專利名稱：一種尿液全息檢測方法及設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種尿液全息檢測方法及設備，本發(fā)明使用一臺尿液圖像采集儀采集尿液圖像，利用一個計算機裝置對所采集的尿液圖像進行運算處理。
背景技術：
目前，尿液分析是醫(yī)學臨床中的一種常規(guī)檢測項目，傳統(tǒng)的檢測方法是先將尿液樣本導入流動計數(shù)池中，使用顯微鏡對尿液樣本中的有形成分進行觀察，識別尿液樣本中細胞、管型、結晶、細菌等各種病理成分。由于流動計數(shù)池中的尿液樣本具有一定的厚度，有形狀的成分會懸浮于尿液樣本的不同深度層面，而顯微鏡只能獲取尿液樣本的某一層面的圖像信息，這就導致了檢測值低于實際值。中國專利CN 101893578 B提出了一種尿沉渣的自動檢測方法，該方法的步驟是(1)將尿樣吸入計數(shù)池并靜止沉降；(2)滿采0. 3-1微升尿樣的尿沉渣40X物鏡圖像；(3)采用計算機系統(tǒng)快速過篩識別分析全部40X物鏡圖像，拋棄空白或只有雜質的圖像，只留下有沉渣的圖像；(4)分析留下的40X物鏡圖像，得到尿沉渣的自動檢測結果。該方法雖然通過靜止沉降使尿液樣本中大部分有形狀的成分沉降于同一深度層面，但是，靜止沉降需要較長時間，大大降低了系統(tǒng)的檢測速度；其次，尿液樣本中的某些有形狀的成分的尺寸較大，根本無法在一個層面獲得完整的圖像信息。所以，需要提出一種尿液全息檢測方法及設備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種尿液全息檢測方法及設備，本發(fā)明使用一臺尿液圖像采集儀采集尿液圖像，利用一個計算機裝置對所采集的尿液圖像進行運算處理。本發(fā)明通過分層采集顯微圖像數(shù)據(jù)，對多個層面圖像數(shù)據(jù)進行融合，獲得全息顯微圖像；對全息顯微圖像中的紅細胞、白細胞、典型上皮細胞、管型、結晶、細菌分別進行識別、計數(shù)，獲得整個尿液樣本的檢測結果。本發(fā)明的目的是由下述技術方案實現(xiàn)的一種尿液全息檢測方法，使用一臺尿液圖像采集儀采集尿液圖像，利用一個計算機裝置對所采集的尿液圖像進行運算處理；所述尿液圖像采集儀中有一個移動平臺，該移動平臺安裝在一個行走裝置上，所述行走裝置包括縱向行走機構、橫向行走機構、豎直向行走機構；所述的移動平臺上設置一個流動計數(shù)池；所述尿液圖像采集儀中有一個圖像采集裝置，該圖像采集裝置中設有光學顯微鏡和高速攝像機；所述高速攝像機的信號輸出端與所述的計算機裝置信號連接；所述計算機裝置中安裝有顯微圖像處理程序；所述尿液圖像采集儀中有一個控制電路，該控制電路用于控制所述的行走裝置；尿液全息檢測步驟是
A、向所述的流動計數(shù)池中輸入檢測用量的尿液樣本；
B、所述控制電路根據(jù)設定的程序驅動所述的移動平臺移動；所述的移動平臺將所述的流動計數(shù)池運載到所述高速攝像機第1個圖像采集位置，光學顯微鏡和高速攝像機啟動， 所述的移動平臺運載所述的流動計數(shù)池自下向上勻速移動，或者運載所述的流動計數(shù)池自上向下勻速移動，所述流動計數(shù)池的移動距離是0. 5毫米，所述流動計數(shù)池的移動速度是每秒0. 5毫米；高速攝像機每秒成像至少40幀；高速攝像機在整個移動過程中對每個深度層面的顯微圖像進行拍攝，生成至少40個層面圖像數(shù)據(jù)，并將該圖像數(shù)據(jù)傳送給所述計算機裝置；第1個圖像采集位置的圖像采集任務完成；
