[发明专利]一种快速且精准地获取组织样本神经元胞体位置的方法

权利要求书

1.一种快速且精准地获取组织样本神经元胞体位置的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤a，对高度呈H的组织样本从一端开始对h厚度的表层进行成像，形成细胞形态清晰的表层图像，然后对完成成像的h厚度的表层进行切割；

步骤b，连续重复步骤a，其中，完成多个h厚度的表层的成像及切割所需时间为t1，其中hH；

步骤c，顺序完成与所述步骤b中已完成成像及切割的多个h厚度的表层相邻的另一多个h厚度的表层的成像及切割，在步骤c中成像及切割过程中对已完成成像及切割的部分或全部厚度的表层图像的细胞位置进行计算，以确定所述部分及全部厚度的表层图像中的细胞在三维空间中的位置信息，计算所述细胞位置所需时间为t2，其中，t2≤t1≤5t2；

步骤d，重复步骤b、c，相邻的用于计算细胞位置的表层图像依次顺接，直到完成最后一部分表层图像中的细胞在三维空间中的位置信息后，将多个表层图像中的细胞位置信息进行融合，以获得全部组织样本的细胞在三维空间中的位置信息。

2.根据权利要求1所述的快速且精准地获取组织样本神经元胞体位置的方法，其特征在于，所述细胞形态清晰具体指细胞的外轮廓清晰。

3.根据权利要求1所述的快速且精准地获取组织样本神经元胞体位置的方法，其特征在于，所述0≤h≤100um，100um≤H≤5cm。

4.根据权利要求1-3任一所述的快速且精准地获取组织样本神经元胞体位置的方法，其特征在于，所述步骤a中对所述表层进行成像的方法为高通量光学层析成像，所述高通量光学层析成像的具体步骤为：

S1、将光束调制成能够在物镜的焦平面聚焦并能够在物镜的离焦面发散的调制光束，该调制光束在物镜的焦平面具有不完全相同的调制强度；

S2、采用相机对调制光束照明下的同一h厚度的表层在不同像素下进行成像，形成的表层图像的计算公式为：

I(i)＝Iⁱⁿf(i)+I^out

其中，I(i)为i像素下形成的表层图像，f(i)为表层图像I(i)所对应的调制强度，Iⁱⁿ为表层图像的焦平面图像，I^out为表层图像的离焦面图像；

S3、将不同像素下的表层图像通过解调算法解调获取表层图像的焦平面图像，该焦平面图像即为光学层析图像；其中，所述解调算法的解调公式为：Iⁱⁿ＝c×|βI₁–αI₂|

其中，α、β为正整数，c为大于0的常数，I₁为α个像素下获取的表层图像的累加和，I₂为β个像素下获取的表层图像的累加和；α个像素下的表层图像相对应的调制强度的累加值和β个像素下的表层图像相对应的调制强度的累加值不相同。

5.根据权利要求4所述的快速且精准地获取组织样本神经元胞体位置的方法，其特征在于，所述相机的成像区域为N行像素，N≥2；在与所述表层成像平面相平行的平面上形成相垂直X与Y两个方向，所述调制光束在X与Y方向分别具有如下特性：所述调制光束在所述N行像素上沿X方向上具有不完全相同的调制强度，所述调制光束在所述N行像素的每一行像素上沿Y方向上具有相同的调制强度；所述像素为行像素，所述表层图像为条带图像；且所述步骤S2包括：

S21、驱动所述调制光束与组织样本在所述X方向上相对作连续、匀速移动；

S22、所述相机对所述组织样本沿其相对运动方向依次连续成像；

S23、获取按时间顺序所得每帧图像中的第i行像素的条带图像块，条带图像块的计算公式为：

其中，I_t(i)为第t帧图像中第i行像素对应的条带图像块，为I_t(i)相对的条带图像块的焦平面图像，即为完整的条带图像中的第m个条带图像块的焦平面图像，为I_t(i)相对的条带图像块的离焦面图像，f(i)为第i行像素对应的调制强度；

S24、将每帧图像中的第i行像素的条带图像块依次拼接，即得第i行像素的条带图像，其计算公式为：

其中，M为完整的条带图像所对应的条带图像块数量，m≤M。