1 江苏大学 机械工程学院, 镇江 212013
2 江苏大学 物电学院, 镇江 212013
活体细胞成像中, 折射率和厚度分布的检测结果一直是细胞变异和形态分析中的重要参数。在光学相位成像中, 由于细胞折射率和厚度的耦合效应, 细胞的折射率不能直接被测量到, 因此, 细胞折射率和厚度解耦方法的研究一直是该领域研究的一个热点。对此,本文以血细胞为研究对象, 基于免标三维相位成像信息, 建立双波长相移方程, 通过三维相位成像下的双波长相位信息分布特征和梯度分布特征分析, 利用细胞介质的色散特性, 得到了双波长相位分布函数表示下的均质和有核非均质样品的折射率以及厚度解耦的数学解。通过单介质模型和外胞类球形有核式模型的仿真实验, 得到了折射率和外胞及内核厚度分布的结果, 误差分析表明其具有较高的精准性, 由此验证了本文方法的正确性。本文方法可对均质细胞(如血红细胞)和外胞类球形有核细胞(如白细胞)进行折射率和厚度分布的解耦, 由此可为血细胞质量检测和亚类识别方法的研究提供一种新思路。
相位显微成像 血细胞 折射率 厚度分布 解耦方法 phase microscopic imaging blood cell refractive index thickness distribution decoupling method
1 天津中医药大学中医药工程学院, 天津300193
2 天津大学, 精密测试技术及仪器国家重点实验室, 天津300072
血细胞压积和平均血红蛋白浓度的检测对于心脑血管疾病以及贫血等疾病的预防和治疗起着非常重要的作用, 为了能够无创、 准确的对血细胞压积和平均血红蛋白浓度进行检测, 本研究提出了一种基于光谱技术的检测方法。 经解剖学研究表明, 在微循环中, 血流变的异常以及血液粘稠度的改变均能引起舌象的变化, 即舌象和血液成分之间存在一定的相关性, 所以本研究通过采集240例志愿者舌尖反射光谱, 同时拍摄志愿者舌体图片和记录生化分析结果。 在进行数学建模前, 首先将240例志愿者随机分为校正集和验证集, 运用偏最小二乘分别建立数学模型, 校正集预测值和生化分析真实值之间相关系数分别为0998和0938, 运用所建数学模型对验证集未知样本进行预测, 验证集未知样本的预测结果与生化分析真实值之间相关系数分别为0979和0883, 平均相对误差分别为165%和188%, 均方根误差分别为4066和4139, 由实验结果可见, 所建立的模型可以较好的对HCT和MCHC进行预测, 同时实验结果也表明近红外光谱分析结合偏最小二乘方法有可能能够为血细胞压积和平均血红蛋白浓度的检测提供一种无创的检测方法。
血细胞压积 平均血红蛋白浓度 可见-近红外光谱 无创检测 舌尖 Hematocrit (HCT) Mean corpuscular hemoglobin concentration(MCHC) Vis-NIR spectroscopy Non-invasive measurement Tongue tips
1 福州大学 物理与信息工程学院, 福建 福州 350000
2 瑞典皇家工学院, 斯德哥尔摩, 瑞典
提出了一种基于图像技术实现白细胞分类的方法。首先, 利用彩色图像的信息转换、距离变换和梯度矢量流活动轮廓 (GVF Snake)等方法从血液细胞图像中提取出白细胞; 然后, 利用细胞核在图像中具有较高颜色饱和度的特点, 结合数学形态学和GVF Snake方法从白细胞中精确地提取出细胞核。最后, 根据细胞的形态、颜色及纹理特征用支持向量机 (SVM) 对白细胞进行分类。实验结果表明：在上述图像分割的基础上, 基于支持向量机分类器的方法对白细胞进行分类, 分类准确度能够达到89.6%。与其他传统的分割和分类的方法相比, 本文提出的方法具有一定的优越性。
图像提取 图像分类 血细胞图像 白细胞分类 梯度矢量流活动轮廓 支持向量机 image extraction image classification blood cell image leukocyte classification Gradient Vector Flow(GVF) Snake Support Vector Machine(SVM) 光学 精密工程
2012, 20(12): 2781
徐州师范大学 物理与电子工程学院，江苏 徐州 221116
采用FLS900型稳态荧光光谱仪对红色激光持续照射的正常离体血液和酒精中毒离体血液进行了荧光检测，得到了血液物质成分变化及荧光光谱特征随时间衰变的规律.研究结果表明：随着血液离体时间的延长，当407 nm的紫光激励时，在605 nm处的荧光峰峰位保持不变只是强度缓慢减弱，但两者均在离体后的14 h和10 h出现了谱形突变，并在474 nm处产生了一个强荧光峰.比较分析发现激光对正常离体血液的衰变有明显的延缓作用，对酒精作用破坏的红细胞也有部分修复功能，但当激光持续照射一定时间后却导致了细胞的形态改变进而加速了细胞的溶血进程，产生了大量的内源性荧光物质还原烟碱腺嘌呤二核苷酸.本文的研究结果能为血细胞活性衰变规律以及功能结构研究提供有意义的参考.
