基于光相位邊緣特征提取的生物細胞形態(tài)及動態(tài)活動快速檢測實驗研究
發(fā)布時間:2021-08-09 00:56
細胞是生物組織進行生命活動的基本單元,其形狀和功能密切相關,因而對細胞形狀及其動態(tài)研究一直是生命科學和臨床醫(yī)學等學科關注的熱點之一。光學顯微成像技術是人們研究細胞的有力工具,其中定量相位顯微技術因其具有可對原態(tài)活細胞無損傷、實時可量化成像的優(yōu)勢而廣受關注。但是該技術直接獲取到的是樣品在光入射方向上的相移分布,樣品物理厚度和折射率信息耦合在其中,需要通過相關算法才能從相位信息中提取出來。為獲得較高的重建精度,三維重建算法大多需要較長時間或較龐大的數(shù)據(jù),難以實時獲取細胞的形態(tài)特征。針對快速獲取樣品形態(tài)結構特征的應用需求(如臨床分類識別),則可借助簡便的計算(如邊緣檢測)得到樣品形態(tài)的投影分布。無論何種應用,實驗數(shù)據(jù)都是后續(xù)所有計算分析的基礎,對結果有重要的影響。目前的研究大多圍繞各種算法理論或實驗裝置設計,對實驗尤其是數(shù)據(jù)采樣處理方案的探究尚不夠深入細致。對于樣品形態(tài)結構識別,本文運用邊緣檢測的方法快速提取樣品結構信息,圍繞形態(tài)結構復雜程度不同的樣品開展成像實驗,在理論推導的基礎上,采用不同的計算方法和特征點提取方法對樣本相位數(shù)據(jù)進行分析處理,并分別獲得樣品的形態(tài)特征。通過對各結果相互對比...
【文章來源】:江蘇大學江蘇省
【文章頁數(shù)】:65 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
胞內鈣離子熒光強度與相位變化關系圖
圖 2.1 單核細胞模型的相位成像原理圖chematic diagram of phase imaging of mono型球心且與 YOZ 面平行的平面內,細折射率分別為 n1和 n2,細胞周圍的環(huán)設光線方向與 Z 軸平行,那么光線將細胞質、環(huán)境液。因此光線經(jīng)過的不nm,最后光成像在 XOY 面上,由細胞 nxyzndzxymzc (,)(,,)入射光波的波長,h(x,y)表示沿 Z 軸厚度,nm表示環(huán)境液的折射率,n ( x,zc正常狀態(tài)下實際細胞的胞質與胞核的
基于光相位邊緣特征提取的生物細胞形態(tài)及動態(tài)活動快速檢測實驗研究示。該模型的具體生理參數(shù)分別是在 X 軸、Y 軸和 Z 軸上的模型半主軸長分別為 15μm、12μm、12μm,而小球的半徑是 4μm。圖 2.2(b)中環(huán)境液、胞質與胞核的折射率分別為 nm、n1和 n2。圖 2.2(b)中直線 AB 與光線平行且經(jīng)過球心,運用公式(2.2)計算沿沿直線 AB 方向上的相移值,計算表達式如下所示: 112213()()()2( x,y)nndnndnndmmm (2.3)其中 di(i=1,2,3)表示光線穿過的同種介質的厚度。在成像時樣本物理厚度可以看為定值,該點處的相移值只與折射率差值有關,從這里我們可以看出這里的相移值是一個相對的量。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]超分辨成像及超分辨關聯(lián)顯微技術研究進展[J]. 林丹櫻,屈軍樂. 物理學報. 2017(14)
[2]Scanning electron microscopy coupled with energydispersive X-ray spectrometry for quick detection of sulfuroxidizing bacteria in environmental water samples[J]. 孫承君,蔣鳳華,高偉,李小云,于延珍,尹曉斐,王勇,丁海兵. Chinese Journal of Oceanology and Limnology. 2017(01)
