[发明专利]三维体积成像

权利要求书

1.一种三维体积建模方法，包括：

将具有半透明外表面的三维生物对象旋转到不同角度位置；

捕获三维生物对象的不同二维图像，所述不同二维图像中的每个处于不同角度位置；

基于所述不同二维图像对三维生物对象的外部进行建模；

标识每个二维图像的三维生物对象的内部结构的点；以及

通过使用三维生物对象的三维体积模板在所述不同二维图像间对所述点进行三角测量，来在三维空间中相对于三维生物对象的外部对三维生物对象的内部结构进行建模。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述不同角位置使得在连续图像之间，细胞对象已经旋转了至少等于成像光学器件的衍射极限的距离。

3.根据权利要求1所述的方法，其中三维生物对象的旋转是绕旋转轴的，并且其中在所述不同角度位置中的每个处捕获二维图像是通过具有垂直于旋转轴的光轴的显微透镜进行的。

4.根据权利要求1所述的方法，其中三维体积模板是生物细胞的模型，三维体积模板具有质心和半径，其中质心的坐标在不同图像间被合并和对齐，以重建质心的三维坐标。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述不同二维图像是非荧光的。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述不同二维图像以至少200 nm的焦点深度被捕获。

7.根据权利要求1所述的方法，其中三维生物对象的内部结构的建模包括在所述不同二维图像之间匹配三维生物对象的细胞壁、细胞核和器官的质心。

8.一种三维体积成像系统，包括：

相机；

用以支撑悬浮在流体中的三维生物对象的平台；

用以绕旋转轴旋转并且同时悬浮在流体中的三维生物对象的旋转器；以及

三维体积建模器：用以从相机接收三维生物对象的不同二维图像，所述不同二维图像中的每个处于不同角度位置；

用以基于所述不同二维图像对三维生物对象的外部进行建模；

用以标识每个二维图像的三维生物对象的内部结构的点；以及

用以通过使用三维生物对象的三维体积模板在所述不同二维图像间对所述点进行三角测量，来在三维空间中相对于三维生物对象的外部对三维生物对象的内部结构进行建模，以输出三维生物对象的参数三维模型。

9.根据权利要求8所述的系统，其中所述不同角度位置使得在连续图像之间，细胞对象已经旋转了至少等于相机的衍射极限的距离。

10.根据权利要求8所述的系统，进一步包括具有垂直于旋转轴的光轴的显微透镜，其中旋转器用以绕垂直于光轴的旋转轴旋转三维生物对象。

11.根据权利要求8所述的系统，其中三维体积模板是生物细胞的模型，所述模板具有质心和半径，其中质心的坐标在所述不同二维图像间被合并和对齐，以重建质心的三维坐标。

12.根据权利要求8 1所述的系统，其中三维体积建模器用以在所述不同二维图像之间匹配三维生物对象的细胞壁、细胞核和器官的质心。

13.一种非暂时性计算机可读介质，包含用以引导处理单元进行以下各项的三维体积成像指令：

从相机接收三维生物对象的不同二维图像，所述不同二维图像中的每个处于不同角度位置；

基于所述不同二维图像对三维生物对象的外部进行建模；

标识每个二维图像的三维生物对象的内部结构的点；以及

通过使用三维生物对象的三维体积模板在所述不同二维图像间对所述点进行三角测量，来在三维空间中相对于三维生物对象的外部对三维生物对象的内部结构进行建模。