C、第1個圖像采集位置的圖像采集任務完成后，所述的移動平臺將所述的流動計數(shù)池運載到所述高速攝像機第2個圖像采集位置，按照前一個圖像采集位置的采集方式進行圖像采集，并將該圖像數(shù)據(jù)傳送給所述計算機裝置；根據(jù)設定的程序，所述高速攝像機順序進行至少20個圖像采集位置的采集任務；
D、所述計算機裝置采用基于像素點的融合算法，將所述的每個圖像采集位置所采集的多個層面圖像數(shù)據(jù)中的像素點的灰度特征值進行融合，生成該圖像采集位置的全息顯微圖像；計算機裝置通過自動識別技術對全息顯微圖像中的紅細胞、白細胞、典型上皮細胞、管型、結晶、細菌分別進行識別、計數(shù)，獲得一個圖像采集位置的檢測數(shù)據(jù)；
E、計算機裝置將全部圖像采集位置的檢測數(shù)據(jù)進行累加，獲得整個尿液樣本的檢測結果。本發(fā)明的另一個目的是由下述技術方案實現(xiàn)的一種尿液圖像采集儀，有一個機座，所述機座上設有一個圖像采集裝置、一個移動平臺、控制電路、計算機裝置；所述移動平臺安裝在一個行走裝置上，所述行走裝置包括縱向行走機構、橫向行走機構、豎直向行走機構；所述的移動平臺上設置一個流動計數(shù)池；所述圖像采集裝置中設有光學顯微鏡和高速攝像機；所述計算機裝置中安裝有顯微圖像處理程序，所述控制電路中設置匹配程序。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有如下優(yōu)點
1、本發(fā)明的尿液圖像采集儀可以在一個光學顯微鏡視野中拍攝多個層面圖像數(shù)據(jù)，克服了現(xiàn)有技術中在一個光學顯微鏡視野中僅拍攝一個層面圖像的缺陷。2、本發(fā)明基于像素點的融合算法，將一個光學顯微鏡視野中多個層面圖像數(shù)據(jù)進行融合，獲得全息顯微圖像數(shù)據(jù)，進而獲得一個光學顯微鏡視野中的檢測數(shù)據(jù)。3、本發(fā)明不需要進行自然沉降過程，大大提高了檢測速度，節(jié)約了檢測時間。4、本發(fā)明是在全息顯微圖像數(shù)據(jù)基礎上進行識別計數(shù)，大大提高了檢測精確性。
以下結合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明。

圖1、本發(fā)明的尿液圖像采集儀結構示意圖； 圖2、尿液圖像采集儀的行走裝置結構示意圖； 圖3、尿液圖像采集儀的右側示意圖4、橫向行走機構的結構圖； 圖5、實施例一的圖像采集位置布局圖； 圖6、本發(fā)明流程框圖。
具體實施例方式實施例一
參見圖1 一圖6，本發(fā)明的尿液全息檢測方法，使用一臺尿液圖像采集儀采集尿液圖像，利用一個計算機裝置對所采集的尿液圖像進行運算處理；所述尿液圖像采集儀中有一個移動平臺，該移動平臺安裝在一個行走裝置上，所述行走裝置包括縱向行走機構、橫向行走機構、豎直向行走機構；所述的移動平臺上設置一個流動計數(shù)池；所述尿液圖像采集儀中有一個圖像采集裝置，該圖像采集裝置中設有光學顯微鏡和高速攝像機；所述高速攝像機的信號輸出端與所述的計算機裝置信號連接；所述計算機裝置中安裝有顯微圖像處理程序；所述尿液圖像采集儀中有一個控制電路，該控制電路用于控制所述的行走裝置；尿液全息檢測步驟是
A、向所述的流動計數(shù)池中輸入檢測用量的尿液樣本；尿液樣本通常是5 - 10毫升，本實施例采用5毫升；流動計數(shù)池(長56毫米、寬4. 5毫米、厚1毫米)采用現(xiàn)有技術，其加樣技術也采用現(xiàn)有技術，不作詳細描述。B、所述控制電路根據(jù)設定的程序驅動所述的移動平臺移動；所述的移動平臺將所述的流動計數(shù)池運載到所述高速攝像機第1個圖像采集位置，光學顯微鏡和高速攝像機啟動，所述的移動平臺運載所述的流動計數(shù)池自下向上勻速移動，或者運載所述的流動計數(shù)池自上向下勻速移動，所述流動計數(shù)池的移動距離是0. 