曦光仪器首款傅里叶全景多模态数字显微镜正式发布开启科研范式新时代

　　2025年7月8日-11日，第十五届中国生命科学公共平台管理与技术发展研讨会在陕西宾馆隆重召开。会议期间，无锡曦光健康产业有限公司（简称：曦光仪器）正式发布

　　新一代计算光学成像技术：傅里叶叠层显微技术（FPM）近年来，得益于算力算法的不断提升，计算光学成像能够极大降低硬件复杂度，以低成本硬件实现高成本硬件效果，已成为光学成像领域的重要发展方向。其中，傅里叶叠层显微技术（FPM）作为一种新兴的计算成像技术，其创新之处在于采用LED阵列替代传统科勒式照明，通过精密编排LED的点亮顺序，进行多角度照明来捕获样本不同频率的光场信息，通过傅里叶变换再融合相位恢复和孔径合成算法将数百张图像进行叠层重构，最终生成一幅

　　既能超越物镜固有分辨率又能保持广阔视野的高分辨率图像。潘安表示：“现在一些进口设备动辄300-500万元，普通机构或团队是很难承受的。堆叠软硬件把仪器做贵算不得本事，而把仪器做便宜还要有高性能极有挑战。计算光学成像技术便是为此而生，科技不应高高在上，而是服务于人民，让每个人都能享受科技带来的美好生活。”

　　为了实现从技术到产品的落地，潘安带领研究团队进行了十年之余的技术底层研究和软硬件工程技术突破，特别是在此过程中联合众多高校、科研院所、医院、企业等单位开展联合创新研发，围绕特定应用场景不断打磨迭代算法及软硬件模块，持续提升仪器的各项性能指标。

　　“动物复眼”原理融入光学设计，给显微镜装上“电子复眼”。独创的可编程LED光源阵列犹如几百只眼睛，以“上帝视角”从不同角度凝视样本，通过计算重构捕获光的相位、振幅、空间频率、偏振等信息。同时，采用LED阵列实现了分辨率动态可调，最高分辨率可接近200nm（可定制实现超分辨150nm）；搭载高性能4X物镜的合成NA值接近于1，表明该系统具有极高的光收集效率和成像清晰度，能够接近甚至达到油浸物镜在干镜下的分辨率水平，而其空间带宽积则是后者的百倍；具有Z-Stack成像功能，一键自动对焦，超景深清晰成像（300μm），非常适用于厚样本或厚薄不均的切片；全景无拼接，单一物镜（1.25X）无需切换即可高分辨率观察大样本（15mm×15mm）。该仪器兼容性好，支持石蜡切片、冰冻切片、体液涂片、活细胞/微生物培养皿等样本类型。在算法软件方面，针对全视场重建产生的渐晕伪影以及对系统误差精确校正的严格要求等，潘安研究团队创新性地提出一种基于特征域前向模型的全视场重建计算框架（FD-FPM）。该方法无需分块操作即可消除全视场重建图像边缘的皱褶伪影，且无需对数据进行预处理，重构结果对各种系统误差（照明位置误差、照明强度不均匀等）以及噪声信号表现出优异的鲁棒性，极大地降低系统参数精度要求，

　　解决了困扰领域十年的成像质量难题。在成像模式方面，傅里叶全景多模态数字显微镜拥有

　　明场成像、定量相位成像、偏振成像等多种模式，还可以与激光共聚焦、拉曼光谱等联用，实现从微观到介观的多模态显微成像。其应用场景覆盖细胞生物学、微生物学、神经科学等生命科学研究领域，以及病理诊断、血液病分析、肿瘤三维重构等临床诊断领域。除此之外，FPM的高通量成像能力使其能够快速对大量细胞进行成像，分析和异常检测，在大规模药物筛选用具有广阔应用前景。曦光仪器联合创始人兼CEO燕虎表示：“高端科学仪器国产化、创新化是长期国策。傅里叶全景多模态数字显微镜的核心器件及关键技术拥有自主知识产权，国产化率达100%。凭借其突破性、创新性技术成功荣获‘第十三届全国颠覆性技术创新大赛最高奖’，重新定义了数字显微成像解决方案，从更高维度（定量相位、偏振、光谱等）揭秘微观世界。”

　　细胞生物学中，FPM凭借突破传统光学显微镜的分辨率限制，能够清晰呈现细胞内如线粒体、内质网等细胞器的精细结构，助力研究人员深入了解细胞的生理功能和病理变化机制，同时在大规模细胞交互方面，能够同时多靶标观察细胞的生长发育分化机理、囊泡的输运过程。在

　　组织病理学中，FPM可实现对病理组织切片的大面积、高分辨率成像，一次性获取大量的组织细胞信息，提高病理诊断的效率和准确性。例如，在对乳腺癌病理切片的观察中，利用FPM获得了高分辨率的全视场图像，能够清晰地看到癌细胞的形态、分布以及与周围组织的关系，为乳腺癌的病理诊断和治疗方案的制定提供了重要参考依据；同时，FPM被用于获取癌组织和正常组织的定量相位图像，通过分析细胞的光学厚度和折射率等参数，研究人员能够更准确地识别出癌细胞，并评估其恶性程度。此外，在

　　血液病等癌症早筛取得了重大应用进展。例如，一名白血病病人药物治疗后反复复发，传统流式检测结果为阴性，而采用FPM技术检测结果为阳性，从而确诊为中枢神经白血病，改变药物治疗为骨髓移植，成功挽救了一位患者。除了本次发布的傅里叶全景多模态数字显微镜新品外，曦光仪器联合创始人兼CEO燕虎详细介绍了曦光仪器的产品框架: “在整机方面，涵盖从低端的

　　便携即时检测仪器（POCT），到中端的数字病理成像仪器，再到高端的高内涵药物筛选仪器；在元器件方面，推出可定制物镜与可编程LED光源；在服务方面，提供传统光学显微镜个性化改造升级服务，帮助用户节约成本、提高闲置仪器使用率。” 后续曦光仪器将陆续推出更多创新产品，不断将该技术的应用场景拓展到半导体、材料科学等领域，敬请期待。潘安表示：“从技术概念到应用落地实际有很长的一段路，这一段路一走就是十年，期间克服了大量工程技术困难。傅里叶全景多模态数字显微镜是团队心血之作，本着开放共享的理念，希望联合更多的单位开展应用场景交叉创新研发，携手推动创新技术和国产仪器的高质量发展！”

　　曦光仪器作为全球领先的计算光学显微成像技术解决方案供应商，联合中科院西安光机所和生物物理所等单位科学家团队，不断探索计算光学显微成像前沿技术，成功研发了一系列高通量和高内涵的数字显微仪器，在生命科学研究、医疗诊断、药物研发、工业检测等领域发挥着重要作用，致力于为全球客户提供卓越的技术支持与服务。