基于光相位边缘特征提取的生物细胞形态及动态活动快速检测实验研究
发布时间：2021-08-09 00:56
细胞是生物组织进行生命活动的基本单元,其形状和功能密切相关,因而对细胞形状及其动态研究一直是生命科学和临床医学等学科关注的热点之一。光学显微成像技术是人们研究细胞的有力工具,其中定量相位显微技术因其具有可对原态活细胞无损伤、实时可量化成像的优势而广受关注。但是该技术直接获取到的是样品在光入射方向上的相移分布,样品物理厚度和折射率信息耦合在其中,需要通过相关算法才能从相位信息中提取出来。为获得较高的重建精度,三维重建算法大多需要较长时间或较庞大的数据,难以实时获取细胞的形态特征。针对快速获取样品形态结构特征的应用需求（如临床分类识别）,则可借助简便的计算（如边缘检测）得到样品形态的投影分布。无论何种应用,实验数据都是后续所有计算分析的基础,对结果有重要的影响。目前的研究大多围绕各种算法理论或实验装置设计,对实验尤其是数据采样处理方案的探究尚不够深入细致。对于样品形态结构识别,本文运用边缘检测的方法快速提取样品结构信息,围绕形态结构复杂程度不同的样品开展成像实验,在理论推导的基础上,采用不同的计算方法和特征点提取方法对样本相位数据进行分析处理,并分别获得样品的形态特征。通过对各结果相互对比...
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
胞内钙离子荧光强度与相位变化关系图
图 2.1 单核细胞模型的相位成像原理图chematic diagram of phase imaging of mono型球心且与 YOZ 面平行的平面内，细折射率分别为 n1和 n2，细胞周围的环设光线方向与 Z 轴平行，那么光线将细胞质、环境液。因此光线经过的不nm，最后光成像在 XOY 面上，由细胞 nxyzndzxymzc (,)(,,)入射光波的波长，h(x,y)表示沿 Z 轴厚度，nm表示环境液的折射率，n ( x,zc正常状态下实际细胞的胞质与胞核的
基于光相位边缘特征提取的生物细胞形态及动态活动快速检测实验研究示。该模型的具体生理参数分别是在 X 轴、Y 轴和 Z 轴上的模型半主轴长分别为 15μm、12μm、12μm，而小球的半径是 4μm。图 2.2（b）中环境液、胞质与胞核的折射率分别为 nm、n1和 n2。图 2.2（b）中直线 AB 与光线平行且经过球心，运用公式（2.2）计算沿沿直线 AB 方向上的相移值，计算表达式如下所示： 112213()()()2( x,y)nndnndnndmmm (2.3)其中 di(i=1,2,3)表示光线穿过的同种介质的厚度。在成像时样本物理厚度可以看为定值，该点处的相移值只与折射率差值有关，从这里我们可以看出这里的相移值是一个相对的量。
【参考文献】：
期刊论文
[1]超分辨成像及超分辨关联显微技术研究进展[J]. 林丹樱,屈军乐. 物理学报. 2017(14)
[2]Scanning electron microscopy coupled with energydispersive X-ray spectrometry for quick detection of sulfuroxidizing bacteria in environmental water samples[J]. 孙承君,蒋凤华,高伟,李小云,于延珍,尹晓斐,王勇,丁海兵. Chinese Journal of Oceanology and Limnology. 2017(01)
[3]基于滤波反投影算法的血管内光声图像重建[J]. 韩朵朵,孙正,苑园. 中国生物医学工程学报. 2016(01)
[4]荧光标记技术在生物学和医学研究中的应用[J]. 吴超柱,徐凡,郜炎龙,姜和. 重庆理工大学学报(自然科学). 2014(05)
[5]生物细胞定量相位显微技术及相位恢复方法的新进展[J]. 徐媛媛,王亚伟,金卫凤,季颖,张力,张琳琳. 激光与光电子学进展. 2014(02)
[6]数字全息技术在生物医学成像和分析中的应用[J]. 王云新,王大勇,杨怡姝,赵洁,欧阳丽婷,肖向茜,戎路. 中国激光. 2014(02)
[7]白细胞光学模型及其相位分布特征分析[J]. 徐媛媛,王亚伟,金卫凤,姜守望,岳去畏,卜敏,尚学府,吕翠红. 中国激光. 2012(05)
[8]数字全息显微定量相位成像的实验研究[J]. 马利红,王辉,金洪震,李勇. 中国激光. 2012(03)
[9]基于像面数字全息术的中药饮片细胞定量成像技术研究[J]. 王华英,郭中甲,张志会,刘飞飞,廖微,宋修法. 中国激光. 2012(02)
[10]生物细胞相位显微技术研究进展[J]. 金卫凤,王亚伟,卜敏,王先凯,姜守望,岳去畏. 激光生物学报. 2011(03)
博士论文
[1]干涉显微细胞相位快速恢复方法及成像技术的研究[D]. 徐媛媛.江苏大学 2016
[2]基于近似计算的断层图三维迭代重建与图像特征检测的研究[D]. 刘钧石.浙江大学 2015
[3]光学显微成像及在生物样品显示与测量中的应用[D]. 薛亮.南京理工大学 2013
[4]钠钾离子通道蛋白质结构与功能关联的分子物理力学研究[D]. 沈荣.南京航空航天大学 2012
[5]活细胞实时动态观测与量化分析及应用[D]. 刘晓晨.清华大学 2011
[6]物参共路干涉显微理论和实验研究[D]. 郜鹏.中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所) 2011
