[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

發明公開了一種基于LED陣列的微流通道旋轉細胞相襯成像方法及系統，沿著光路傳遞方向依次包括：LED陣列、微流通道、顯微鏡、Cmos相機采集模塊，還包括旋轉細胞特征提取和識別模塊、測細胞旋轉量模塊、細胞模糊消除模塊、圖像細胞旋轉校正模塊、旋轉細胞相襯成像模塊；相襯成像是透明樣品成像的最有效方法，它可以獲得普通強度成像無法看到的樣本的輪廓細節，本發明方法能消除微流通道中在一個曝光時間內細胞快速運動造成的模糊。此發明方法中使用LED作為非對稱光源來分析研究微流通道中旋轉細胞圖像相襯成像，在針對非對稱照明情況下，微流通道所有運動形式的細胞都能得到完美的成像，輔助我們的細胞形態學分析和學習。

技術領域

本發明屬于顯微相襯成像技術領域，具體涉及一種基于LED陣列的微流通道旋轉細胞相襯成像方法及系統。

背景技術

實驗室芯片(LOC)裝置的最新技術最近發生了令人印象深刻的增長，它允許在微觀尺度上實現了緊湊的結構，使得能夠處理諸如反應劑、微細胞等的樣品。在這個結構中，應用于微流器件的光學顯微鏡已經成為越來越多關注的問題，用于實時觀察微流道中的生物化學過程、計數、速度測量等。

生物和醫學方面在生物細胞樣本形態分析、結構、識別等中都有著顯著的成像，和在生物樣本分析向微型化、細節化、活體、運動和機體樣本介入式多維動態觀測的振幅、相位梯度、三維信息需求，促使生物樣本在微流通道中顯微成像應用，比如HOM(HolographicOptofluidic Microscopy)、OFM(Optofluidic Microscopy)、DH(Digital Holography)、ML-DH(Multi-Look Digital Holography microscopy)等在微流通道方面得到應用，他們普遍采用的是LED單光源、X射線、角度調制激光光源、Mach-Zelnder調制激光光源等，實現非染色活體細胞相位梯度信息提取。這些光源在細胞相位信息獲取方面可以產生調制的非對稱光，普遍具有較為復雜的運動同步機械結構，且在視場較小，結構復雜(單像素、掃描式)。因此在這方面我們提出了一種全新的可編程的基于靜態照明技術的LED陣列結構光源來替代這些光源，這可以使我們獲得更大的FOV和高NA值的視場，以提高圖像的高頻細節分辨力，同時非對稱光照明圖樣布局靈活和控制簡單，在應用中更為靈活，如Laura團隊關于定量相位成像(QPI)、三維多層成像、實時定量相位成像以及Zheng團隊在超分辨FPM成像等一系列方面的應用，LED平臺顯微鏡應用廣泛，在同一硬件平臺下能實現不同的應用需求，具有高速多模式多維度的特點。

在微流通道中，大部分懸浮樣本細胞在高響應曝光時間下基本無旋轉和運動情況基本一致，但是少部分細胞運動速度過快和旋轉，造成最后相襯成像情況下，不能精確將旋轉細胞進行匹配和校正。但是在于生物分析中，需要將更加全面和和準確的細胞相襯信息，因此，本發明中，我們創新性的提出了旋轉細胞處理方法。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種基于LED陣列的微流通道旋轉細胞相襯成像方法及系統。

為實現上述發明目的，本發明技術方案如下：

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

LED陣列平行設置于微流通道的上方，微流通道置于顯微鏡的載物平臺上，Cmos相機采集模塊置于顯微鏡的前端攝像出口；