[实用新型]细胞DNA倍体分析的三维运动扫描平台及扫描成像系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及细胞DNA图像扫描及倍体分析技术领域，具体涉及一种细胞DNA倍体分析的三维运动扫描平台及扫描成像系统。

背景技术

在细胞DNA图像扫描技术领域中，现有显微扫描平台一般是仅具有X轴、Y轴的运动，且其驱动运动的机构结构复杂，维护、维修成本高昂。因此，有必要设计一种新结构的三维运动扫描平台，以适应细胞DNA图像扫描技术的需要，同时降低设备自身以及维护维修成本。

此外，在扫描显微镜对DNA图像进行扫描的过程中，由于对细胞倍体分析需要每次对不同位置的细胞图像进行聚焦扫描成像，每次的成像过程需要调制焦距聚焦，对于大量的图像采集需求来说，需要很大的工作量和重复的过程，大大延长了工作的时间，降低了效率。

发明内容

本实用新型旨在提供细胞DNA倍体分析的三维运动扫描平台及扫描成像系统，以解决现有显微扫描平台的不足，同时针对目前细胞DNA倍体分析重复扫描聚焦的速度慢、效率低、人为操作精准度不高的问题，用图像补偿的方法替代重复聚焦，快速扫描，提高效率，省时省力，精准高效。

本实用新型的技术方案如下：

一种细胞DNA倍体分析的三维运动扫描平台，包括有固定座，固定座上方有升降座，升降座和固定座于4角位置滑轨连接，于中心位置通过螺杆螺母升降机构连接，固定座的中心位置固定有Z轴电机，Z轴电机驱动螺杆螺母机构以控制升降座在Z轴的上下移动；升降座上有2条Y轴滑轨及沿Y轴滑轨滑动的Y轴滑座，Y轴滑座中间位置通过连接钮与齿条传动带连接，升降座的上方具有容齿条传动带通过的凹槽，升降座的下部具有容齿条传动带通过的通道，升降座的两侧分别固定有驱动传动带的Y轴电机和传动齿轮；Y轴滑座上具有2条X轴滑轨及沿X轴滑轨滑动的X轴滑座，所述Y轴滑座上表面中间部固定有X轴齿条，X轴滑座中部具有固定板，固定板的下部固定有X轴电机，X轴电机上有与X轴齿条啮合的齿轮；隔板的上方具有光源，X轴滑座的顶部具有承托载玻片且透光的固定位。

一种具有如上所述三维运动扫描平台的细胞DNA倍体分析的扫描成像系统，包括有图像信息采集系统、显微镜运动控制系统和图像分析系统；其中，图像信息采集系统包括有高分辨率数码相机、图像采集卡、光源、扫描成像模块，以用于前期对白板载玻片的位置标定信息的采集，后期正式图像扫描时对细胞DNA的扫描成像，并将成像图像传入计算中；显微镜运动控制系统包括有光学显微镜、载玻片以及所述三维运动扫描平台，以对白板载玻片的标定位置进行快速定位，快速定位最大梯度值和最小梯度值的位置；图像分析系统包括有Emgucv扫描成像位置标定模块、梯度值计算模块、MySQL数据库，以对正式细胞DNA扫描成像的分析和计算，获取扫描成像图像的梯度值，每步运动的图像梯度值，分析梯度值最大和梯度值最小的位置，对Z轴每步运动后的梯度值变化进行计算，作为补偿时的参数。

上述用于细胞DNA倍体分析的快速扫描成像系统，其具有如下步骤：

S1：做好细胞DNA倍体分析的三维运动平台的准备工作；

S2：将运动控制平台复位到起始位置，对白板载玻片进行位置扫描标定，记录下每次扫描的位置，并将位置扫描数据存储到MySQL数据库；

S3：用载有细胞DNA倍体的待扫描载玻片置换出步骤S2中的白板载玻片，手动调节Z轴聚焦到图像最清晰的位置，保持Z轴位置和光源亮度不变；

S4：将运动控制平台复位到起始位置，利用平台运动控制软件控制载物平台X轴、Y轴运动沿步骤S2中标定的位置移动扫描成像，将此时标定的位置区域和对应的图像数据存储到MySQL数据库中；

S5：对步骤S4中获得并保存的所有图像通过算法程序进行梯度值计算，找到梯度值最大的图像P1并记录和保存其梯度值T1，找到梯度值最小的图像P2并记录和保存其梯度值T2；

S6：将显微镜快速定位到最清晰的图像P1的位置；

S7：利用平台运动控制软件控制Z轴以固定运动步长在同一区域图像上下运动，计算每步运动后成像的图像梯度值并保存到MySQL数据库，找到图像达到最小的梯度值T2的图像P11对应的Z轴位置，计算Z轴每步运动的梯度值变化值并保存到MySQL数据库；

S8：以梯度值为T1的图像P1为基准，计算步骤S7中获得的每个图像校准到梯度值为T1的Z轴运动步长，作为正式细胞DNA倍体分析扫描成像补偿步长依据。

S9：将步骤S4中获得的所有图像按照步骤S8中获得的补偿依据补偿到梯度值为T1，完成扫描过程。