基于核式白细胞瞬态双通道散射识别方法

Leukocyte subclass recognition is an important research content in the fields such as life science, information science,biological engineering,medical and clinical applications.The complexity of its structure and form greatly affect the effectiveness of the applications of scattering detection theory.Base on the current situation that yet to see the system analysis about the leukocytes scattering modulation phenomenon, the projects include the following research work:1.The typical module of optical approximation model will be analyzed and the typical light scattering mode of leukocyte subclasses will be built.2. Base on modeling method, light-scattering approximation theory and numerical processing methods will be proposed,light scattering modulation characteristics and characterization will be given.The relations between the modulation characteristics and the parameters of leukocyte subclasses will be revealed.3.The rapid phase extraction method and computing technology for nucleated cells will be revealed.4. The identification process base on dual indicators will be optimized.This study is very useful to improve the cell’s identification technique.

白细胞亚类识别是生命科学、信息科学与生物工程、医学与临床应用等科学领域的一个重要研究内容。但其自身结构与形态的复杂性极大地影响了散射检测理论应用的实效。本课题针对当今有核白细胞散射调制现象尚未见系统分析结果的现状，主要进行以下研究工作：1.建立有核白细胞散射模型，建立其特征表达方法。2.有核白细胞光散射近似理论和数值计算方法，揭示白细胞亚类与散射特征之间的关系。3. 适用于有核细胞的相位快速提取方法及其计算技术。4.基于双指标双通道的识别流程与优化。该研究力图为白细胞亚类识别方法提供一个重要的新型判断方法，为研制白细胞亚类识别传感装置提供理论支持，从而提高我国生物细胞分析技术。

白细胞亚类识别在临床诊断和免疫研究领域具有重要作用。免标记细胞检测可实现无损、精确的原态定量测量，已成为白细胞亚类识别的热点。本项目围绕白细胞亚类及形态识别，利用有核白细胞散射信号和相位信号实现免标记双通道联合分析。. 首先在白细胞散射信号的研究中，运用几何光学近似理论修正了白细胞偏心球模型的散射振幅复函数。通过偏振光传输的斯托克斯-谬勒矩阵元数值模拟了在两束偏振化方向互相垂直的偏振光入射时，不同形状、大小、折射率的无粒白细胞的散射光强空间分布规律与细胞形体参量和光学参量的相关性。数值模拟了单一分散系有核细胞的MIE相函数分布、airy峰数、不对称因子g和二阶参量随γ入射光波长、细胞尺寸、核质比和折射率的变化规律。. 其次在白细胞相位成像及其分析中，两步相移干涉图像可用微分法提取相位，反演细胞图像。但该方法依赖于相移信息，本项目提出两种相移确定方法：一是在忽略相函数的二阶导数的情况下，通过两相移干涉图的横向一阶和二阶偏导计算得出相移。二是基于衍射场的统计特性，运用两相移干涉图一阶偏导比值的平均算子计算相移。数值仿真表明这两种方法不仅可以实现相位恢复的目的，而且可以准确地测量相移量。适用于所有的定量相位显微成像系统，可应用于瞬态识别技术。. 最后在实验光路及仪器的研究中，对传统微流控通道结构的聚焦能力进行了动态分析，探明了影响三维聚焦能力的因素，设计了一种适用于白细胞光学检测的高效聚焦结构。提出了一种免加载显微物镜的共光路干涉方法，通过调节反射镜的角度实现同轴、离轴和微相位显成像。. 本项目的研究将为白细胞亚类识别提供一个新型的判断方法，为研制白细胞亚类识别传感装置提供理论支持。