5毫米，所述流動計數(shù)池的移動速度是每秒0. 5毫米；高速攝像機每秒成像至少40幀；高速攝像機在流動計數(shù)池整個移動過程中對每個深度層面的顯微圖像進行拍攝，共生成至少40個層面圖像數(shù)據(jù)，并將該圖像數(shù)據(jù)傳送給所述計算機裝置；第1個圖像采集位置的圖像采集任務完成；本實施例中，圖像采集位置包括X軸、Y軸、Z軸的坐標數(shù)據(jù)，所有圖像采集位置的Z軸的坐標數(shù)值是同一數(shù)值， 即流動計數(shù)池與光學顯微鏡鏡頭的豎直向的初始標定距離相同。C、當?shù)?個圖像采集位置的圖像采集任務完成后，所述的移動平臺將所述的流動計數(shù)池運載到所述高速攝像機第2個圖像采集位置，按照前一個圖像采集位置的采集方式進行圖像采集，并將該圖像數(shù)據(jù)傳送給所述計算機裝置；根據(jù)設定的程序，所述高速攝像機順序進行至少20個圖像采集位置的采集任務；本實施例設置20個圖像采集位置；參見圖 5，圖像采集位置C自上向下排列共有4行，自左向右排列共有5列，共有20個圖像采集位置。本實施例中，圖像采集裝置中的高速攝像機、顯微鏡鏡頭固定不動，移動平臺運載流動計數(shù)移動，改變圖像采集位置。D、所述計算機裝置采用基于像素點的融合算法，將所述的每個圖像采集位置所采集的多個層面圖像數(shù)據(jù)中的像素點的灰度特征值進行融合，生成該圖像采集位置的全息顯微圖像；計算機裝置通過自動識別技術對該全息顯微圖像中的紅細胞、白細胞、典型上皮細胞、管型、結晶、細菌分別進行識別、計數(shù)，獲得一個圖像采集位置的檢測數(shù)據(jù)；在本實施例中，步驟C和步驟D可以同時進行，高速攝像機完成一個位置采集后將數(shù)據(jù)傳送給計算機裝置，然后進行下一位置采集，計算機裝置接收到數(shù)據(jù)后立即進行融合算法處理，然后保存數(shù)據(jù)。E、計算機裝置將全部圖像采集位置的檢測數(shù)據(jù)進行累加，獲得整個尿液樣本的檢測結果。本實施例中，尿液圖像采集儀可以采用實施例二公開的技術，也可以選用現(xiàn)有技術中的設備，例如可以選用專利號03140597. 5中的載物臺，該載物臺應當具有自下向上勻速升降移動，或者自上向下勻速升降移動的功能，并且可以保證移動速度是每秒0. 5毫米， 該載物臺應當具有標定和修正流動計數(shù)池與光學顯微鏡鏡頭的豎直向距離的功能。
本實施例中，流動計數(shù)池上表面與光學顯微鏡鏡頭的豎直向的初始標定距離是 0. 5 - 2毫米，光學顯微鏡鏡頭OLYMPUS PLAN 40倍物鏡。本實施例中，每個圖像采集位置也可以稱為一個光學顯微鏡視野，一個光學顯微鏡視野的區(qū)域是直徑0.5毫米的區(qū)域，一個光學顯微鏡視野中可以采集多個層面的多個層面圖像數(shù)據(jù)，最佳情況是采集40個層面圖像數(shù)據(jù)。本實施例中，在運動過程利用高速攝像機不斷進行成像，假設工作深度為D (μ m)，高速攝像機幀率為η (frame/sec)，自動平臺通過整個工作深度所需要的時間為T (sec)，而物鏡的光學景深為t ( μ m)。只要t>D/(n*T)，即可獲得整個工作深度范圍內(nèi)的所有信息。假設光學系統(tǒng)已確定，即t已確定，則可以通過改變η或T來滿足上述公式。本實施例中，計算機裝置采用的基于像素點的融合算法如下
權利要求
