种新兴的无创生物医学成像技术,可结合传统光学成像的功能性以及传统超声成像的高清晰度等优势,直接获取深层组织光学吸收系数图像,受到国内外研究机构和医疗企业广泛关注。光在组织体内传播过程中的光强逐渐衰减,光声成像受深层组织中光强衰减的限制,无法真实地反应组织光学吸收系数,影响其在深层组织成像中图像准确度和可信度。目前的定量光声层析成像方法需要庞大的计算资源和时间消耗,且还存在稳定性差、先验信息依赖性强及误差大等问题。

传统光声重建(P0)与定量光声重建(μa)图像对比

近年来深度学习方法进入医学影像学领域。但深度学习想要实现既定功能一般需要两个过程:训练过程以及实际识别过程。想要让深度神经网络充分发挥其学习能力,必须有大量带有标注的真实数据用于其训练过程。但是在许多生物医学成像中,很难获得深层组织特别是活体组织的真实值(如光学吸收系数),从而很难构建大量带有标注的真实实验数据集,进行深度神经网络的训练,造成深度学习方法在许多生物医学成像领域难以应用推广。

针对上述难题,天津大学精密仪器与光电子工程学院副教授李娇和教授高峰团队首次提出了无需标注真实数据的定量光声层析成像深度学习方法,实现深层组织吸收系数的准确重建。论文2022年1月6日发表在国际光学顶级期刊Optica上,李娇为第一作者,天津大学副教授孙彪、高峰和慕尼黑工业大学教授Vasilis Ntziachristos为文章的共同通讯作者。

SEED-Net产生“实验数据”与真实实验数据对比

论文创新点之一是解决深度神经网络训练数据问题,利用风格迁移网络(SEED-Net)实现仿真数据与实验数据的无监督自由转换,将丰富的带标注仿真数据转换到实验域,即生成了大量带标注的“实验数据”,用于后续深度神经网络训练。“我们提出的SEED-Net不仅可以解决定量光声层析成像方向缺乏真实数据集的问题,在其他生物医学成像领域例如光学/荧光层析成像中同样受限于缺乏足够的带标注真实实验数据,也可使用该网格通过丰富的仿真数据生成‘实验数据’,进一步发展适用于实际应用的生物医学成像深度学习方法。这一方法具有普遍适用性,适合不同光声成像系统、其他光学成像技术和整个生物医学成像领域的推广及应用。”李娇说。

利用团队自主发展的光声层析成像系统获得测试数据所发展的深度学习方法,成功重建出高空间分辨率的深层组织光学吸收系数定量分布图像。这是首次应用定量光声层析成像深度学习方法实现对活体深层组织光学吸收系数的“真实透视”成像。无标注真实数据情况下深度神经网络的成功应用,也开拓了深度学习方法在生物医学成像方向的发展空间。

来源 北京日报客户端 | 记者 白波 通讯员 赵晖

编辑 蔡文清

流程编辑 刘伟利

老美不讲武德,以学术交流为由诱捕中国芯片大佬,至今未归

“本文原创,禁止抄袭,违者必究”

一直以来老美作为科技强国一直稳坐科技龙头的宝座,在吃尽了技术垄断甜头的情况下,它更无法坐视别的国家发展强大。在以前我们的科技发展确实离国际水平差一大截,但在这些年来,我们的科技水平也已经发展到让老美颇为忌惮的地步。

为了遏制我国科技水平的发展,老美可以说是无所不用其极,处处对我们使绊子。除了在技术上的封锁和供应链的断供,一系列恶心人的事情也层出不穷。例如华为首席财务总监兼副董事长孟晚舟女士在加拿大被扣留的事情想必大家都很清楚。

这无疑让所有知道此事的人愤怒不已,但孟晚舟女士的事情并非个例。为了打压我国经济和科技的发展,老美除了对我国高科技公司实行断供之外,也对我国各领域的专家学者进行打压。

老美“钓鱼执法”

中国芯片行业的领军人物张浩教授在美参加会议时就被老美找理由逮捕,他的同学庞慰教授也被一同指控,给出的理由冠冕堂皇:“窃取商业机密”。很多人对这一幕是不是很熟悉?没错,当初老美拆除华为的5G通信设备并说服别的地区不要使用华为的通信设备用的也是这一套。

随便安个借口便为所欲为,老美嫑脸的程度大家都见识到了。

很明显什么学术交流,这就是老美设下的陷阱,目的就是弄走我们半导体领域的人才。

张浩教授在完成研究生学业后进入美加州大学攻读电气工程博士学位,之后进入思佳讯通信成为一名工程师,在此期间张浩教授就拿到了七项专利技术。三年后张浩与庞慰决定回到祖国,在天津大学精密仪器与光电学院任教。在他离职后思佳讯将专利出售给了安华高公司,也就是现在的博通公司。

张浩教授的主要研究方向为薄膜体声波谐振器技术,即FBAR技术。该技术在AI及物联网领域有着广阔的应用前景,能够对无线信号进行处理,消除信号干扰。

之后张浩和其他几位教授共同成立了中国第一家生产薄膜体声波谐振器的公司——诺思微系统公司。在多方帮助下,诺思微拿下了200多项专利技术认证,并研发出全球第一个高功率容量RAW滤波器。

阴谋展开

这让安华高等寡头企业心生忌惮,一场针对张浩教授等人的阴谋也就此展开。安华高一名高层以技术交流为由前往天津大学参观张浩教授的实验室,在参观过程中向张浩教授套话表示想一起发表论文申请专利。

