[发明专利]一种视觉伺服斑马鱼心脏注射方法

说明书

技术领域

本发明涉及视觉伺服斑马鱼心脏注射方法。

背景技术

斑马鱼目前已经成为最重要的有脊椎模式动物之一。它的优点包括繁殖能力极强，与人类基因相似度很高，生长速度快，从胚胎至幼鱼时期都为透明故便于观察其身体发育等特性。因此，斑马鱼在研究脊椎动物发育生物学方向具有极其重要的研究价值。由于在特定的研究中需要将药物注射进斑马鱼的心脏(例如，将荧光试剂注射进斑马鱼幼鱼的心脏后，观察荧光试剂随血液的流动和分布情况)，观察斑马鱼变化，但现有都是手工对斑马鱼心脏进行注射，成功率低，而且需要对人员进行培训，费时费力，成功率低。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术都是手工对斑马鱼心脏进行注射，成功率低，而且需要对人员进行培训，费时费力，成功率低的问题，而提出一种视觉伺服斑马鱼心脏注射方法。

一种视觉伺服斑马鱼心脏注射方法具体过程为：

步骤一、将斑马鱼幼鱼、注射针和吸持针置于显微镜视野范围内，得到图像；

步骤二、对步骤一中得到的图像进行预处理，得到斑马鱼幼鱼所在区域及斑马鱼幼鱼的倾角θ；

步骤三、基于步骤二得到的斑马鱼幼鱼所在区域及斑马鱼幼鱼的倾角θ，确定吸持针和注射针轮廓；

步骤四、基于步骤三确定的吸持针和注射针轮廓，用注射针将斑马鱼幼鱼调整到与注射针相互垂直的方向；

步骤五、基于步骤四，确定斑马鱼幼鱼心脏区域；

步骤六、基于步骤五确定斑马鱼幼鱼心脏区域后，用吸持针将斑马鱼幼鱼吸住；

步骤七、基于步骤六，确定斑马鱼幼鱼心脏的左右朝向；

步骤八、根据斑马鱼幼鱼心脏的朝向确定注射位置。

本发明的有益效果为：

本发明将斑马鱼幼鱼、注射针和吸持针置于显微镜视野范围内，得到图像；对图像进行预处理，得到斑马鱼幼鱼所在区域及斑马鱼幼鱼的倾角θ；确定吸持针和注射针轮廓；用注射针将斑马鱼幼鱼调整到与注射针相互垂直的方向；确定斑马鱼幼鱼心脏区域；用吸持针将斑马鱼幼鱼吸住；确定斑马鱼幼鱼心脏的左右朝向；根据斑马鱼幼鱼心脏的朝向和角度确定注射位置。完成自动对斑马鱼心脏进行注射，成功率高，而且不需要对人员进行培训，自动完成，省时省力。

实施例一中对50条斑马鱼幼鱼进行了心脏注射，平均速度为每分钟5条，各步骤所用时间如图7所示，针尖检测需要0.8s，计算幼鱼区域需要1.3s，旋转幼鱼需要3.6s，确定心脏区域需要0.9s，吸持幼鱼需要0.8s，缩小心脏区域需要1.2s，心脏定位需要5.1s，注射需要0.3s，释放幼鱼需要0.7s，撤回注射针需要0.3s，整个过程共需要15s，可得出本发明可以快速准确的对斑马鱼幼鱼心脏进行注射，成功率高。

附图说明

图1为本发明j与e_y的关系图；

图2为本发明斑马鱼幼鱼的旋转示意图；

图3为心脏向上时心脏区域示意图；

图4为侧向时心脏区域示意图；

图5为斑马鱼幼鱼截面图；

图6为旋转后的斑马鱼幼鱼截面图；

图7为实施例一中对50条斑马鱼幼鱼进行了心脏注射，各步骤所用时间示意图；

图8a为斑马鱼幼鱼根据心脏斜向示意图，t_u为两个坐标系进行坐标变换的位移，RCH为斑马鱼幼鱼心脏区域，LBR为幼鱼区域，l₁、l₂为确定的包含幼鱼的矩形的两条长边，Median line为中线，u_i为中线上的点的横坐标，v_i为中线上的点的纵坐标，Improve RCH为进一步确定的斑马鱼幼鱼心脏区域，Fitted curve为拟合曲线；O_i-UV为视野坐标系，为O_i-UV变换为斑马鱼幼鱼的坐标系；O_i是视野坐标系的原点，U和V是视野坐标系的两个轴，是幼鱼坐标系的原点，U^*和V^*是幼鱼坐标系的两个轴；

图8b为斑马鱼幼鱼根据心脏向上示意图；

图8c为斑马鱼幼鱼根据心脏向右示意图；

图8d为斑马鱼幼鱼根据心脏向左示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式的一种视觉伺服斑马鱼心脏注射方法具体过程为：

步骤一、将斑马鱼幼鱼、注射针和吸持针置于显微镜视野范围内，得到图像；