[發明專利]基于LED陣列的微流通道旋轉細胞相襯成像方法及系統

有效

• 申請號: 201810856988.X
• 申請日: 2018-07-31
• 公開（公告）號: CN108896470B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 劉子驥;張銘;郭澤宇;石錦濤;徐燦明;蔣亞東
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01N15/10
• 分類號: G01N15/10;G01N21/84;G06T5/00
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 敖歡;葛啟函

1.一種基于LED陣列的微流通道旋轉細胞相襯成像系統，其特征在于：順著光路傳遞方向依次包括：LED陣列(1)、微流通道(2)、顯微鏡(3)、Cmos相機采集模塊(4)，還包括旋轉細胞特征提取和識別模塊(5)、測細胞旋轉量模塊(6)、細胞模糊消除模塊(7)、圖像細胞旋轉校正模塊(8)、旋轉細胞相襯成像模塊(9)；

LED陣列(1)平行設置于微流通道(2)的上方，微流通道(2)置于顯微鏡(3)的載物平臺上，Cmos相機采集模塊(4)置于顯微鏡(3)的前端攝像出口；

其中LED陣列用于產生相襯成像所需的非對稱光，該非對稱光照射在通有流通細胞樣本的微流通道(2)上，微流通道(2)用于控制懸浮細胞液的定向運動，顯微鏡(3)用于放大微流通道中樣本信息，Cmos相機采集模塊(4)與LED陣列(1)之間電壓信息相互反饋控制，Cmos相機采集模塊(4)依照非對稱照明花樣變化順序連續采集微流通道(2)中旋轉細胞圖像信息，然后在計算機中利用旋轉細胞特征提取和識別模塊(5)提取連續相鄰采集兩幅圖像之間的旋轉細胞位置信息和識別相鄰兩幅圖中是否為同一旋轉細胞，測細胞旋轉量模塊(6)測量旋轉細胞的旋轉方向和旋轉角度大小，細胞模糊消除模塊(7)對采集的細胞樣本圖像進行重影消除，圖像細胞旋轉校正模塊(8)利用同一旋轉細胞之間的旋轉量對連續相鄰兩幅圖像依照旋轉方向和旋轉角度進行旋轉細胞旋轉復原，利用旋轉細胞相襯成像模塊(9)對細胞圖像進行上下、左右相襯對比成像觀察細胞流動過程中形態變化情況；

旋轉細胞相襯成像模塊(9)在細胞模糊消除模塊(7)完成重影消除之后直接利用上下、左右半圓照明模式進行上下對比相襯成像和左右對比相襯成像；

細胞模糊消除模塊(7)使用最小二乘法對采集的細胞樣本圖像進行重影消除；

本系統在利用旋轉細胞相襯成像模塊(9)對流動旋轉細胞相襯結構成像時，是基于非對稱照明方式來編輯LED照明花樣，形成非對稱光，使通過樣本細胞光程發生差異產生相位變化，結合相襯成像原理以及利用旋轉細胞特征提取和識別模塊(5)和圖像細胞旋轉校正模塊(8)，達到對個別旋轉細胞的精確相襯成像。

2.一種基于LED陣列的微流通道旋轉細胞相襯成像的方法，其特征在于：

LED陣列產生相襯成像的非對稱光，該非對稱光照射在通有流通細胞樣本的微流通道(2)，微流通道(2)控制懸浮細胞液的定向運動，顯微鏡(3)放大微流通道中樣本信息，Cmos相機采集模塊(4)與LED陣列(1)之間電壓信息相互反饋控制，Cmos相機采集模塊(4)連續采集在非對稱照明下微流通道(2)中旋轉細胞圖像信息，然后在計算機中利用圖像中旋轉細胞特征提取和識別模塊(5)提取連續相鄰采集兩幅圖像之間的旋轉細胞位置信息和識別相鄰兩幅圖中是否為同一旋轉細胞，測細胞旋轉量模塊(6)測量旋轉細胞的旋轉方向和旋轉角度大小，細胞模糊消除模塊(7)對采集的細胞樣本圖像進行重影消除，圖像細胞旋轉校正模塊(8)利用同一旋轉細胞之間的旋轉量對連續相鄰兩幅圖像依照旋轉方向和旋轉角度進行旋轉細胞旋轉復原，利用旋轉細胞相襯成像模塊(9)對細胞圖像進行上下、左右相襯對比成像觀察細胞流動過程中形態變化情況。

3.根據權利要求2的基于LED陣列的微流通道旋轉細胞相襯成像的方法，其特征在于：旋轉細胞相襯成像模塊(9)在細胞模糊消除模塊(7)完成重影消除之后直接利用上下、左右半圓照明模式進行上下相襯成像和左右相襯成像。

4.根據權利要求2的基于LED陣列的微流通道旋轉細胞相襯成像的方法，其特征在于：細胞模糊消除模塊(7)使用最小二乘法對采集的細胞樣本圖像進行重影消除。

5.根據權利要求2的基于LED陣列的微流通道旋轉細胞相襯成像的方法，其特征在于：本方法在利用旋轉細胞相襯成像模塊(9)對流動旋轉細胞相襯結構成像時，是基于非對稱照明方式來編輯LED照明花樣，形成非對稱光，使通過樣本細胞光程發生差異產生相位變化，結合相襯成像原理以及利用旋轉細胞特征提取和識別模塊(5)和圖像細胞旋轉校正模塊(8)，達到對個別旋轉細胞的精確相襯成像。