[3]基于濾波反投影算法的血管內光聲圖像重建[J]. 韓朵朵,孫正,苑園. 中國生物醫(yī)學工程學報. 2016(01)
[4]熒光標記技術在生物學和醫(yī)學研究中的應用[J]. 吳超柱,徐凡,郜炎龍,姜和. 重慶理工大學學報(自然科學). 2014(05)
[5]生物細胞定量相位顯微技術及相位恢復方法的新進展[J]. 徐媛媛,王亞偉,金衛(wèi)鳳,季穎,張力,張琳琳. 激光與光電子學進展. 2014(02)
[6]數(shù)字全息技術在生物醫(yī)學成像和分析中的應用[J]. 王云新,王大勇,楊怡姝,趙潔,歐陽麗婷,肖向茜,戎路. 中國激光. 2014(02)
[7]白細胞光學模型及其相位分布特征分析[J]. 徐媛媛,王亞偉,金衛(wèi)鳳,姜守望,岳去畏,卜敏,尚學府,呂翠紅. 中國激光. 2012(05)
[8]數(shù)字全息顯微定量相位成像的實驗研究[J]. 馬利紅,王輝,金洪震,李勇. 中國激光. 2012(03)
[9]基于像面數(shù)字全息術的中藥飲片細胞定量成像技術研究[J]. 王華英,郭中甲,張志會,劉飛飛,廖微,宋修法. 中國激光. 2012(02)
[10]生物細胞相位顯微技術研究進展[J]. 金衛(wèi)鳳,王亞偉,卜敏,王先凱,姜守望,岳去畏. 激光生物學報. 2011(03)
博士論文
[1]干涉顯微細胞相位快速恢復方法及成像技術的研究[D]. 徐媛媛.江蘇大學 2016
[2]基于近似計算的斷層圖三維迭代重建與圖像特征檢測的研究[D]. 劉鈞石.浙江大學 2015
[3]光學顯微成像及在生物樣品顯示與測量中的應用[D]. 薛亮.南京理工大學 2013
[4]鈉鉀離子通道蛋白質結構與功能關聯(lián)的分子物理力學研究[D]. 沈榮.南京航空航天大學 2012
[5]活細胞實時動態(tài)觀測與量化分析及應用[D]. 劉曉晨.清華大學 2011
[6]物參共路干涉顯微理論和實驗研究[D]. 郜鵬.中國科學院研究生院(西安光學精密機械研究所) 2011
[7]弱激光對神經(jīng)元離子通道的影響及其電流檢測方法[D]. 喬曉艷.天津大學 2007
[8]新型迭代圖像重建算法的理論研究和實現(xiàn)[D]. 高欣.浙江大學 2004
碩士論文
[1]反射式數(shù)字全息顯微測量技術研究[D]. 吳杰.蘇州大學 2016
[2]Canny算子與形態(tài)學相融合的邊緣檢測算法研究與應用[D]. 葛阿雷.寧夏大學 2016
[3]兩類Morris-Lecar模型的動力學分析[D]. 張瑞霞.華南理工大學 2015
本文編號:3331030
【文章來源】:江蘇大學江蘇省
【文章頁數(shù)】:65 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
胞內鈣離子熒光強度與相位變化關系圖
圖 2.1 單核細胞模型的相位成像原理圖chematic diagram of phase imaging of mono型球心且與 YOZ 面平行的平面內,細折射率分別為 n1和 n2,細胞周圍的環(huán)設光線方向與 Z 軸平行,那么光線將細胞質、環(huán)境液。因此光線經(jīng)過的不nm,最后光成像在 XOY 面上,由細胞 nxyzndzxymzc (,)(,,)入射光波的波長,h(x,y)表示沿 Z 軸厚度,nm表示環(huán)境液的折射率,n ( x,zc正常狀態(tài)下實際細胞的胞質與胞核的
