[發明專利]一種視覺伺服斑馬魚心臟注射方法

在審

• 申請號: 201710486466.0
• 申請日: 2017-06-23
• 公開（公告）號: CN107047396A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 高會軍;莊松霖;林偉陽;張格非;尚忻忻
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: A01K61/10
• 分類號: A01K61/10
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所23109
• 代理人: 楊立超

技術領域

本發明涉及視覺伺服斑馬魚心臟注射方法。

背景技術

斑馬魚目前已經成為最重要的有脊椎模式動物之一。它的優點包括繁殖能力極強，與人類基因相似度很高，生長速度快，從胚胎至幼魚時期都為透明故便于觀察其身體發育等特性。因此，斑馬魚在研究脊椎動物發育生物學方向具有極其重要的研究價值。由于在特定的研究中需要將藥物注射進斑馬魚的心臟(例如，將熒光試劑注射進斑馬魚幼魚的心臟后，觀察熒光試劑隨血液的流動和分布情況)，觀察斑馬魚變化，但現有都是手工對斑馬魚心臟進行注射，成功率低，而且需要對人員進行培訓，費時費力，成功率低。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術都是手工對斑馬魚心臟進行注射，成功率低，而且需要對人員進行培訓，費時費力，成功率低的問題，而提出一種視覺伺服斑馬魚心臟注射方法。

一種視覺伺服斑馬魚心臟注射方法具體過程為：

步驟一、將斑馬魚幼魚、注射針和吸持針置于顯微鏡視野范圍內，得到圖像；

步驟二、對步驟一中得到的圖像進行預處理，得到斑馬魚幼魚所在區域及斑馬魚幼魚的傾角θ；

步驟三、基于步驟二得到的斑馬魚幼魚所在區域及斑馬魚幼魚的傾角θ，確定吸持針和注射針輪廓；

步驟四、基于步驟三確定的吸持針和注射針輪廓，用注射針將斑馬魚幼魚調整到與注射針相互垂直的方向；

步驟五、基于步驟四，確定斑馬魚幼魚心臟區域；

步驟六、基于步驟五確定斑馬魚幼魚心臟區域后，用吸持針將斑馬魚幼魚吸住；

步驟七、基于步驟六，確定斑馬魚幼魚心臟的左右朝向；

步驟八、根據斑馬魚幼魚心臟的朝向確定注射位置。

本發明的有益效果為：

本發明將斑馬魚幼魚、注射針和吸持針置于顯微鏡視野范圍內，得到圖像；對圖像進行預處理，得到斑馬魚幼魚所在區域及斑馬魚幼魚的傾角θ；確定吸持針和注射針輪廓；用注射針將斑馬魚幼魚調整到與注射針相互垂直的方向；確定斑馬魚幼魚心臟區域；用吸持針將斑馬魚幼魚吸住；確定斑馬魚幼魚心臟的左右朝向；根據斑馬魚幼魚心臟的朝向和角度確定注射位置。完成自動對斑馬魚心臟進行注射，成功率高，而且不需要對人員進行培訓，自動完成，省時省力。

實施例一中對50條斑馬魚幼魚進行了心臟注射，平均速度為每分鐘5條，各步驟所用時間如圖7所示，針尖檢測需要0.8s，計算幼魚區域需要1.3s，旋轉幼魚需要3.6s，確定心臟區域需要0.9s，吸持幼魚需要0.8s，縮小心臟區域需要1.2s，心臟定位需要5.1s，注射需要0.3s，釋放幼魚需要0.7s，撤回注射針需要0.3s，整個過程共需要15s，可得出本發明可以快速準確的對斑馬魚幼魚心臟進行注射，成功率高。

附圖說明

圖1為本發明j與e_y的關系圖；

圖2為本發明斑馬魚幼魚的旋轉示意圖；

圖3為心臟向上時心臟區域示意圖；

圖4為側向時心臟區域示意圖；

圖5為斑馬魚幼魚截面圖；

圖6為旋轉后的斑馬魚幼魚截面圖；

圖7為實施例一中對50條斑馬魚幼魚進行了心臟注射，各步驟所用時間示意圖；

圖8a為斑馬魚幼魚根據心臟斜向示意圖，t_u為兩個坐標系進行坐標變換的位移，RCH為斑馬魚幼魚心臟區域，LBR為幼魚區域，l₁、l₂為確定的包含幼魚的矩形的兩條長邊，Median line為中線，u_i為中線上的點的橫坐標，v_i為中線上的點的縱坐標，Improve RCH為進一步確定的斑馬魚幼魚心臟區域，Fitted curve為擬合曲線；O_i-UV為視野坐標系，為O_i-UV變換為斑馬魚幼魚的坐標系；O_i是視野坐標系的原點，U和V是視野坐標系的兩個軸，是幼魚坐標系的原點，U^*和V^*是幼魚坐標系的兩個軸；

圖8b為斑馬魚幼魚根據心臟向上示意圖；

圖8c為斑馬魚幼魚根據心臟向右示意圖；

圖8d為斑馬魚幼魚根據心臟向左示意圖。

具體實施方式

具體實施方式一：本實施方式的一種視覺伺服斑馬魚心臟注射方法具體過程為：

步驟一、將斑馬魚幼魚、注射針和吸持針置于顯微鏡視野范圍內，得到圖像；