项目名称：基于无透镜的全血细胞计数方法及POCT系统研究

参赛组别：技术竞赛-开放式命题-技术探索与交叉学科类

获奖情况：全国一等奖

学院：电气与信息工程学院

团队名称：血智达队

团队成员：张林欣、滕越、叶润繁

指导老师：杨潇楠

※团队风采

张林欣（队长）

张林欣，电气与信息工程学院2023级硕士研究生，研究方向微流控与健康电子、图像检测。获得“兆易创新杯”第十九届中国研究生电子设计竞赛华中赛区二等奖、国家一等学业奖学金等荣誉。

滕越（队员）

滕越，电气与信息工程学院2023级硕士研究生，研究方向液滴微流控、光学检测。获得国家一等学业奖学金、郑州大学三好研究生等荣誉。

叶润繁（队员）

叶润繁，电气与信息工程学院2023级硕士研究生，研究方向液滴微流控与图像检测。获得国家一等学业奖学金、郑州大学三好研究生、优秀学生干部等荣誉。

杨潇楠（指导老师）

杨潇楠，电气与信息工程学院教授、副院长、博士生导师。2011年于中国科学院微电子研究所获博士学位。主要研究方向为微流控芯片、生物电子传感器与医学图像处理。主持国家自然科学基金等项目多项，发表SCI论文20余篇。

※作品介绍

一、作品背景

血细胞数量变化是人体健康的“晴雨表”，因此全血细胞计数在临床诊断中地位关键。血液中各类细胞数量差异显著（红细胞：4.3~5.8×10¹²/L，白细胞：3.5~9.5×10⁹/L，血小板：125~350×10⁹/L），需通过高通量持续检测才能保证结果准确，以往这类检测主要依靠医院的大型设备完成。

近年来，POCT设备的崛起推动了血液分析技术的革新。它具备即时出结果、检测速度快、成本低的核心优势，尤其适配急诊救治与偏远地区医疗场景，有效拓宽了医疗服务的覆盖范围，提升了服务可及性。

二、作品简介

团队成功研发了一套革命性的全血细胞计数系统，它通过三大核心技术亮点，重新定义了POCT设备的性能标准。

亮点一：超高通量与宽场视野

该系统采用先进的无透镜成像技术，在实现2.46μm高分辨率的同时，将视场范围扩展至41.89mm²，配合微流控技术，彻底解决了高浓度样本成像的交叠难题，实现了前所未有的高通量细胞分析。

图1全血POCT系统内部结构图

大视场

亮点二：血小板检测的精度飞跃

针对临床检验中血小板计数困难的痛点，独创了“角谱重构+超分辨率”增强算法。这一突破将系统的极限分辨率提升至1μm，使血小板计数准确率提高了48.43%，为精准诊断提供了可靠依据。

图2微流控芯片结构设计图

亮点三：AI赋能的智能计数

将深度学习与追踪算法深度融合，提出了一种全新的细胞交叠区域分析方法。通过YOLOv11与Bytetrack的协同工作，不仅实现了对三类细胞98.68%的超高识别精度，更将交叠细胞的计数准确率提升了6.17%，超越了传统方法的性能瓶颈。

图3全血POCT系统实物演示

三、作品创新

该项目以“算法赋能硬件”为核心，针对两项技术难点实现创新：

其一，面对图像传感器像元尺寸大、血小板成像分辨率不足的问题，采用ESRGAN-SE网络重建结合角谱重构算法、盲超分辨率网络，通过算法优化弥补硬件成像短板，提升成像清晰度。

其二，针对全息图像中细胞（放大5倍以上）易交叠的问题，依托非均匀流场微流控芯片控制样本分布，搭配交叠细胞分析方法，实现对交叠细胞的有效识别与分析。

※参赛心得

问题导向，耐心完善：项目始于发现真问题，成于持续的优化循环，即提出创新解法、验证其有效性并评估优化。参加比赛并非一开始就具备一个完整的项目，一个“点子”经过耐心打磨与细节填充，终能成为完整的成果。

跨界学习，善用资源：主动打破专业壁垒，充分调用课题组内外的知识资源。面对陌生领域，善用文献与AI等工具进行针对性突击，高效萃取并转化核心知识为项目所用。

※结语

勇于尝试，主动破局

参赛本身即是推进。鼓励不敢参赛的同学积极报名，勇于展示初步成果，便已迈出关键一步。同时，在比赛过程中保持好奇，只要敢于开始，每个人都能在属于自己的赛道上，创造出精彩。