基于光相位邊緣特征提取的生物細胞形態(tài)及動態(tài)活動快速檢測實驗研究示。該模型的具體生理參數(shù)分別是在 X 軸、Y 軸和 Z 軸上的模型半主軸長分別為 15μm、12μm、12μm,而小球的半徑是 4μm。圖 2.2(b)中環(huán)境液、胞質與胞核的折射率分別為 nm、n1和 n2。圖 2.2(b)中直線 AB 與光線平行且經(jīng)過球心,運用公式(2.2)計算沿沿直線 AB 方向上的相移值,計算表達式如下所示: 112213()()()2( x,y)nndnndnndmmm (2.3)其中 di(i=1,2,3)表示光線穿過的同種介質的厚度。在成像時樣本物理厚度可以看為定值,該點處的相移值只與折射率差值有關,從這里我們可以看出這里的相移值是一個相對的量。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]超分辨成像及超分辨關聯(lián)顯微技術研究進展[J]. 林丹櫻,屈軍樂. 物理學報. 2017(14)
[2]Scanning electron microscopy coupled with energydispersive X-ray spectrometry for quick detection of sulfuroxidizing bacteria in environmental water samples[J]. 孫承君,蔣鳳華,高偉,李小云,于延珍,尹曉斐,王勇,丁海兵. Chinese Journal of Oceanology and Limnology. 2017(01)
[3]基于濾波反投影算法的血管內光聲圖像重建[J]. 韓朵朵,孫正,苑園. 中國生物醫(yī)學工程學報. 2016(01)
[4]熒光標記技術在生物學和醫(yī)學研究中的應用[J]. 吳超柱,徐凡,郜炎龍,姜和. 重慶理工大學學報(自然科學). 2014(05)
[5]生物細胞定量相位顯微技術及相位恢復方法的新進展[J]. 徐媛媛,王亞偉,金衛(wèi)鳳,季穎,張力,張琳琳. 激光與光電子學進展. 2014(02)
[6]數(shù)字全息技術在生物醫(yī)學成像和分析中的應用[J]. 王云新,王大勇,楊怡姝,趙潔,歐陽麗婷,肖向茜,戎路. 中國激光. 2014(02)
[7]白細胞光學模型及其相位分布特征分析[J]. 徐媛媛,王亞偉,金衛(wèi)鳳,姜守望,岳去畏,卜敏,尚學府,呂翠紅. 中國激光. 2012(05)
[8]數(shù)字全息顯微定量相位成像的實驗研究[J]. 馬利紅,王輝,金洪震,李勇. 中國激光. 2012(03)
[9]基于像面數(shù)字全息術的中藥飲片細胞定量成像技術研究[J]. 王華英,郭中甲,張志會,劉飛飛,廖微,宋修法. 中國激光. 2012(02)
[10]生物細胞相位顯微技術研究進展[J]. 金衛(wèi)鳳,王亞偉,卜敏,王先凱,姜守望,岳去畏. 激光生物學報. 2011(03)
博士論文
[1]干涉顯微細胞相位快速恢復方法及成像技術的研究[D]. 徐媛媛.江蘇大學 2016
[2]基于近似計算的斷層圖三維迭代重建與圖像特征檢測的研究[D]. 劉鈞石.浙江大學 2015
[3]光學顯微成像及在生物樣品顯示與測量中的應用[D]. 薛亮.南京理工大學 2013
[4]鈉鉀離子通道蛋白質結構與功能關聯(lián)的分子物理力學研究[D]. 沈榮.南京航空航天大學 2012
[5]活細胞實時動態(tài)觀測與量化分析及應用[D]. 劉曉晨.清華大學 2011
[6]物參共路干涉顯微理論和實驗研究[D]. 郜鵬.中國科學院研究生院(西安光學精密機械研究所) 2011
[7]弱激光對神經(jīng)元離子通道的影響及其電流檢測方法[D]. 喬曉艷.天津大學 2007
[8]新型迭代圖像重建算法的理論研究和實現(xiàn)[D]. 高欣.浙江大學 2004
碩士論文
[1]反射式數(shù)字全息顯微測量技術研究[D]. 吳杰.蘇州大學 2016
[2]Canny算子與形態(tài)學相融合的邊緣檢測算法研究與應用[D]. 葛阿雷.寧夏大學 2016
[3]兩類Morris-Lecar模型的動力學分析[D]. 張瑞霞.華南理工大學 2015
本文編號:3331030
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