一种多路片层光全自动对准装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种多路片层光全自动对准装置及方法，该装置包括：片层光运动控制模块，其用于按照当前片层光图像与基准位置之间存在的偏差量对应的补偿量，将每一路片层光调整到基准位置；实时成像模块，其用于连续拍摄记录当前单路片层光图像；图像分析模块，其用于接收片层光图像，判断片层光图像与基准位置之间是否存在预先定义的偏差类型中的偏差，并在判定为是的情形下，分析偏差的所属的偏差类型及获取补偿量，在所有偏差判定为否的情形下，向实时成像模块发出连续拍摄记录下一路片层光图像的指令。本发明专利技术以实时采集成像为基础，通过片层光的形态、位置分析计算，将片层光移动到视野中指定的位置，实现多路片层光的全自动对准。动对准。动对准。

【技术实现步骤摘要】
一种多路片层光全自动对准装置及方法


[0001]本专利技术涉及荧光显微成像
，特别是关于一种多路片层光全自动对准装置及方法。

技术介绍

[0002]光片荧光显微镜为实时发育生物学的新兴领域做出了重大贡献。低光毒性和高速多视图采集使得选择性光片荧光显微镜成为研究斑马鱼、果蝇和其它模式生物的器官形态发展以及功能的最佳选择。
[0003]随着成像样本的丰富以及成像需求的增多，单路片层光用于对从单个分子到细胞、组织和整个胚胎的样本进行成像已经不够。采用全方位的多路片层光对样品照明，在保证高分辨的条件下可有效扩大成像范围，但是这种情况同时面临着多路片层光的对准问题，而通过未对准的多路片层光所获得的图像对比实际的样品结构会有错位失真的现象。现有的人工手动对准多路片层光，费时费力。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种多路片层光全自动对准装置及方法，实现控制上位机全自动对准多路片层光，省时省力。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供一种多路片层光全自动对准装置，其包括：
>[0006]片层光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多路片层光全自动对准装置，其特征在于，包括：片层光运动控制模块，其用于按照当前片层光图像与基准位置之间存在的偏差量对应的补偿量，将每一路片层光调整到所述基准位置，所述基准位置以相机视野为基准预先设置；实时成像模块，其用于连续拍摄记录当前单路片层光图像；图像分析模块，其用于接收所述片层光图像，判断所述片层光图像与所述基准位置之间是否存在预先定义的偏差类型中的偏差，并在判定为是的情形下，分析所述偏差的所属的偏差类型及获取所述补偿量，输出给所述片层光运动控制模块，在所有偏差判定为否的情形下，向所述实时成像模块发出连续拍摄记录下一路片层光图像的指令。2.如权利要求1所述的多路片层光全自动对准装置，其特征在于，所述偏差类型包括XOZ平面偏差，所述图像分析模块具体包括：轮廓获取单元，其用于对在样品室中放入荧光微珠溶液的情形下采集到的所述片层光图像进行边缘检测和提取，获得片层光图像的轮廓信息；XOZ平面偏差判断单元，其用于判断所述轮廓信息与所述基准位置之间是否有角度偏差θ
y
，如果有，则判定为存在所述XOZ平面偏差；如果判定为不存在所述XOZ平面偏差，继而判断除所述XOZ平面偏差之外的其它所述偏差类型；其中，所述θ
y
为片层光相对于预设Y轴的倾斜角度；XOZ平面偏差补偿量计算单元，其用于在判定为存在所述XOZ平面偏差的情形下，控制所述片层光位置控制模块沿着以Y轴为中心旋转的方向以预设角度θ
′
y
进行步进，以及按照下式(1)计算值补偿对应所述θ