荧光光谱 低强度激光 血细胞 酒精中毒血液 损伤机制 Fluorescence spectrum Low-intensity laser Blood cell Alcoholism blood Damage mechanism
1 华东师范大学 信息科学技术学院,上海 200062
2 中国科学院上海技术物理研究所,上海 200083
3 中国科学院上海生命科学研究院健康科学中心,上海 200030
使用自行研制的推帚式显微高光谱成像系统采集了正常、白血病人血液涂片的显微高光谱图像数据。通过对正常、白血病人血液显微高光谱数据进行处理,获得了人血液的单波段图像,并提取了部分血液细胞的典型透射率光谱曲线。分析这些曲线发现,病变细胞透射率普遍高于正常细胞,特别是在541.3nm附近透射率高出了50%左右。通过对血液涂片的图像和光谱特征进行分析表明,经过一定的改进,可以将显微高光谱成像系统作为一种新的检测手段,辅助医学研究人员对人血液进行分析。
显微高光谱成像 光谱 血细胞 白血病 microscopic hyperspectral imaging spectrum blood cell leukaemia
1 汕头大学医学院,广东,汕头,515031
2 汕头大学医学院第一附属医院,广东,汕头,515031
3 汕头大学医学院肿瘤医院,广东,汕头,515031
为探讨食管癌手术前后患者外周血细胞的凋亡情况.利用流式细胞仪对70例食管癌手术前及其手术后10天～14天患者外周血细胞的DNA和CD4,CD8和CD16/56含量进行了分析.结果显示:手术前后患者外周血细胞的凋亡有差异(P＜0.05),但血细胞的DNA合成期细胞比率(S-phage fraction,SPE)、细胞增长指数无明显的差异(P＞0.05).两组的CD4/CD8比值或CD16/56比例有明显差异(P＜0.001).实验数据表明:手术前患者的细胞凋亡增加可能有利于平衡肿瘤细胞的恶性增殖;而外周血细胞的CD8、NK(自然杀伤细胞,natural killer cells)增高,可能有助于这种平衡作用.但手术后患者肿瘤负荷减轻,免疫功能恢复常态,细胞凋亡率相应降低.
食管癌 外周血细胞 手术 凋亡 流式细胞术
1 徐州师范大学物理系，江苏 徐州 221116
2 江南大学理学院，江苏无锡 214036
用激光诱导荧光光谱法研究了全血溶液在不同衰变时间的荧光光谱变化规律．经小白鼠眼眶取血后配成不同浓度的全血溶液，每隔三小时检测一次其荧光光谱，得到了全血溶液在整个衰变过程中不同时间段的荧光光谱．研究结果表明：存放在室温空气中的血液会随存放时间的延长，其628nm处的荧光峰产生红移，同时荧光峰强度也随之减弱．提出血液荧光光谱峰值红移是由于血细胞在老化过程中红细胞膜不同程度受损引起的．红细胞受损导致溶血，其中的血红蛋白大分子之间将发生共振能量转移，引起自吸收，从而使荧光光谱强度降低．其研究结果将会对研究血液细胞的衰变机理，理解机体细胞的衰变具有一定的参考意义．
荧光光谱 血细胞 衰变时间 激光 Fluorescence spectra Blood cell Disintegration time Laser
1 徐州师范大学物理系,徐州,221009
2 南京理工大学应用物理系,南京,210094
3 第二军医大学南京医学院,南京,210099
用光栅光谱仪获得了波长为407nm(Δλ1/2≈18nm)的LED激发的健康小白鼠的全血、红细胞和血红蛋白的荧光光谱,并对其产生机理和谱线特性进行了研究.实验结果和理论分析表明,407nm的LED诱导血液发出的荧光量子转换效率可达90%以上,且主要是由血液中红细胞上的荧光团产生的;溶血的红细胞产生荧光的量子产额明显较低,光谱特征也发生明显变化,且红细胞和血红蛋白的荧光光谱有较大的差异;血红蛋白的荧光量子产额将随浓度发生明显变化.
荧光光谱 荧光团 血细胞 LED
