激光掃描共聚焦顯微鏡圖像分析與三維重建.pdf

1、激光掃描共焦顯微鏡在生物醫(yī)學和材料科學的研究中日益受到重視，它以一種非侵入式的、對活體無損傷的檢測手段，得到了多方面的歡迎和越來越廣泛的靈活應用。醫(yī)學領域中的激光掃描共聚焦顯微鏡可以在細胞水平上做多種功能的分析研究， LSCM與普通光學顯微鏡相比優(yōu)點明顯，分辨率、靈敏度、放大率和熒光檢測信噪比都大大提高。對活細胞可以做分層掃描，進行三維重建和測量分析后，對細胞內微細結構的動態(tài)變化可進行定性、定量、定時和定位分析檢測，可通過熒光標記檢測細

2、胞內離子濃度的變化比例及動態(tài)變化。因此LSCM是細胞神經生物學和生理學，藥物學及遺傳學等生物醫(yī)學領域的新一代研究工具。在對有機組織分層掃描后得到的“光學切片”經過三維重建后，能夠測量分析出細胞形態(tài)參數(shù)和熒光強度等等。 本文通過圖像插值、圖像復原和三維重建三個方面的研究來最終建立LSCM圖像序列的三維模型。由于序列切片圖像上像素之間的間隔小于切片之間的距離，必須使它們具有一致的分辨率、即達到各向同性才能應用于三維重建。經過對多種插

3、值算法的研究，最終確定了一種既可以保持相鄰切片的圖形過渡自然，又有良好的數(shù)據(jù)穩(wěn)定性的插值方法。對于激光掃描共焦顯微鏡圖像序列中存在的噪音問題，提出了一種自適應亮度補償?shù)姆椒▉砀倪M激光掃描共聚焦顯微鏡圖像，實踐證明通過這種方法可以提高序列圖像的亮度連續(xù)性和視覺效果，可以更好的獲取圖像中的信息。在此基礎上，又提出了一種基于分析圖像的二維傅立葉頻譜的檢測方法。在此之后，將三維重建算法應用于神經突觸和在體皮膚的圖像序列得到了效果良好的三維模型。