培养箱内置式细胞动态三维显微成像系统设计与开发

声明

1 绪论

1.1 课题背景与研究意义

1.2 细胞显微成像技术发展概况

1.2.1 明场、相衬等传统显微成像技术

1.2.2 数字全息定量相位显微成像技术

1.2.3 荧光显微和激光共聚焦显微成像技术

1.2.4 差分相衬定量相位成像技术

1.3 细胞体外培养技术发展概况

1.4 论文主要工作

2 系统功能及总体设计

2.1 系统功能及创新点

2.1.1 基于差分相衬定量相位成像的非干涉动态三维成像技术

2.1.2 基于可编程LED阵列照明的显微多模式成像技术

2.1.3 基于小型化显微成像系统设计的培养箱内置式细胞显微观测模式

2.1.4 对细胞定量相位显微结果的实时分析功能

2.2 系统总体设计

2.3 系统性能指标

2.4 系统操作流程

3 系统核心算法设计

3.1 最优照明模式下的差分相衬定量相位成像

3.1.1 差分相衬定量相位成像基本原理

3.1.2 最优照明模式下差分相衬定量相位成像流程

3.1.3 成像模型仿真

3.2 基于可编程LED阵列照明的多模式显微成像技术

3.2.1 明场、暗场成像原理

3.2.2 相衬、莱茵伯格成像原理

3.3 细胞分割计数算法

4 硬件系统设计

4.1 硬件系统总体设计方案

4.2 照明模块：可编程LED阵列

4.3 光学成像模块：小型定焦显微透镜组

4.4 图像采集模块：工业CCD相机

4.5 驱动控制模块：硬件电路板

5 软件系统设计

5.1 软件总体设计方案

5.1.1 开发环境

5.1.2 设计模式

5.1.3 主界面布局

5.2 软件子模块介绍

5.2.1 光源控制模块

5.2.2 相机控制模块

5.2.3 图像显示模块

5.2.4 图像分析模块

6 系统测试与评价

6.1 系统主要性能测试

6.1.1 横向分辨率测试：分辨力测试板测试

6.1.2 轴向分辨率测试：PMMA微结构测试

6.1.3 视场大小测试：千分尺测试测试

6.2 系统主要功能测试

6.2.1 多模式成像功能测试：动物、植物切片观察

6.2.2 定量相位成像功能测试：Hela细胞动态观测

7 总结与展望

7.1 创新点总结

7.2 已完成工作总结

7.3 不足及改进方案

致谢

参考文献

附 录