[发明专利]基于无透镜成像的椭圆细胞检测装置及检测方法

说明书

本发明公开了基于无透镜成像的椭圆细胞检测装置，包括上下设置的灯光盒和电路板保护盒，灯光盒中设置有LED光源、凸透镜、CMOS图像传感器，本发明能够针对无透镜成像系统采集细胞图像时存在分辨率低和衍射干扰严重的情况，准确检测出椭圆细胞。本发明椭圆细胞的检测方法，该方法应用本发明的基于无透镜成像的椭圆细胞检测装置进行椭圆细胞检测，包括制作、固定待测椭圆细胞样本，开启LED光源，CMOS图像传感器采集图像数据，处理图像数据，根据椭圆细胞长轴和短轴差异判断是否为正常椭圆细胞，本发明提高了椭圆形细胞测量的自动化程度，降低了操作的人工成本。

技术领域

本发明属于医学图像分析技术领域，涉及基于无透镜成像的椭圆细胞检测装置，还涉及椭圆细胞的检测方法。

背景技术

血细胞形态参数对于疾病诊断、健康监测、新药研制是非常有价值的数据。通常获取这一数据的方法是采集细胞图像进行分析。常用的采集设备时光学显微镜。为了保证成像质量，光学显微镜不得不采用复杂的多透镜组。使得光学显微镜的小型化问题一直受限于透镜组。在面对突发疫情等紧急情况或采集现场检测等即时检测的应用场景中，较高的专业要求和制造成本成为了掣肘，不利于快速部署、低成本大规模部署和即时检测。

2006年，美国加州理工大学的Yang changhuei研究小组首次提出无透镜光流体显微芯片的概念。这一设备的优势在于使用图像传感器不仅降低了设备的制造和使用成本，还提高的便携性。在面对快速部署、低成本大规模部署和即时检测的应用场景中更具有优势。

无透镜设备有两个问题需要解决：1.由于商用图像传感器的像素尺寸与血液细胞十分接近，造成了由无透镜成像系统采集到的细胞图像分辨率较低；2.衍射干扰较小的接触式成像要求成像样品到图像传感器的距离必须缩小到几个可见光波长，对于商用传感器很难实现，不得不采用具有干扰的衍射成像。因此，如何在使用商用传感器的情况下，获得准确的细胞形态参数成为了研究难点。

发明内容

本发明的目的是提供基于无透镜成像的椭圆细胞检测装置，能够针对无透镜成像系统采集细胞图像时存在分辨率低和衍射干扰严重的情况，准确检测出椭圆细胞。

本发明的另一目的是提供椭圆细胞的检测方法，可以准确检测出椭圆细胞。

本发明所采用的第一种技术方案是，基于无透镜成像的椭圆细胞检测装置，包括上下设置的灯光盒和电路板保护盒，灯光盒中由上向下依次设置有位于同一轴线上的LED光源、凸透镜、CMOS图像传感器，CMOS图像传感器位于电路板保护盒上，电路板保护盒中设置有与CMOS图像传感器连接的CMOS图像传感器电路。

本发明第一种技术方案的特点还在于，

灯光盒与电路板保护盒旋转连接，灯光盒可在电路板保护盒上转动，灯光盒侧壁开设在有开口，电路板保护盒上固定有与灯光盒开口匹配的遮光板。

CMOS图像传感器外周设置有样本垫。

样本垫上设置有样本卡槽。

本发明椭圆细胞的检测方法，该方法应用本发明的基于无透镜成像的椭圆细胞检测装置进行椭圆细胞检测，具体按照以下步骤实施：

步骤1、制作待测椭圆细胞样本；

步骤2、将待测椭圆细胞样本置于CMOS图像传感器上，并固定于样本卡槽中，旋转灯光盒使其开口与遮光板形成封闭采集室；

步骤3、开启LED光源，使LED光源发出的光线经凸透镜聚拢垂直射向待测椭圆细胞样本；

步骤4、打开CMOS图像传感器，将采集到的图像数据经数据接口导出到CMOS图像传感器电路的处理模块上；

步骤5、对导出的图像数据使用霍夫变换算法检测经过衍射干扰后呈现圆形的椭圆细胞的图像的圆心，并以它为中心建立矩形坐标系，对图像进行分割检测细胞衍射环；