中国科学院仪器功能开发项目“冷冻电镜数据收集及实时自动化快速处理反馈系统”顺利通过验收

由冷冻电镜技术服务部高荣超工程师主持的“冷冻电镜数据收集及实时自动化快速处理反馈系统”项目,2020年9月申请立项,项目实施经费共计50万元,目前已结题验收。该反馈系统的项目内容主要包含3大模块: 1. 实时预处理反馈模块,包含数据预处理任务管理,参数配置、结果查看、数据预筛选;同时可以通过消息队列和调度管理等技术手段,实时获取图像的成像质量评估。2. 自动化选孔模块:实现自动化选孔,异常孔的识别,冰污染的识别清理,大幅提升选孔效率以及拍摄质量。3. ZLP实时检测矫正模块:降低能量损失过滤阈值后,保证电镜稳定连续成像,且提升了成像质量,改善图像分辨率。拟通过图像识别算法,调度管理等技术手段,来优化冷冻电镜数据收集的各个环节,以提高数据收集速度和图像质量,进而提高生物结构的分辨率。本项目研发了利用图像识别算法和深度学习模型的自动化选孔软件,实现了样品拍摄区域选择的自动化,提升了用户使用体验;基于大数据统计分析开发的坐标矫正系统,显著提升了拍摄的精度,提升了样品收集数据的质量;基于实时预处理反馈模块开发的冷冻电镜ZLP漂移检测矫正,降低了噪音信号,提升了数据收集的稳定性,进一步提高分辨率。

该项目研发的软件算法体系可推广用于其它冷冻电镜平台,并已经成功推广到上海科技大学冷冻电镜平台的2台300KV冷冻镜。基于以上项目建设共申请专利3项:高荣超, 余学奎, 王青霞, 周月, 王蒙蒙,一种冷冻电镜零损失峰漂移的检测方法及装置(专利号 202110710674.0)。余学奎, 高荣超, 王青霞,一种冷冻电镜自动选孔方法及装置(专利号202110412491.0)。余学奎, 高荣超, 王青霞,针对冷冻电镜慧差的处理方法及装置、电子设备、存储介质(专利号202211034150.5)。获得软件著作权2项:冷冻电镜数据收集及实时自动化快速处理反馈系统[简称:冷冻电镜数据收集处理反馈系统]1.0(软著登记字第7835638号),冷冻电镜自动选孔软件[简称:自动选孔]1.0(软著登字第7519939号)。获得商业转化1项。