[發明專利]一種原子力探針接觸式掃描生物細胞成像誤差的補償方法

有效

• 申請號: 201910358383.2
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN110018332B
• 公開（公告）日: 2021-08-06
• 發明（設計）人: 王作斌;孫佰順;曹亮;楊煥洲;宋正勛;許紅梅
• 申請（專利權）人: 長春理工大學
• 主分類號: G01Q60/24
• 分類號: G01Q60/24
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 安麗

1.一種原子力探針接觸式掃描生物細胞成像誤差的補償方法，其特征在于：包括以下步驟：

第一步，原子力顯微成像系統校準：利用原子力探針對平面校準基底依次進行八個方向接觸式掃描成像，所述八個方向分別為0°(I)方向、45°(II)方向、90°(III)方向、135°(IV)方向、180°(V)方向、225°(VI)方向、270°(VII)方向、315°(VIII)方向；根據掃描成像的圖像中十字圖案坐標計算出平面校準數據；

第二步，細胞掃描成像：利用原子力探針對同一個以細胞為中心，邊長為60-80微米的正方形區域，依次進行所述八個方向的接觸式掃描成像，根據第一步得到平面校準數據，對每個方向進行細胞掃描成像前預先校準；

第三步，選取細胞融合圖像模板：在第二步中的0°(I)方向掃描的圖像中，選取以細胞為中心，邊長為30-50微米的正方形圖像作為細胞融合圖像模板；

第四步，選取細胞融合圖像：在45°(II)方向、90°(III)方向、135°(IV)方向、180°(V)、225°(VI)方向、270°(VII)方向、315°(VIII)方向七個方向掃描圖像中，依次找出與第三步中的模板圖像形貌相似，面積大小相等的正方形細胞融合圖像，得到七個細胞融合圖像；

第五步，細胞成像誤差補償：將第三步中的細胞融合圖像模板和第四步中的七個細胞融合圖像進行圖像融合，融合后的圖像有效消除了0°(I)方向、45°(II)方向、90°(III)方向、135°(IV)方向、180°(V)方向、225°(VI)方向、270°(VII)方向、315°(VIII)方向單方向掃描的細胞形貌圖中的陰影圖像區域，使得原子力探針接觸式掃描生物細胞成像誤差得到補償。

2.根據權利要求1所述的一種原子力探針接觸式掃描生物細胞成像誤差的補償方法，其特征在于：所述第一步中，十字圖案坐標是以0°(I)方向為X軸的正方向，90°(III)方向為Y軸的正方向組成的一個平面坐標系，識別出每個方向十字圖案的平面坐標。

3.根據權利要求1所述的一種原子力探針接觸式掃描生物細胞成像誤差的補償方法，其特征在于：所述第一步中，平面校準數據的計算步驟如下：

(1)標準基底掃描成像：利用原子力探針對平面校準基底依次進行八個方向接觸式掃描成像；

(2)讀取基底十字圖案的坐標：讀出步驟(1)中八個方向掃描圖像的十字圖案的坐標依次為：(x1，y1)、(x2，y2)、(x3，y3)、(x4，y4)、(x5，y5)、(x6，y6)、(x7，y8)、(x8，y8)；

(3)計算平面校準數據：以0°(I)方向為參考基準，45°(II)方向、90°(III)方向、135°(IV)方向、180°(V)方向、225°(VI)方向、270°(VII)方向、315°(VIII)方向七個方向的平面校準數據分別為((x2-x1)，(y2-x1))；((x3-x2)，(y3-x2))；((x4-x3)，(y4-x3))；((x5-x4)，(y5-x4))；((x6-x5)，(y6-x5))；((x7-x6)，(y7-x6))；((x8-x7)，(y8-x7))。

4.根據權利要求1所述的一種原子力探針接觸式掃描生物細胞成像誤差的補償方法，其特征在于：所述第二步中，預先校準為：從45°(II)方向開始，每次進行掃描圖像之前，都預先根據第一步中計算出的平面校準數據對掃描區域進行平移，以消除系統誤差。

5.根據權利要求1所述的一種原子力探針接觸式掃描生物細胞成像誤差的補償方法，其特征在于：所述第五步中，圖像融合步驟如下：

(1)圖像分割：將0°(I)方向選取的模板圖像和45°(II)方向、90°(III)方向、135°(IV)方向、180°(V)方向、225°(VI)方向、270°(VII)方向、315°(VIII)七個方向選取細胞融合圖像，分別分成八個等份；

(2)選取融合圖像：依次選取的融合圖像部分為0°(I)方向細胞形貌圖像模板圖像的第4部分，45°(II)方向細胞融合圖像的第6部分，90°(III)方向細胞融合圖像的第5部分，135°(IV)方向細胞融合圖像的第7部分，180°(V)方向細胞融合圖像的第8部分，225°(VI)方向細胞融合圖像的第2部分，270°(VII)方向細胞融合圖像的第1部分，315°(VIII)方向細胞融合圖像的第3部分；

(3)圖像融合：將步驟(2)中選取的融合圖像進行圖像融合，融合后的圖像有效消除了0°(I)方向、45°(II)方向、90°(III)方向、135°(IV)方向、180°(V)方向、225°(VI)方向、270°(VII)方向、315°(VIII)方向單方向掃描的細胞形貌圖中的陰影，使得原子力探針接觸式掃描生物細胞成像誤差得到有效補償。