′
y
的位移补偿量Δx：Δx＝L sinθ
′
y
ꢀꢀꢀꢀ
(1)式中，L为片层光激发模块的长度。3.如权利要求1或2所述的多路片层光全自动对准装置，其特征在于，所述偏差类型包括YOZ平面偏差，所述图像分析模块具体包括：图像处理分析单元，其用于对在样品室中放入荧光微珠溶液的情形下采集到的所述片层光图像进行图像处理，将荧光微珠与背景分离，并统计其点亮的荧光微珠在所述片层光图像中显示的大小以及按大小沿Z轴的分布情况；YOZ平面偏差判断单元，其用于判断片层光是否存在θ
x
方向的旋转，如果所述荧光微珠的大小沿Z轴的分布特性不呈现为边缘大中间小，而且从边缘到中间逐渐变小，则判定为存在所述YOZ平面偏差；如果所述荧光微珠的大小沿所述Z轴的分布特性呈现为边缘大且中间小，而且从边缘到中间逐渐变小，则判定为不存在所述YOZ平面偏差，继而判断除所述YOZ平面偏差之外的其它所述偏差类型；其中，所述θ
x
为片层光当前相对于预设X轴的倾斜角度；YOZ平面偏差补偿量计算单元，其用于在判定为存在所述YOZ平面偏差的情形下，控制片层光位置控制模块沿着以X轴为中心旋转的方向以预设角度θ
’
x
进行步进，以及补偿对应所述θ
’
x
的位移补偿量Δy，其计算公式为下式(2)：Δy＝L sinθ
x
’ꢀꢀꢀ
(2)式中，L为片层光激发模块的长度。4.如权利要求1或2或3所述的多路片层光全自动对准装置，其特征在于，所述偏差类型包括第一XOY平面偏差，所述图像分析模块具体包括：
图像处理分析单元，其用于对在样品室中放入荧光微珠溶液的情形下采集到的所述片层光图像进行图像处理，将荧光微珠与背景分离，并统计其点亮的荧光微珠在所述片层光图像中显示的大小以及按大小沿X轴的分布情况；第一XOY平面偏差判断单元，其用于判断片层光是否存在θ
z
方向的旋转以及旋转方向，如果所述荧光微珠的大小沿所述X轴的分布特性不呈现为边缘大且中间小，而且从边缘到中间逐渐变小，则判定为存在所述第一XOY平面偏差；如果所述荧光微珠的大小沿所述X轴的分布特性呈现为边缘大且中间小，而且从边缘到中间逐渐变小，则判定为不存在所述第一XOY平面偏差，继而判断除所述第一XOY平面偏差之外的其它所述偏差类型；其中，所述θ
z
为片层光当前相对于预设Z轴的倾斜角度；第一XOY平面偏差补偿量计算单元，其用于控制片层光位置控制模块沿与所述θ
z
方向相反的方向，以预设角度θ
’
z
进行步进。5.如权利要求1或2或3或4所述的多路片层光全自动对准装置，其特征在于，所述偏差类型包括第二XOY平面偏差，所述第二XOY平面偏差包括最小的荧光微珠集合与所述当前片层光图像的中心位置之间的ΔZ偏差；所述图像分析模块具体包括：图像处理分析单元，其用于对在样品室中放入荧光微珠溶液的情形下采集到所述片层光图像进行图像处理，将荧光微珠与背景分离，并统计点亮的荧光微珠在所述片层光图像中显示的体积大小以及按大小沿Z轴的分布情况；ΔZ偏差判断单元，其用于判断最小的荧光微珠集合是否在所述当前片层光图像的中心位置，如果是，则判定为存在所述ΔZ偏差；如果否，则判定为存在所述ΔZ偏差，继而判断除所述ΔZ偏差之外的其它所述偏差类型；ΔZ偏差补偿量计算单元，其用于在判定为存在所述ΔZ偏差的情形下，控制片层光位置控制模块沿着Z方向以预设步长ΔZ
’
进行步进。6.一种多路片层光全自动对准方法，其特征在于，包括：以相机视野为基准，在所述相机视野中为每路...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛珩，杨润甲，梁晨，杜珂，梁林涛，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：