【技术实现步骤摘要】
一种基于微流控无透镜成像的红细胞识别与姿态估计方法
本专利技术属于医疗诊断和图像分析
，涉及一种基于微流控无透镜成像的红细胞识别与姿态估计方法。
技术介绍
红细胞(RBC)大小是医学诊断的重要参数。全血细胞计数(CBC)是医生为临床诊断和预后所规定的常用血液检查方法之一。作为最基本的血液测试，一个完整的血液计数(CBC)被用来评估整体健康和检测广泛的疾病，包括贫血，感染和白血病。如今的血细胞计数已不再是简单的红细胞、白细胞和血小板计数功能，而是对血细胞的全面检测。在国际血液学标准化理事会(ICSH)2014年《血细胞分析仪评估指南》中，与红细胞大小相关的参数，如红细胞分布宽度(RDW)也被确定为CBC的一部分。传统的血细胞检测方式主要分为两种，一种是人工的方法，使用光学显微镜进行细胞检测；另一种是借助流式细胞仪进行细胞检测。但是这两种方法的检测设备都存在其体积大，价格昂贵，对操作人员专业知识要求高等问题。近年来，低成本，便携，用户友好和操作简单的即时检测(Point-Of-CareTesting，POCT)越来...
【技术保护点】
1.一种基于微流控无透镜成像的红细胞识别与姿态估计方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：/n步骤1、制备含有红细胞的生物细胞样品；/n步骤2、将生物细胞样品通入到微流控芯片中，并将微流控芯片放置于无透镜成像系统的CMOS图像传感器上；/n步骤3、打开无透镜成像系统的单色光源，使光线照射在微流控芯片上；/n步骤4、打开图像采集装置，利用CMOS图像传感器采集红细胞的衍射图像；/n步骤5、根据无透镜成像系统的成像原理及特点，建立菲涅尔直边衍射模型；/n步骤6、根据菲涅尔直边衍射模型，建立弧边衍射模型；/n步骤7、考虑衍射叠加，建立红细胞识别与姿态估计模型；/n步骤8、采集红细...
【技术特征摘要】
1.一种基于微流控无透镜成像的红细胞识别与姿态估计方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
步骤1、制备含有红细胞的生物细胞样品；
步骤2、将生物细胞样品通入到微流控芯片中，并将微流控芯片放置于无透镜成像系统的CMOS图像传感器上；
步骤3、打开无透镜成像系统的单色光源，使光线照射在微流控芯片上；
步骤4、打开图像采集装置，利用CMOS图像传感器采集红细胞的衍射图像；
步骤5、根据无透镜成像系统的成像原理及特点，建立菲涅尔直边衍射模型；
步骤6、根据菲涅尔直边衍射模型，建立弧边衍射模型；
步骤7、考虑衍射叠加，建立红细胞识别与姿态估计模型；
步骤8、采集红细胞的衍射图样，利用红细胞识别与姿态估计模型识别出红细胞并估计出红细胞在微流控中的姿态。
2.根据权利要求1所述的一种基于微流控无透镜成像的红细胞识别与姿态估计方法，其特征在于，所述单色光源为点光源或平行光源。
3.根据权利要求1所述的一种基于微流控无透镜成像的红细胞识别与姿态估计方法，其特征在于，所述步骤5具体为：
由于无透镜系统中光源到成像面的距离为有限距离，其衍射原理符合菲涅尔衍射，又因为红细胞为准球形细胞，其衍射边缘不是标准圆，因此符合直边菲涅尔衍射，衍射发生在以锐利直边为界的半无限平面上，成像平面上的光强I即直边菲涅尔衍射模型表示为：
式(1)中，I0是平均光强，C(w)、S(w)为菲涅耳积分；
C(w)、S(w)表示为：
式(3)中，r'是光源到生物细胞样品的距离，s'是生物细胞样品到CMOS图像传感器的距离，x是红细胞的衍射图像中衍射环到真实红细胞边界的距离，λ为光波长；
由于在无透镜成像系统中光源到生物细胞样品的距离趋近于无穷大，因此，w被简化为将简化后的w代入式(1)即可得到简化后的直边菲涅尔衍射模型。
4.根据权利要求3所述的一种基于微流控无透镜成像的红细胞识别与姿态估计方法，其特征在于，所述步骤6具体为：
由于弧边衍射具有较大的扩散空间，因此衍射光强的衰减比直边衍射光强的衰减大；基于直边菲涅耳衍射，考虑振幅衰减，弧边衍射光强分布即弧边衍射模型表示为
式(4)中，Iarc为弧边衍射光强，α是衰减系数；
根据弧边衍射光强积分面积与直边衍射光强积分面积之差得到
其中Rarc是弧边的半径，x是弧边到弧中心的距离，因此，衰减系数α表示为
5.根据权利要求4所述的一种基于微流控无透镜成像的红细胞识别与姿态估计方法，其特征在于，所述步骤7具体按照以下步骤实施：
步骤7.1、根据菲涅尔衍射理论，衍射图像的谱线宽度大于细胞直径，因此，红细胞衍射图像是多位...
【专利技术属性】
技术研发人员：李建伟，吴银峰，余宁梅，戴力，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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