專利名稱：基于計(jì)算機(jī)視覺的牛奶體細(xì)胞計(jì)數(shù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及牛奶體細(xì)胞測(cè)量技術(shù)，尤其是一種牛奶體細(xì)胞計(jì)數(shù)方法。
背景技術(shù)：
牛奶中的體細(xì)胞通常由巨噬細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、多形核嗜中性白細(xì)胞和少量的乳腺組織上皮細(xì)胞組成。體細(xì)胞數(shù)(SCC)是指每毫升牛奶中含有的體細(xì)胞數(shù)目。SCC可以反映奶牛奶房受細(xì)菌感染的程度，還可以用來(lái)估計(jì)奶牛產(chǎn)奶量的損失情況。當(dāng)身體特別是乳房受到感染或傷害時(shí)，體細(xì)胞會(huì)隨著血液抵達(dá)受傷部位。一方面巨噬細(xì)胞和核嗜中性白細(xì)胞吞噬細(xì)菌，而淋巴細(xì)胞則控制免疫反應(yīng)和產(chǎn)生抗體以抗拒細(xì)菌破壞，起到保護(hù)機(jī)體的作用；另一方面體現(xiàn)在擠出的奶中體細(xì)胞的數(shù)量明顯增加。體細(xì)胞數(shù)與奶牛的乳房健康密切相關(guān)。通過(guò)體細(xì)胞的檢測(cè)，可以衡量整個(gè)牛群乳腺細(xì)胞的健康狀況。因此可通過(guò)檢測(cè)生鮮奶中體細(xì)胞的數(shù)量來(lái)有效控制奶牛的乳房炎。當(dāng)SCC超過(guò)5X IO5時(shí)，奶牛感染細(xì)菌的可能性較大.乳房炎發(fā)病率很高。相應(yīng)的原料乳中的成分變化增大.牛奶的質(zhì)量變差。SCC可作為判斷牛奶質(zhì)量高低的重要標(biāo)準(zhǔn)scc越低，牛奶的質(zhì)量越高；scc越高，對(duì)牛奶質(zhì)量的影響越大。現(xiàn)行的檢測(cè)方法主要有加利福利亞測(cè)量法，熒光流式計(jì)數(shù)方法，電子粒子計(jì)數(shù)法，顯微鏡法。SCC可以使用CMT (加利福利亞測(cè)量法)測(cè)量得到。CMT是將特定的表面活性劑添加到牛奶中，牛奶中的細(xì)胞遇到表面活性劑時(shí)，會(huì)收縮凝固，使得細(xì)胞放出去氧核糖核酸而凝集。細(xì)胞越多，凝集狀態(tài)越強(qiáng)，出現(xiàn)的凝集片越多。CMT法快速、敏感，而且價(jià)格便宜，試驗(yàn)方法簡(jiǎn)單，所需設(shè)備少，反映結(jié)果較為準(zhǔn)確。但CMT法只是一個(gè)體細(xì)胞的相對(duì)數(shù)量，而不是精確數(shù)量，而且認(rèn)為因素影響較大，應(yīng)有專門培訓(xùn)人員固定做此項(xiàng)檢查。通過(guò)測(cè)量化學(xué)發(fā)光反應(yīng)也可以用來(lái)計(jì)算SCC，即熒光流式計(jì)數(shù)方法。這種方法是向牛奶中加入一種熒光添加劑，這種熒光添加劑會(huì)被細(xì)胞吸收。然后使用特定波長(zhǎng)的光照射牛奶，此時(shí)細(xì)胞會(huì)發(fā)出另一種特征波長(zhǎng)的熒光。通過(guò)使用一個(gè)能識(shí)別這種特征波長(zhǎng)的合適過(guò)濾器，就能計(jì)算出牛奶中的細(xì)胞數(shù)。這種方法需要對(duì)牛奶采樣，需要選取合適分量的熒光添加劑與之混合，還需要選擇合適的光照和過(guò)濾器。這是一個(gè)工作量大而且耗費(fèi)較高的過(guò)程。SCC也可以通過(guò)電子粒子計(jì)數(shù)法測(cè)量。這中方法主要依靠檢測(cè)牛奶導(dǎo)電性的變化來(lái)，這是因?yàn)橐话銇?lái)說(shuō)，在乳腺炎牛奶的電導(dǎo)率比正常牛奶中的電導(dǎo)率高。電導(dǎo)率通常通過(guò)一個(gè)有探針的直流或交流的回路來(lái)測(cè)量，這個(gè)探針被固定在牛奶流中。這個(gè)探針是很敏感的。這個(gè)探針一般包括兩個(gè)電極，直流或交流電通過(guò)就會(huì)在牛奶中形成電流。牛奶電導(dǎo)率的變化通過(guò)回路中電流的變化來(lái)測(cè)量。然而，牛奶中膠質(zhì)物會(huì)在電極上的沉淀經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致讀數(shù)的不準(zhǔn)確。這種測(cè)量方法還有一些缺點(diǎn)。這種測(cè)量方法依靠牛奶中的一些變化,而這些變化只有在細(xì)菌與白細(xì)胞發(fā)生作用才會(huì)發(fā)生。所以，這對(duì)于乳腺炎的初期檢測(cè)不太合適。同時(shí)，這種方法的重復(fù)性也比較差，因?yàn)樵诓煌瑴y(cè)試或不同的奶牛中，電解質(zhì)成分和濃度重大的差異。所以，使用單獨(dú)使用這種方法來(lái)進(jìn)行診斷是冒險(xiǎn)的。顯微鏡法作為體細(xì)胞計(jì)數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)方法，它通常用于校正體細(xì)胞分析儀和其他方法的正確性。但是目前的顯微鏡法僅限于人工操作，人工操作不僅會(huì)造成工作效率的低下，而且不可避免地會(huì)產(chǎn)生人為性的誤差。
