基于光散射與相位成像下的血細(xì)胞識別基礎(chǔ)研究.pdf

1、細(xì)胞作為生命體最基本的組成單元，其形態(tài)結(jié)構(gòu)和動力學(xué)信息能夠直觀的反映出生命體的狀態(tài)。血細(xì)胞的分類分選以及識別是疾病判斷和探索生命體的重要手段之一。近幾十年來，細(xì)胞研究得到了廣泛的發(fā)展，其中流式細(xì)胞術(shù)和細(xì)胞成像技術(shù)成為中流砥柱的方法。流式細(xì)胞術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于快速的進(jìn)行細(xì)胞分選分析，而成像技術(shù)則專注于細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)以及內(nèi)容物的研究。
　　流式細(xì)胞術(shù)是針對細(xì)胞、細(xì)胞內(nèi)遺傳物質(zhì)、病毒、微粒等物質(zhì)的快速分選分析方法。本文以雙光源光學(xué)系統(tǒng)為例簡要

2、介紹了血細(xì)胞分類的方法，并且基于血細(xì)胞的雙層橢球核式的光散射模型，有效采集了相關(guān)散射研究理論數(shù)據(jù)，著重分析了在模型內(nèi)外折射率參數(shù)變化、模型內(nèi)核直徑變化、模型形態(tài)因子變化下的光散射分布，在此基礎(chǔ)上對血細(xì)胞模型的前向、側(cè)向以及后邊散射光進(jìn)行了區(qū)域劃分，并且對其中部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行了仿真計算以及補(bǔ)充，建立了血細(xì)胞模型下的全域光散射譜圖，通過對圖散射點(diǎn)的離散化特征分析，建立了在該區(qū)域內(nèi)的血細(xì)胞模型特征與血細(xì)胞類別的關(guān)系，進(jìn)而提出了基于全域光散射下的血

3、細(xì)胞亞類識別方法。
　　近十幾年以來，定量相位顯微技術(shù)得到了飛速發(fā)展。定量相位顯微技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)細(xì)胞的相位信息采集，通過計算出形成該相位圖像的全息狀況，獲得樣品完整的相位信息，進(jìn)而反演出細(xì)胞的真實(shí)形態(tài)。本文以課題組提出的改進(jìn)后的相位恢復(fù)微分法為理論基礎(chǔ)，編制了微分法的運(yùn)算程序，并且以紅細(xì)胞厚度灰度圖作為實(shí)驗(yàn)圖，敘述了程序的運(yùn)算過程。在此基礎(chǔ)上，采用LabVIEW虛擬實(shí)驗(yàn)室軟件構(gòu)建了人機(jī)交互的“血細(xì)胞相位顯微系統(tǒng)”軟件，該軟件采用狀態(tài)

4、機(jī)結(jié)構(gòu)作為主要結(jié)構(gòu)，采用了MATLAB節(jié)點(diǎn)調(diào)用微分法運(yùn)算程序，實(shí)現(xiàn)了MATLAB軟件和LabVIEW軟件混編處理圖像目的，得到了良好的反饋。
　　在上述內(nèi)容的探索過程中，通過分析流式細(xì)胞儀和定量相位成像技術(shù)的光路設(shè)置圖，提出了一種基于光散射與相位成像下的血細(xì)胞聯(lián)合檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用流式細(xì)胞儀中的光路檢測系統(tǒng)，其中包括前向散射光檢測系統(tǒng)和側(cè)向散射光系統(tǒng)，和定量相位成像光路中的改進(jìn)后的馬赫增德爾光路系統(tǒng)。
　　本文的研究從流式