[发明专利]一种流式细胞仪数据采集系统

说明书

本发明提供了一种流式细胞仪数据采集系统，包括顺次连接的数据采集模块、FPGA模块及MCU模块，所述FPGA模块控制所述数据采集模块采集8路细胞脉冲电信号，并有序的从所述数据采集模块读取8路细胞脉冲电信号以识别出每路所述细胞脉冲电信号的峰值、宽度及面积，当所述MCU模块接收到所述FPGA模块发送的控制信号时，从所述FPGA模块读取识别结果并发送至一上位机中，本发明将FPGA和STM32有效地结合起来，充分发挥了FPGA对高速并行数据的处理优势，能很好的实现细胞脉冲电信号的高速并行采集和同步远程传输储存，既能保证有较快的操作速度，又具有很高的灵活性。

技术领域

本发明涉及流式细胞仪数字信号处理技术领域，尤其涉及一种流式细胞仪数据采集系统。

背景技术

流式细胞仪是一种集激光技术、流体力学技术、光电测量技术、电子计算机技术、细胞荧光化学技术和细胞免疫技术为一体的新型高科技仪器，同时具有分析和分选细胞的功能。对悬液中的处于高速、直线流动的单细胞或其他颗粒，经过探测区域时所产生的散射光和标记荧光进行收集和测量，实现高速逐一的多参数定量分析。在细胞生物学、细胞动力学、免疫学、血液学及肿瘤学等领域具有广泛的应用。

流式细胞仪完成了对细胞被激发后的前向散射光、侧向散射光以及荧光信号的接收，并且进行光电转换以及将转换后的脉冲信号进行识别处理，传输至上位机进行分析处理。

传统的多通道数据采集系统绝大多数是靠ADC芯片的多通道分时复用来实现的。但是这个方法不能满足流式细胞仪多通道数据同步采集的需求，而且难以实现高速高精度的数据采集。为了解决所面临的问题，整个数据采集系统采用多片双通道ADC芯片并行采集的模式来组建。对于所要采集的细胞脉冲电信号很微弱，目前所采用的都是经过固定倍数放大后对某种细胞种类进行数据采集，不能很好地区分各种动态范围内的细胞或者颗粒。

目前数据采集系统种类繁多，但是一般处理器不能同时满足高速采集、远程传输存储和实时并行的要求。对于细胞信号数据的接收与处理，是整个流式细胞仪数据采集系统的重要组成部分。FPGA对信号进行采集和处理是目前广泛使用的，对于数据的传输也是直接由FPGA上传至上位机进行处理，这样虽然能达到高效读取和处理的要求，但是在和其他设备模块通信时还是存在问题。使用单片机提供数据的显示、数据传输以及一些人机交互的功能，技术周期短，且编程简单易于实现。一般的STM32系列的FSMC总线通信方式，即灵活的静态存储控制器，能够与同步或者异步存储器和PC存储卡连接，STM32系列的FSMC接口支持包括SRAM、NAND、FLASH、NOR FLASH和PSRAM等存储器。在这个基础上发展了STM32F4系列，作为STM32F429专有的FMC灵活的存储管理器，是在FSMC的基础上支持SDRAM的升级版本。

目前流式细胞仪发展迅速，在检测细胞脉冲电信号中，触发阈值不为零造成脉冲信号存在一定的信息缺失，对于缺失的信息目前采用的矩形恢复补偿方法进行信号恢复，矩形补偿利用阈值与脉冲信号两交点之间的距离及阈值获得补偿矩阵，对脉冲信号进行补偿。然而，矩形补偿方法不能对缺失信息进行完整的恢复，恢复精度较低，容易造成参数提取产生误差，从而造成流式细胞仪变异系数增大。

因此，需要一种能有效的对多路高速光信号采集且基于FPGA+STM32控制的流式细胞仪数据采集系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种流式细胞仪数据采集系统，能很好的实现细胞脉冲电信号的高速并行采集和同步远程传输储存。

为了达到上述目的，本发明提供了一种流式细胞仪数据采集系统，包括顺次连接的数据采集模块、FPGA模块及MCU模块，所述FPGA模块控制所述数据采集模块采集8路细胞脉冲电信号，并有序的从所述数据采集模块读取8路细胞脉冲电信号以识别出每路所述细胞脉冲电信号的峰值、宽度及面积，当所述MCU模块接收到所述FPGA模块发送的控制信号时，从所述FPGA模块读取识别结果并发送至一上位机中。