發(fā)明內(nèi)容為了克服已有牛奶體細(xì)胞計(jì)數(shù)裝置所存在的人為因素、檢測(cè)效率較低、準(zhǔn)確性較差的不足，本實(shí)用新型提供一種有效避免人為因素影響、檢測(cè)效率高、準(zhǔn)確性良好的基于計(jì)算機(jī)視覺的牛奶體細(xì)胞計(jì)數(shù)裝置。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是基于計(jì)算機(jī)視覺的牛奶體細(xì)胞計(jì)數(shù)裝置，其特征在于包括玻片運(yùn)動(dòng)裝置，取像裝置，圖像分析裝置，配合所述的取像裝置的光源；所述玻片運(yùn)動(dòng)裝置包括上層運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、下層運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，所述的上層平臺(tái)由第一步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)進(jìn)行左右運(yùn)動(dòng)，所述的下層平臺(tái)由第二步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)進(jìn)行前后運(yùn)動(dòng)，所述的上層運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、下層運(yùn)動(dòng)平臺(tái)均設(shè)置運(yùn)行軌道上；所述取像裝置由數(shù)碼顯微鏡及其支撐固定部件組成；圖像分析裝置包括工控機(jī)，所述的工控機(jī)設(shè)置有圖像分析模塊；所述的數(shù)碼顯微鏡連接所述的工控機(jī)，所述的第一步進(jìn)電機(jī)、第二步進(jìn)電機(jī)、光源的控制端都連接單片機(jī)，所述的單片機(jī)連接所述的工控機(jī)。本裝置通過(guò)控制運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)從而控制對(duì)玻片的運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中采集牛奶體細(xì)胞的放大圖像，然后對(duì)圖像進(jìn)行分析得出牛奶體細(xì)胞數(shù)量。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是解決了傳統(tǒng)顯微鏡法速度慢，且易受人工操作影響的缺點(diǎn)，大大提高了檢測(cè)精度，且可用于其他類型細(xì)胞計(jì)數(shù)，具有廣闊的市場(chǎng)前景和應(yīng)用價(jià)值。

圖1是本實(shí)用新型中所述的玻片運(yùn)動(dòng)裝置和取像裝置的俯視圖。圖2是本實(shí)用新型中所述的玻片運(yùn)動(dòng)裝置和取像裝置的側(cè)視圖。圖3是本實(shí)用新型中各個(gè)部件之間的連接關(guān)系圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述?；谟?jì)算機(jī)視覺的牛奶體細(xì)胞計(jì)數(shù)裝置，包括玻片運(yùn)動(dòng)裝置，取像裝置，圖像分析裝置，配合所述的取像裝置的光源；所述玻片運(yùn)動(dòng)裝置包括上層運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、下層運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，所述的上層平臺(tái)由第一步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)進(jìn)行左右運(yùn)動(dòng)，所述的下層平臺(tái)由第二步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)進(jìn)行前后運(yùn)動(dòng)，所述的上層運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、下層運(yùn)動(dòng)平臺(tái)均設(shè)置運(yùn)行軌道上；所述取像裝置由數(shù)碼顯微鏡及其支撐固定部件組成；圖像分析裝置包括工控機(jī)，所述的工控機(jī)設(shè)置有圖像分析模塊；所述的數(shù)碼顯微鏡連接所述的工控機(jī)，所述的第一步進(jìn)電機(jī)、第二步進(jìn)電機(jī)、光源的控制端都連接單片機(jī)，所述的單片機(jī)連接所述的工控機(jī)。如圖1，本實(shí)用新型中所述的玻片運(yùn)動(dòng)裝置和取像裝置的包括數(shù)碼顯微鏡1、數(shù)碼顯微鏡的支撐固定部件2、光源10、平臺(tái)運(yùn)行軌道4、運(yùn)動(dòng)平臺(tái)5、帶動(dòng)上層平臺(tái)左右運(yùn)動(dòng)的第一步進(jìn)電機(jī)6,帶動(dòng)下層平臺(tái)前后運(yùn)動(dòng)的第二步進(jìn)電機(jī)7,減震片8，第二步進(jìn)電機(jī)連接與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的連接桿9。如圖2，所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)分為上下兩層。