1.一種尿液全息檢測方法，其特征在于使用一臺尿液圖像采集儀采集尿液圖像，利用一個計算機裝置對所采集的尿液圖像進行運算處理；所述尿液圖像采集儀中有一個移動平臺，該移動平臺安裝在一個行走裝置上，所述行走裝置包括縱向行走機構、橫向行走機構、豎直向行走機構；所述的移動平臺上設置一個流動計數(shù)池；所述尿液圖像采集儀中有一個圖像采集裝置，該圖像采集裝置中設有光學顯微鏡和高速攝像機；所述高速攝像機的信號輸出端與所述的計算機裝置信號連接；所述計算機裝置中安裝有顯微圖像處理程序； 所述尿液圖像采集儀中有一個控制電路，該控制電路用于控制所述的行走裝置；尿液全息檢測步驟是A、向所述的流動計數(shù)池中輸入檢測用量的尿液樣本；B、所述控制電路根據(jù)設定的程序驅動所述的移動平臺移動；所述的移動平臺將所述的流動計數(shù)池運載到所述高速攝像機第1個圖像采集位置，光學顯微鏡和高速攝像機啟動， 所述的移動平臺運載所述的流動計數(shù)池自下向上勻速移動，或者運載所述的流動計數(shù)池自上向下勻速移動，所述流動計數(shù)池的移動距離是0. 5毫米，所述流動計數(shù)池的移動速度是每秒0. 5毫米；高速攝像機每秒成像至少40幀；高速攝像機在整個移動過程中對每個深度層面的顯微圖像進行拍攝，生成至少40個層面圖像數(shù)據(jù)，并將該圖像數(shù)據(jù)傳送給所述計算機裝置；第1個圖像采集位置的圖像采集任務完成；C、第1個圖像采集位置的圖像采集任務完成后，所述的移動平臺將所述的流動計數(shù)池運載到所述高速攝像機第2個圖像采集位置，按照前一個圖像采集位置的采集方式進行圖像采集，并將該圖像數(shù)據(jù)傳送給所述計算機裝置；根據(jù)設定的程序，所述高速攝像機順序進行至少20個圖像采集位置的采集任務；D、所述計算機裝置采用基于像素點的融合算法，將所述的每個圖像采集位置所采集的多個層面圖像數(shù)據(jù)中的像素點的灰度特征值進行融合，生成該圖像采集位置的全息顯微圖像；計算機裝置通過自動識別技術對全息顯微圖像中的紅細胞、白細胞、典型上皮細胞、管型、結晶、細菌分別進行識別、計數(shù)，獲得一個圖像采集位置的檢測數(shù)據(jù)；E、計算機裝置將全部圖像采集位置的檢測數(shù)據(jù)進行累加，獲得整個尿液樣本的檢測結果
2.一種尿液圖像采集儀，有一個機座，其特征在于所述機座上設有一個圖像采集裝置、一個移動平臺、控制電路、計算機裝置；所述移動平臺安裝在一個行走裝置上，所述行走裝置包括縱向行走機構、橫向行走機構、豎直向行走機構；所述的移動平臺上設置一個流動計數(shù)池；所述圖像采集裝置中設有光學顯微鏡和高速攝像機；所述計算機裝置中安裝有顯微圖像處理程序，所述控制電路中設置匹配程序。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種尿液全息檢測方法及設備，使用一臺尿液圖像采集儀采集尿液圖像，利用一個計算機裝置對所采集的尿液圖像進行運算處理；所述尿液圖像采集儀中有一個移動平臺，該移動平臺安裝在一個行走裝置上，所述的移動平臺上設置一個流動計數(shù)池；所述尿液圖像采集儀中有一個圖像采集裝置，所述高速攝像機的信號輸出端與所述的計算機裝置信號連接；所述計算機裝置中安裝有顯微圖像處理程序。本發(fā)明通過分層采集顯微圖像數(shù)據(jù)，對多個層面圖像數(shù)據(jù)進行融合，獲得全息顯微圖像；對全息顯微圖像中的紅細胞、白細胞、典型上皮細胞和管型分別進行識別計數(shù)，獲得整個尿液樣本的檢測結果。
文檔編號G01N15/14GK102564927SQ20111045435
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月30日 優(yōu)先權日2011年12月30日
發(fā)明者謝凡, 陳生 申請人:北京普利生儀器有限公司