海南大学生物医学工程学院 & OMTOOLS

8月12-14日，第二十一届中国研究生电子设计竞赛（简称“研电赛”）全国总决赛在浙江桐乡乌镇举行。来自全国379所高校近10000支队伍经过激烈角逐，海南大学生物医学工程学院杨威老师课题组凭借《多模态组织边界成像与识别系统——面向肿瘤切缘的三维分子边界自动识别系统》项目，在开放赛道中脱颖而出，斩获全国二等奖。

该项目核心光学模块搭载OMTOOLS自研SIMSPEC AHL10-A01高光谱相机，实现了显微级组织样本的高光谱成像与光谱-空间特征联合分析，为肿瘤切缘的精准识别提供了创新解决方案。

研电赛：国内电子信息研究生竞赛的"天花板"

中国研究生电子设计竞赛（简称"研电赛"）创办于1996年，由教育部学位管理与研究生教育司指导，中国学位与研究生教育学会、中国电子学会联合主办，是国内电子信息领域历史悠久、覆盖面最广、规模最大的研究生高水平学科竞赛之一。

本届赛事规模再创新高：

• 参赛规模： 379所高校、近10000支队伍、4万余名师生

• 赛道布局： 开放赛道（含光载信息等前沿方向）、应用赛道（华为/小米/兆易创新等企业命题）、专项赛题

• 评审标准： 理论深度、学科交叉程度、产业实用价值三维度评估

能在如此规模的国家级赛事中斩获全国二等奖，充分验证了项目的技术创新性与工程实现能力。

项目核心：为什么肿瘤切缘识别需要高光谱？

研究背景与意义

外科肿瘤切除成败的关键在于边界精准识别。肿瘤正常组织边界不清，扩大切除易损伤神经功能，保守切除则极易导致复发；现有导航多依赖影像，缺分子级原位表征。拉曼光谱可分子级区分肿瘤，但景深浅、视场窄，须机械臂搭载探头自动扫描。高光谱成像能快速捕捉代谢异质性却缺乏分子分辨力，能解决拉曼光谱单点扫描耗时过长的问题。

杨威老师课题组的创新方案从光学角度切入这一临床痛点：

核心思路

利用高光谱成像技术，在无损条件下获取组织样本在宽光谱范围内的连续光谱信息。不同组织类型（正常组织、肿瘤组织、切缘过渡区）具有独特的"光谱指纹"，通过分析这些光谱特征差异，可以实现对肿瘤边界的自动化识别。

系统方案

1. 多模态跨尺度光学感知机制：融合高光谱成像与视觉成像构建多模态感知链路；

2.机械臂运动学补偿与三维手眼标定：完成机械臂系统高精度手眼标定；

3. 智能识别算法：基于光谱特征构建分类模型，实现肿瘤-正常组织边界的自动分割。

SIMSPEC AHL10-A01在系统中的角色

在系统搭建过程中，SIMSPEC AHL10A01 高光谱相机承担生物组织光谱信息采集的核心任务。

依托优异的光谱分辨能力与稳定成像性能，设备可完成疑似病灶区域大视场粗筛与ROI感兴趣区域定位，精准捕捉不同生物组织间细微的光谱特征差异，把人眼无法分辨的组织理化特征转化为可量化计算的光谱数据集，为后续算法推理、组织边界解析输出高质量原始数据源，有力保障整套多模态识别系统的检测精度与整机运行可靠性。

在研电赛现场展示中，该系统的完整光路搭建和实时成像演示获得评审专家的高度认可，体现了从理论创新到工程落地的完整闭环能力。

从实验室科学研究到学科竞赛样机开发，OMTOOLS 持续为高校科研团队提供光谱成像硬件工具。本次与海南大学三亚研究院杨威老师课题组的合作，再次印证国产高光谱设备生物医疗前沿方向的应用潜力。

SIMSPEC系列产品已服务全国众多高校和科研院所的表型组学、生物医学、材料分析等前沿研究。未来 OMTOOLS将继续深耕高光谱成像技术，打磨国产化光学检测装备，助力更多高校前沿领域的创新探索。