但是一回国该高层就向联邦调查局提交报告,声称天津大学窃取了安华高的生产技术,复制了安华高的滤波芯片生产线。

很明显这是在睁眼说瞎话,天津大学实验室只有200平,要复制安华高的滤波芯片生产线根本就连设备都放不下。

与此同时一位号称美著名的中国军事研究专家詹姆斯·马尔弗农(JamesMalvernon)也提交了一份报告,声称天津大学诺思微都是我国的政府机构。他表示天津大学属于我国教育部,该大学的资金也由教育部分配,诺思微则是他们和天津大学的合资企业。

老美的证据有蹊跷

于是老美对张浩教授等人实行了抓捕行动,在老美以学术交流的诱骗下,前往美地区被抓捕。经过长达三个月的谈判,张浩教授最终获得保释。但是他的活动范围被限制在北加州地区,出门,外出时必须佩戴电子监控设备并按时报到。这个场景和孟晚舟女士的遭遇简直别无二致。

在此事件中诺思微也因受牵连蒙受巨大损失,许多终止了合同,融资也出现问题,连员工的工资都快发不出来了。而有关薄膜体声波谐振器技术的许多研究项目也就此中断。

在经过长时间的等待之后,案件终于开庭受理,但是这次的庭审不仅疑点重重,简直完全不合常理。这表现在三个方面。

首先此次的庭审居然没有邀请由普通公民组成的陪审团参加审判,这不符合相关法律法规。陪审团是英美法律体系之中不可或缺的,其任务是监督司法,确保案件审理公平公正。

其次对于所谓的窃取商业机密,高安华拿出的证据是张浩教授和庞慰几封电子邮件。而这些邮件应该是在天津大学的服务器内的,老美能拿到术士让人觉得蹊跷。除此之外据有关专家表示,高安华作为证据的这些邮件有许多人为处理和篡改的痕迹,这显然是伪证。

给予这起案件关键一击的还是张浩方的辩护律师,这简直就是行走的50万。在庭审过程中,他十分“爽快”地承认了这些邮件的真实性,表示这些邮件确实涉及商业机密。这也使得张浩教授的嫌疑被进一步加重。

庭审结束后张浩教授被处以18个月监禁,并向法院支付了47.7万美元的赔偿金,罪名为经济间谍和窃取商业秘密。法院甚至建议将张浩教授送往当地安全级别最低的监狱。

写在最后

至今还未有张浩教授回国的确切消息。老美对我国科研人员和高科技企业一再打压,但是不管处境如何艰难,这些人、这些企业没有一个向老美屈服。

老美亡我之心未死,我们也必将抗争到底,如今我们早已不是软弱可欺的秃子了,种花家当屹立于世界舞台中,成为最闪亮的那颗星。

对于老美如此不要脸的行径,大家有何想法,欢迎在评论区留下您的观点。

实现世界首次!中国科研人员最新成果,用于肿瘤早期筛查、诊断

近日天津大学精密仪器与光电子工程学院生物医学光子成像实验室李娇副教授和高峰教授团队利用定量光声深度学习方法,实现了活体深层组织的光学功能“真实透视”成像,这在世界尚属首次,将为获取活体组织生理病理相关的血氧特性图像提供高空间分辨定量成像方法,可用于肿瘤早期筛查、良恶性诊断以及抗癌药物疗效在体监测与量化评估。该论文于2022年1月6日发表于国际光学顶级期刊Optica上。

该成果解决了深度神经网络训练数据问题,同时结合实际光声数理模型设计了一种双通道神经网络。利用团队自主发展的光声层析成像系统获得测试数据,所发展的深度学习方法成功重建出高空间分辨率的深层组织光学吸收系数定量分布图像。这是首次应用定量光声层析成像深度学习方法实现对活体深层组织光学吸收系数的“真实透视”成像。无标注真实数据情况下深度神经网络的成功应用也开拓了深度学习方法在生物医学成像方向的发展空间。

传统光声重建(P0)与定量光声重建(μa)图像对比

这一重要成果的取得与学校生物医学光子成像实验室的支持密不可分。天津大学生物医学光子成像实验室成立于2004年,是天津大学精密仪器与光电子工程学院生物医学工程系和天津市生物医学检测技术与仪器重点实验室的重要组成部分。实验室主要从事光与生物组织的相互作用及其建模理论,以及基于先进光子输运理论的在体组织成像与诊断理论、技术和应用研究,包括在体光学层析成像、先进放射影像、医用光电测量和荧光显微四大方向。所取得的多项成果,对于大脑功能研究、中风康复、抑郁症、阿尔兹海默症以及乳腺肿瘤等疾病的诊断与筛查具有重要意义。

近年来实验室基于已发展的先进光子输运模型和扩散光学成像理论体系,将研究重点放在发展乳腺光学层析成像、小动物定量荧光/光声分子层析成像、介观内窥层析成像、高灵敏近红外脑功能成像和光学/光声/X射线/磁共振多模态影像等应用基础技术上。

实验室参加2018年度天津市生物医学检测技术与仪器重点实验室学术年会

依托于天津大学精密仪器与光电子工程学院,实验室人才储备丰富,科研成果突出。拥有包括教师、博士/硕士研究生和工程师在内的20多名研究人员,装备了先进完备的仪器设备,完成或正在承担多项国家自然科学基金、科技部863/973计划、天津市科技计划以及国际科技合作项目,发表了一批高水平学术论文,取得了多项关键核心技术专利。同时实验室还与美、日、欧等多国和地区以及国内相关的生物医学光子学研究机构保持着长期紧密的合作与交流。

此次天津大学生物医学光子成像实验室李娇副教授和高峰教授团队获得重要成果,对于肿瘤的筛查和诊断具有重要意义,进一步展现了实验室的科研水平,同时也是天津大学始终聚焦国家重大战略需求、聚焦世界科技发展前沿的体现。

素材来源天津大学

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