远程皮肤病学是缓解偏远地区皮肤专科医生缺乏问题的有效手段，但目前的方法存在适用范围有限、严重依赖远程医学专家及显示不够直观等缺陷。为弥补当前研究不足，设计并搭建了一套皮肤肿瘤智能远程会诊系统，该系统兼具无网络环境下的皮肤肿瘤自动筛查和有网络环境下的远程会诊及术前规划功能。性能量化实验结果表明，系统可将虚拟的标注高精度原位投射到成像区域。实验对照结果显示，部署于该系统的深度学习模型在诊断能力上与皮肤科专家相当，并且能够辅助专家更迅速、更精确地做出医疗决策。临床试验进一步证实了该系统的实用性。该系统旨在为医疗资源有限的地区提供帮助，使得当地患者能够进行皮肤肿瘤等多种疾病的早期筛查及治疗。

本文利用等离子体辅助分子束外延(PA-MBE)系统, 对常规连续外延生长和金属调制外延(MME)生长AlN薄膜进行研究。研究发现: 常规连续外延方法生长模式不易控制, 容易出现过度富Al和富N模式生长, 而且微富Al模式生长还会出现一些凹坑, 表面形貌较粗糙; 然而利用MME方法生长AlN薄膜, 通过精准调控Al源和N源快门打开、关闭时间, 可以获得形貌较好的AlN薄膜。通过调整优化获得的MME方案为: 首先Al源快门打开30 s, 然后Al源和N源快门打开60 s, 最后单独打开N源快门72 s; 单一周期内, Al源快门打开时间与N源快门打开时间比例为0.7。以上述方案为一个周期进行循环生长40个周期, 可获得粗糙度低至0.3 nm(2 μm×2 μm), 几乎无凹坑的AlN薄膜。

实现电学性能优良的高Al组分AlGaN外延层是制备深紫外光电器件最重要的环节之一。本工作利用分子束外延(MBE)技术, 基于周期热脱附的生长方式, 通过改变Al源供应量调控Al组分, 并用Si进行n型掺杂, 在AlN/蓝宝石衬底上得到了系列高Al组分的Si-AlxGa1-xN外延层(x＞0.60)。对外延层相关物理性质进行了表征测试, 结果表明, 外延层Al组分与生长过程中Al束流大小呈现线性关系, 这为制备精确Al组分的AlGaN外延层奠定了基础。AFM结果表明, 高Al组分AlGaN外延层的表面形貌强烈依赖于Ga的供应量, 在生长过程中提高Ga束流可以显著降低外延层的粗糙度。基于范德堡法测量Si-AlGaN外延层电学性能, 证实其载流子特性良好, 其中 Al组分为0.93的样品室温下自由电子浓度、电子迁移率和电阻率分别达到了8.9×1018 cm-3和3.8 cm2·V-1·s-1和0.18 Ω·cm。

荧光成像仪器的成像性能测试对于提高仪器的性能和临床转化成功率具有重要意义，成像性能测试的标准化需要一种可以精确模拟荧光光谱的长期稳定的样品作为测试工具。本团队提出了一种荧光发光模拟系统，该系统可以模拟荧光样品的激发效率、荧光发射谱特性和荧光空间分布特性，可以替代真实的荧光剂仿体对荧光成像类仪器进行量化表征。该系统采用的是基于线性滤光片和液晶显示器的光谱模拟方法。本团队还设计了一种改进的最小二乘光谱拟合算法，该算法可以自动模拟任意荧光发射谱。使用该系统模拟了近红外荧光造影剂吲哚菁绿(ICG)的发光特性，并对不同荧光成像仪器的成像灵敏度进行了测试。实验结果表明，所设计的荧光发光模拟系统可以稳定精准地模拟荧光样品的发光特性。

远程手术指导在解决全球外科医学发展不均衡问题上发挥着关键作用，但目前远程指导设备在外科手术标记的显示方面存在一些不足，如，基于显示器的设备需要医生不断地切换视野，头戴式设备分辨率和视野有限，投影式设备的投影亮度有限，而且以这些方式显示的标记都会在组织变形时失效。为了克服这些不足，尤其是解决标记无法随组织一同变形的问题，本团队设计了一种同轴视觉光致变色标记系统和一种具有生物兼容性的光致变色薄膜，标记系统照射贴在体表的薄膜使其变色，就可以将远程手术指导标记直接保留在患者皮肤表面。该标记系统能在7 s内扫描出长为160 mm的外科手术标记，而且该标记能在20 min内清晰可见，系统扫描出的标记与专家绘制的指导标记的重合度(IoU)可达0.93±0.02。仿体对比实验和离体组织实验结果表明，该系统相较于观看显示器手绘指导标记的优势更加明显，为远程医疗提供了安全准确且直观高效的显示方案，具有广阔的临床应用前景。

报道了一种用于神经外科手术立体定向导航的原位同轴投影技术。该技术可以自动完成图像与患者位置的配准,并将术前重建的手术靶点和规划入路实时原位地投射到手术部位,指导术者按照预定靶点和入路进行精准手术。同轴标定实验表明该系统在工作距离下的平均投影仪重投影误差为0.4 mm,具有较高的摄影-投影同轴度。立体定向投影精度实验表明该系统在不同投射角度下的靶点平均投影误差为1.2 mm,具有较高的立体定向导航精度。仿体实验表明该系统在不同的模拟手术条件下可达到0.3 mm到3.1 mm的平均投影误差,具备良好的临床应用可行性。 跟其他立体定向导航系统相比,原位同轴投影技术摈弃了屏幕显示,可以避免术者视角在显示器和术野之间频繁切换带来的不便和操作误差,提升了手术效率,在脑肿瘤及脑血肿手术导航中具有广阔的临床应用前景。