[发明专利]一种血细胞剪应力流变观测装置及血细胞剪应力流变规律的分析和流变过程的再现方法

权利要求书

1.一种血细胞剪应力流变观测装置，其特征在于，包括注射泵、冷光源、平行平板腔、倒置生物显微镜、转接口、高速摄像机、储液池、温控器、计算机等，所述注射泵的出口与平行平板腔的入口相连通，平行平板腔的出口与储液池相连通，冷光源布置在平行平板腔的上方，平行平板腔置于所述倒置生物显微镜的载物台上，倒置生物显微镜通过转接口安装在高速摄像机上，高速摄像机与计算机相连，储液池设置在温控器中。

2.根据权利要求1所述的一种血细胞剪应力流变观测装置，其特征在于，所述温控器控制的温度范围为0到60摄氏度之间。

3.根据权利要求2所述的一种血细胞剪应力流变观测装置，其特征在于，所述倒置生物显微镜通过转接口安装在高速摄像机上进行剪切过程的定焦与变焦拍摄。

4.一种血细胞剪应力流变规律的分析和流变过程的再现方法，其特征在于，该方法在权利要求1所述的装置中实现，具体包括如下步骤：

步骤1：在储液池中注入血细胞溶液，调节温控器的温度；

步骤2：通过注射泵负压驱动血细胞溶液到平行平板腔中，血细胞溶液经过平行平板腔后进入注射泵的注射管中；

步骤3：在注射泵驱动血细胞溶液的过程中，打开冷光源和高速摄像机，高速摄像机对流经平行平板腔的血细胞溶液进行实时拍摄，将拍摄到的图像传递给计算机；

步骤4：计算机对拍摄的图像通过血细胞形变参数与流动参数的提取算法、血细胞剪切流变规律的分析算法和血细胞2维图像的3维重建算法，实现血细胞剪应力流变规律的分析和流变过程的再现。

5.根据权利要求4所述的再现方法，其特征在于，所述血细胞形变参数与流动参数的提取算法对由定焦条件下获得视频图像进行处理，包括噪声和背景的去除、聚焦细胞的分割、细胞的追踪、比例尺的计算以及细胞形态参数与流动参数的提取与计算。

6.根据权利要求5所述的再现方法，其特征在于，所述血细胞剪切流变规律的分析算法对由所述血细胞形变参数与流动参数的提取算法获得的形态参数和流动参数进行分析，获得不同剪应力大小和剪切时间下细胞的形态变化规律。

7.根据权利要求6所述的再现方法，其特征在于，所述血细胞2维图像的3维重建算法对由在变焦条件下获得的视频图像进行处理。

8.根据权利要求7所述的再现方法，其特征在于，所述血细胞2维图像的3维重建算法具体如下：

对于具有恒定折射率的厚透明物体来说，其成像的对比度C可根据以下离焦公式获得：

其中为物平面的坐标(x,y)对应的向量，为(x,y)处的图像亮度，I₀为背景亮度，Δn为透明物体与浸没介质的折射率差值，Δf为离焦量，为透明物体的厚度轮廓；因此，当血细胞被高速摄像机捕捉时，通过控制离焦量实现血细胞在不同焦平面的扫描，再通过血细胞2维图像的3维重建算法对图像的对比度进行提取，利用公式(1)进行细胞厚度轮廓的计算，实现细胞的3维重建。