[发明专利]一种应用于双线阵扫描成像系统中细胞流速的计算方法

权利要求书

1.一种应用于双线阵扫描成像系统中细胞流速的计算方法，所述双线阵扫描成像系统包括平行光源(1)、微流控芯片(2)和数据处理装置(4)，所述微流控芯片(2)设置有直线型微通道(5)，所述直线型微通道(5)两端分别设置为微通道微液样品入口(6)和微通道微液样品出口(7)，所述微流控芯片(2)的微通道待测区域下表面设置有夹角为θ的两个线阵探测器(3)，0≤θ≤90°，其中，线阵探测器a(3)与直线型微通道(5)垂直，另一个线阵探测器b(8)位于线阵探测器a(3)靠近微通道微液样品入口(6)一侧，该计算方法特征在于，具体按照以下步骤实施：

步骤1、建立微通道坐标系和线阵扫描坐标系，分别构建细胞速度分解模型、扫描分辨率模型、线阵扫描系统距离模型以及细胞加速度模型；

步骤2、细胞首先经过线阵探测器a(3)，在线阵探测器a(3)上检测细胞经过时的特征点；

步骤3、将线阵探测器b(8)采集的细胞图像像素点与特征点进行扫描匹配，得到线阵探测器a(3)与线阵探测器b(8)用于计算细胞流速的特征点组；

步骤4、计算用于计算细胞流速的特征点组中对应点的时间差及横坐标差；

步骤5、计算细胞流动速度和加速度，细胞流速的计算完成。

2.根据权利要求1所述的一种应用于双线阵扫描成像系统中细胞流速的计算方法，其特征在于，所述步骤1具体按照以下步骤实施：

步骤1.1建立微通道坐标系和线阵扫描坐标系

以微流控芯片的微通道流向与细胞第一个交叉点为原点O，微通道长度方向为O_y轴，O_y轴以细胞流向为正方向，垂直微通道的方向为O_x轴，O_x轴以指向微通道另一侧的方向为正方向，建立微通道图像的直角坐标系即微通道坐标系O(x,y)；

以微流控芯片的微通道流向与细胞的第一个交叉点为原点L，线阵探测器长度方向为L_x轴，L_x轴以与O_x轴正方向成锐角的方向为正方向，垂直线阵探测器的方向为L_y轴，L_y轴以与O_y轴正方向成锐角的方向为正方向，建立线阵扫描图像的直角坐标系即线阵扫描坐标系L(x,y)；

步骤1.2、构建细胞速度分解模型

线阵探测器与微通道流向的夹角为θ，L_x轴和L_y轴的交点为细胞当前经过线阵时L_y轴的坐标；

设微液中细胞在微通道内以速度V流动，将流速V在微通道坐标系O(x,y)中分解得到分解速度在线阵扫描坐标系L(x,y)中分解得到分解速度两个坐标系之间分解速度之间的转换关系即细胞速度分解模型如下，

步骤1.3、构建扫描分辨率模型

线阵探测器像素间距为S，则O_x轴方向成像分辨率为且O_y轴方向的分辨率应与O_x轴方向的分辨率相同；设线阵探测器的采样频率为f，则线阵成像一帧图像，细胞沿L_y轴所走的距离为得出线阵成像图像分辨率与通道物体分辨率关系式即扫描分辨率模型如下，

步骤1.4、建立线阵扫描系统距离模型

假设细胞沿O_y轴方向匀速流动，当细胞到达原点O时开始在线阵扫描成像系统上成像；细胞上一点A₁，坐标为(O_x,O_y)，与O_x轴、O_y轴的真实距离分别为在线阵探测器上得到像素数为L_w、行数为L_h的图像，线阵探测器采集到A₁的像素为P₁，A₁在线阵扫描图像上对应点为A₂，其坐标为(L_x,L_y)，与L_x轴、L_y轴的真实距离分别为则线阵扫描系统距离模型为

当该细胞还存在O_x轴的速度时，较其沿O_y轴方向匀速流动在O_x轴方向上多移动了的距离，

此时线阵探测器采集到A₁的像素为P₂；

步骤1.5、建立细胞加速度模型

假设流动时细胞存在加速度a，加速度a可在坐标系O(x,y)中分别沿O_x轴、O_y轴分解为在坐标系L(x,y)中分别沿L_x轴、L_y轴分解为各加速度转换关系即细胞加速度模型为，