生物顆粒流式成像關鍵技術的研究.pdf

1、目前臨床使用的血細胞、尿沉渣等生物顆粒檢測儀器的工作原理是基于庫爾特或光散射原理,不能檢測顆粒的形態(tài)。理想的生物顆粒測量技術應該能逐一、大量、快速地觀測生物顆粒的形態(tài),輔以其他參數(shù),從而實現(xiàn)顆粒的識別、分類、計數(shù)和物理參數(shù)、生物化學成分的測量。
　　 論文構想的流式生物顆粒成像技術,將生物顆粒從微型噴嘴以鞘流形式噴出,使用高速數(shù)碼相機對生物顆粒逐一、快速拍攝,輔以圖像識別技術,對拍攝到的照片上的顆粒進行形態(tài)識別,從而實現(xiàn)顆粒分類

2、和計數(shù)的目的。理論上,該技術具有準確度高、速度快、可追溯性、自學習性等優(yōu)點。
　　 作者設計并搭建了流式成像實驗裝置。裝置包括產(chǎn)生鞘流系統(tǒng)、鞘流速度測量與速度調控系統(tǒng)、顆粒到達檢測與閃光燈和相機觸發(fā)系統(tǒng)、以及顯微成像系統(tǒng)。鞘流速度測量系統(tǒng)采用二次光散射方法,檢測同一顆粒順序通過兩束相距已知的平行激光所產(chǎn)生的散射光的時間間隔,從而獲得顆粒的飛行速度；鞘流速度的調控是用鞘流速度測量值反饋控制鞘液池內(nèi)氣壓來實現(xiàn)的。實驗表明,使用本方法

3、鞘流速度可以穩(wěn)定在5％以內(nèi)；顯微成像系統(tǒng)主要包括一只閃光燈、一套具有10mm觀測距離、20μm景深的顯微鏡系統(tǒng)和一臺快門時間高達16μs的CCD相機。運用該裝置進行了血樣、尿樣生物樣本的拍攝實驗,成功地拍攝到血液白細胞、尿液結晶和管型等生物顆粒。顆粒圖像的外緣、紋路清晰可辨。
　　 論文對白細胞圖像識別技術進行了初步探討。利用小波變換結合逐點噪聲方差法對白細胞圖像進行去噪處理,并在HSV顏色空間利用二元最大類間方差法(OSTU2

4、)進行分割,采用了滿意特征方法進行特征提取,使用工神經(jīng)網(wǎng)絡和支持向量機(SVM)對提取到的滿意特征向量分類。對使用光學顯微鏡拍攝到的246幅嗜中性、單核、和淋巴白細胞的初步實驗表明,中性粒細胞識別率可達84.5％,淋巴細胞正確識別率可達78％。
　　 論文總結了目前已有的全部液面探測技術,運用發(fā)明問題解決理論(TRIZ),分析了目前最流行的電容液面探測技術的技術成熟度,獲得其已經(jīng)處于技術成熟期下降階段的結論,并預測了液面探測技術

5、的發(fā)展方向。
　　 論文提出的基于光反射式的液面探測技術,使激光光源和位置傳感器分別位于被測樣本的左右斜上方,激光器發(fā)出的激光經(jīng)樣本液面反射,照射到位置傳感器上,光斑在傳感器上的位置與液面高度呈線性關系。實驗證明,該方法的測量誤差可以達0.27mm。
　　 論文提出的圖像識別液面探測技術采用數(shù)碼相機拍攝樣本試管內(nèi)壁,測量照片上液面與試管壁交界距試管口的距離,實現(xiàn)液面高度測量。實驗證明,該方法測量液面高度呈良好線性,不受樣