[7]弱激光对神经元离子通道的影响及其电流检测方法[D]. 乔晓艳.天津大学 2007
[8]新型迭代图像重建算法的理论研究和实现[D]. 高欣.浙江大学 2004
硕士论文
[1]反射式数字全息显微测量技术研究[D]. 吴杰.苏州大学 2016
[2]Canny算子与形态学相融合的边缘检测算法研究与应用[D]. 葛阿雷.宁夏大学 2016
[3]两类Morris-Lecar模型的动力学分析[D]. 张瑞霞.华南理工大学 2015
本文编号：3331030
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
胞内钙离子荧光强度与相位变化关系图
图 2.1 单核细胞模型的相位成像原理图chematic diagram of phase imaging of mono型球心且与 YOZ 面平行的平面内，细折射率分别为 n1和 n2，细胞周围的环设光线方向与 Z 轴平行，那么光线将细胞质、环境液。因此光线经过的不nm，最后光成像在 XOY 面上，由细胞 nxyzndzxymzc (,)(,,)入射光波的波长，h(x,y)表示沿 Z 轴厚度，nm表示环境液的折射率，n ( x,zc正常状态下实际细胞的胞质与胞核的
基于光相位边缘特征提取的生物细胞形态及动态活动快速检测实验研究示。该模型的具体生理参数分别是在 X 轴、Y 轴和 Z 轴上的模型半主轴长分别为 15μm、12μm、12μm，而小球的半径是 4μm。图 2.2（b）中环境液、胞质与胞核的折射率分别为 nm、n1和 n2。图 2.2（b）中直线 AB 与光线平行且经过球心，运用公式（2.2）计算沿沿直线 AB 方向上的相移值，计算表达式如下所示： 112213()()()2( x,y)nndnndnndmmm (2.3)其中 di(i=1,2,3)表示光线穿过的同种介质的厚度。在成像时样本物理厚度可以看为定值，该点处的相移值只与折射率差值有关，从这里我们可以看出这里的相移值是一个相对的量。
【参考文献】：
期刊论文
[1]超分辨成像及超分辨关联显微技术研究进展[J]. 林丹樱,屈军乐. 物理学报. 2017(14)
[2]Scanning electron microscopy coupled with energydispersive X-ray spectrometry for quick detection of sulfuroxidizing bacteria in environmental water samples[J]. 孙承君,蒋凤华,高伟,李小云,于延珍,尹晓斐,王勇,丁海兵. Chinese Journal of Oceanology and Limnology. 2017(01)
[3]基于滤波反投影算法的血管内光声图像重建[J]. 韩朵朵,孙正,苑园. 中国生物医学工程学报. 2016(01)
[4]荧光标记技术在生物学和医学研究中的应用[J]. 吴超柱,徐凡,郜炎龙,姜和. 重庆理工大学学报(自然科学). 2014(05)
[5]生物细胞定量相位显微技术及相位恢复方法的新进展[J]. 徐媛媛,王亚伟,金卫凤,季颖,张力,张琳琳. 激光与光电子学进展. 2014(02)
[6]数字全息技术在生物医学成像和分析中的应用[J]. 王云新,王大勇,杨怡姝,赵洁,欧阳丽婷,肖向茜,戎路. 中国激光. 2014(02)
[7]白细胞光学模型及其相位分布特征分析[J]. 徐媛媛,王亚伟,金卫凤,姜守望,岳去畏,卜敏,尚学府,吕翠红. 中国激光. 2012(05)
[8]数字全息显微定量相位成像的实验研究[J]. 马利红,王辉,金洪震,李勇. 中国激光. 2012(03)
[9]基于像面数字全息术的中药饮片细胞定量成像技术研究[J]. 王华英,郭中甲,张志会,刘飞飞,廖微,宋修法. 中国激光. 2012(02)
[10]生物细胞相位显微技术研究进展[J]. 金卫凤,王亚伟,卜敏,王先凯,姜守望,岳去畏. 激光生物学报. 2011(03)
博士论文
[1]干涉显微细胞相位快速恢复方法及成像技术的研究[D]. 徐媛媛.江苏大学 2016
[2]基于近似计算的断层图三维迭代重建与图像特征检测的研究[D]. 刘钧石.浙江大学 2015
[3]光学显微成像及在生物样品显示与测量中的应用[D]. 薛亮.南京理工大学 2013
[4]钠钾离子通道蛋白质结构与功能关联的分子物理力学研究[D]. 沈荣.南京航空航天大学 2012
[5]活细胞实时动态观测与量化分析及应用[D]. 刘晓晨.清华大学 2011
[6]物参共路干涉显微理论和实验研究[D]. 郜鹏.中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所) 2011
[7]弱激光对神经元离子通道的影响及其电流检测方法[D]. 乔晓艳.天津大学 2007
[8]新型迭代图像重建算法的理论研究和实现[D]. 高欣.浙江大学 2004
硕士论文
[1]反射式数字全息显微测量技术研究[D]. 吴杰.苏州大学 2016
[2]Canny算子与形态学相融合的边缘检测算法研究与应用[D]. 葛阿雷.宁夏大学 2016
[3]两类Morris-Lecar模型的动力学分析[D]. 张瑞霞.华南理工大学 2015
本文编号：3331030
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