生物細(xì)胞亞結(jié)構(gòu)形態(tài)的多角度相位成像熵層析方法.pdf

1、細(xì)胞作為生命體結(jié)構(gòu)和生命活動(dòng)的基本單元，其研究一直是生命科學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。目前，對(duì)于細(xì)胞的研究正從定性分析向定量研究發(fā)展，在這過(guò)程中涌現(xiàn)了許多有用的科學(xué)方法。而相位成像技術(shù)憑借其非侵入、無(wú)損傷和可定量的優(yōu)點(diǎn)，成為生物細(xì)胞定量研究的眾多方法中很有競(jìng)爭(zhēng)力的一員。近十多年來(lái)，各種基于數(shù)字全息的定量相位顯微技術(shù)被相繼提出，并可對(duì)細(xì)胞進(jìn)行清晰的定量相位成像。然而關(guān)于細(xì)胞研究和疾病診斷治療的細(xì)胞參數(shù)往往不能直接從定量相位信息中獲得，基

2、于定量相位成像技術(shù)的細(xì)胞定量檢測(cè)工作還處于起步階段，有待于進(jìn)一步提高和完善。
　　基于此，本文以中國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金(No.11374130，NO.11302086)和高等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)科研基金聯(lián)合資助項(xiàng)目(NO.20113227110018)為支撐，在對(duì)各種定量相位成像理論深入分析的基礎(chǔ)上，并著重對(duì)層析顯微技術(shù)進(jìn)行了研究，結(jié)合現(xiàn)有層析顯微方法、圖像重建方法、優(yōu)化方法等，提出了生物細(xì)胞兩正交方向相位成像層析熵方法，通過(guò)求取各細(xì)

3、胞亞結(jié)構(gòu)的平均折射率以及物理厚度來(lái)確定細(xì)胞亞結(jié)構(gòu)的三維輪廓。并根據(jù)已有的紅細(xì)胞和單核細(xì)胞參數(shù)信息，在VirtualLab光學(xué)仿真軟件上建立了紅細(xì)胞和單核細(xì)胞模型，并分別以紅細(xì)胞和單核細(xì)胞模型為例，應(yīng)用生物細(xì)胞兩正交方向相位成像層析熵方法對(duì)其進(jìn)行三維形態(tài)重建。數(shù)據(jù)分析表明，重建圖像與模型具有很高的相似度。這驗(yàn)證了該方法對(duì)均質(zhì)細(xì)胞和非均質(zhì)細(xì)胞的可行性與有效性。
　　本文提出的生物細(xì)胞兩正交方向相位成像層析熵方法僅需兩幅相位圖像，就可實(shí)