雙光子熒光顯微成像系統(tǒng)研究與軟件設(shè)計(jì).pdf

1、生命科學(xué)的發(fā)展促使人們對(duì)生命的研究從表象深入到了內(nèi)部細(xì)節(jié)，而雙光子熒光顯微鏡能夠在亞微米量級(jí)分辨率上獲取生物體的三維圖像，從而使人們能從微觀上研究生命的本質(zhì)。但是目前針對(duì)雙光子熒光顯微鏡沒有一套通用的軟件系統(tǒng)，因此本文在實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的雙光子顯微鏡實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上，使用LabVIEW和基于OpenGL的VS2008軟件開發(fā)了一套完整的且具有一定通用性的軟件系統(tǒng)，該軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了在微米量級(jí)分辨率上二維成像和三維成像的功能，涵蓋了從圖像采集，圖像處理

2、最后到圖像重構(gòu)的整個(gè)過(guò)程。
　　首先，根據(jù)雙光子熒光顯微成像系統(tǒng)的功能需求，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)整體硬件連接和軟件流程，并采用模塊化設(shè)計(jì)理念將系統(tǒng)分成四個(gè)功能模塊，分別是控制模塊、機(jī)械掃描模塊、斷層圖像采集及重構(gòu)模塊和三維重構(gòu)模塊。
　　其次，針對(duì)系統(tǒng)機(jī)械掃描模塊中的掃描模式提出了三種方案，分別是精掃描，粗掃描和混合掃描；針對(duì)掃描路徑提出了矩形路徑和螺旋路徑兩種方案，得出矩形掃描路徑能獲取規(guī)則圖像數(shù)據(jù)并提高系統(tǒng)工作效率的結(jié)論。

3、　　然后，針對(duì)系統(tǒng)圖像采集及重構(gòu)模塊提出了兩種不同的圖像采集方案，分別是單次圖像采集和多次圖像采集，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了多次采集模式下獲取圖像信噪比高的結(jié)論；提出了成像效果與圖像采集時(shí)像素間隔時(shí)間有著密切關(guān)系，像素間隔時(shí)間越短，圖像越容易失真。
　　最后，針對(duì)系統(tǒng)三維重構(gòu)模塊選擇了經(jīng)典的光線投射算法作為理論基礎(chǔ)，將系統(tǒng)三維成像工作流程分為體數(shù)據(jù)獲取、體數(shù)據(jù)重建和體數(shù)據(jù)可視化三個(gè)階段；體數(shù)據(jù)獲取是通過(guò)LabVIEW軟件實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)三維掃描完