[发明专利]一种基于双线阵扫描成像系统的细胞图像重构方法

说明书

本发明公开了一种基于双线阵扫描成像系统的细胞图像重构方法，包括依次建立细胞加速度模型、加速度重构模型，利用加速度重构模型和变加速度重构结合，得出扫描坐标系与细胞通道坐标系的加速度区域的映射，继而得到各个加速度区域的重构细胞图像，将各个加速度区域的重构细胞图像拼接形成最终的超分辨率图像，细胞图像的重构完成。本发明解决了因细胞流速不稳定而造成的双线阵扫描成像系统采集到的细胞图像重构的失真问题，对于应用于微流控芯片与线阵探测器的流式细胞仪采集的细胞图像的获取具有十分重要的意义。

技术领域

本发明属于细胞检测技术领域，涉及一种基于双线阵扫描成像系统的细胞图像重构方法。

背景技术

生物组织的细胞图像包含大量的生物信息，对生物样品中的细胞图像进行采集和分析，是现代医学进行疾病诊断、健康监测和新药研制的重要依据。目前主要采用分选速度快、灵敏度高的流式细胞仪完成对细胞的检测，但其价格昂贵、体积大的特点，极大的限制了推广和应用。而随着智慧医疗、社区医疗和远程医疗的推广和普及，开发小型化、低成本、低功耗和使用简单，细胞图像采集分析仪器逐渐受到关注。微流控技术能把样品的制备、分离、反应及检测等基本操作集成在芯片上。作为生物芯片基石的微流控技术能在微纳米尺度空间中对流体进行操控，具有高通量、集成小型化与自动化、污染少、样本消耗量少等优点。微流控技术以它所独有的快速分析、低功耗、微型化和自动化等特点发展非常迅速。

将微流控技术、无透镜成像技术与图像处理技术结合，使细胞检测的小型化、低成本、易操作以及大众化成为可能。现有的基于微流控技术与线阵探测器的线阵扫描成像系统虽能解决传统的问题，但是此系统对细胞流速的估计要求非常精确。由于采用单线阵扫描成像系统无法计算到足够的细胞流速信息，从而无法精确计算细胞流速，导致细胞图像重构失真。但是应用双线阵扫描成像系统可以精确计算细胞流速信息，然而在实际操作中，细胞流速不稳定也会造成细胞图像重构失真等问题。因此，针对细胞以变加速度流动时的线阵扫描图像重构算法在线阵扫描成像系统中具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于双线阵扫描成像系统的细胞图像重构方法，解决了因细胞流速不稳定而造成的双线阵扫描成像系统采集到的细胞图像重构的失真问题。

本发明所采用的技术方案是，一种基于双线阵扫描成像系统的细胞图像重构方法，双线阵扫描成像系统包括平行光源、微流控芯片和数据处理装置，微流控芯片设置有直线型微通道，直线型微通道两端分别设置为微通道微液样品入口和微通道微液样品出口，微流控芯片的微通道待测区域下表面设置有夹角为θ的两个线阵探测器，0≤θ≤90°，其中，一个线阵探测器与直线型微通道垂直，另一个线阵探测器位于该线阵探测器靠近微通道微液样品入口6一侧，具体按照以下步骤实施：

步骤1、建立微通道坐标系和线阵扫描坐标系，分别构建细胞速度分解模型、扫描分辨率模型、线阵扫描系统距离模型以及细胞加速度模型；

步骤2、进行坐标变换，重构细胞加速度模型，得到加速度重构模型；

步骤3、利用加速度重构模型和变加速度重构结合，得出扫描坐标系与细胞通道坐标系的加速度区域的映射，继而得到各个加速度区域的重构细胞图像；

步骤4、将各个加速度区域的重构细胞图像拼接形成最终的超分辨率图像，细胞图像的重构完成。

本发明的特点还在于，

步骤1具体按照以下步骤实施：

步骤1.1建立微通道坐标系和线阵扫描坐标系

以微流控芯片的直线型微通道流向与细胞第一个交叉点为原点O，直线型微通道长度方向为O_y轴，O_y轴以细胞流向为正方向，垂直直线型微通道的方向为O_x轴，O_x轴以指向直线型微通道另一侧的方向为正方向，建立微通道图像的直角坐标系即微通道坐标系O(x,y)；