下層由步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的前后移動(dòng)；上層實(shí)現(xiàn)由步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)的左右移動(dòng)。如圖3，單片機(jī)與兩個(gè)電機(jī)相連，并控制它們的運(yùn)動(dòng)。單片機(jī)與激光光源相連，并控制它的開啟與關(guān)閉。工控機(jī)與單片機(jī)相連，本實(shí)施例中通過(guò)串口線相連。工控機(jī)通過(guò)向單片機(jī)發(fā)送命令來(lái)控制運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)。工控機(jī)與數(shù)碼顯微鏡相連，在本實(shí)施例中，通過(guò)USB線相連。工控機(jī)從數(shù)碼顯微鏡獲取經(jīng)過(guò)染色的牛奶體細(xì)胞放大圖像，然后通過(guò)工控機(jī)上的圖像分析軟件分析識(shí)別出圖像中的牛奶體細(xì)胞，并計(jì)數(shù)，從而可以計(jì)算出單位體積內(nèi)的牛奶體細(xì)胞數(shù)量。本說(shuō)明書實(shí)施例所述的內(nèi)容僅僅是對(duì)實(shí)用新型構(gòu)思的實(shí)現(xiàn)形式的列舉，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍的不應(yīng)當(dāng)被視為僅限于實(shí)施例所陳述的具體形式，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍也及于本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。
權(quán)利要求1.基于計(jì)算機(jī)視覺的牛奶體細(xì)胞計(jì)數(shù)裝置，其特征在于包括玻片運(yùn)動(dòng)裝置，取像裝置，圖像分析裝置，配合所述的取像裝置的光源；所述玻片運(yùn)動(dòng)裝置包括上層運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、下層運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，所述的上層平臺(tái)由第一步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)進(jìn)行左右運(yùn)動(dòng)，所述的下層平臺(tái)由第二步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)進(jìn)行前后運(yùn)動(dòng)，所述的上層運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、下層運(yùn)動(dòng)平臺(tái)均設(shè)置運(yùn)行軌道上；所述取像裝置由數(shù)碼顯微鏡及其支撐固定部件組成；圖像分析裝置包括工控機(jī)，所述的工控機(jī)設(shè)置有圖像分析模塊；所述的數(shù)碼顯微鏡連接所述的工控機(jī)，所述的第一步進(jìn)電機(jī)、第二步進(jìn)電機(jī)、光源的控制端都連接單片機(jī)，所述的單片機(jī)連接所述的工控機(jī)。
專利摘要基于計(jì)算機(jī)視覺的牛奶體細(xì)胞計(jì)數(shù)裝置，包括玻片運(yùn)動(dòng)裝置，取像裝置，圖像分析裝置，配合所述的取像裝置的光源；所述玻片運(yùn)動(dòng)裝置包括上層運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、下層運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，所述的上層平臺(tái)由第一步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)進(jìn)行左右運(yùn)動(dòng)，所述的下層平臺(tái)由第二步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)進(jìn)行前后運(yùn)動(dòng)，所述的上層運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、下層運(yùn)動(dòng)平臺(tái)均設(shè)置運(yùn)行軌道上；所述取像裝置由數(shù)碼顯微鏡及其支撐固定部件組成；圖像分析裝置包括工控機(jī)，所述的工控機(jī)設(shè)置有圖像分析模塊；所述的數(shù)碼顯微鏡連接所述的工控機(jī)，所述的第一步進(jìn)電機(jī)、第二步進(jìn)電機(jī)、光源的控制端都連接單片機(jī)，所述的單片機(jī)連接所述的工控機(jī)。本裝置通過(guò)控制運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)從而控制對(duì)玻片的運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中采集牛奶體細(xì)胞的放大圖像，然后對(duì)圖像進(jìn)行分析得出牛奶體細(xì)胞數(shù)量。
文檔編號(hào)G06T7/00GK202887244SQ20122025114
公開日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月28日
發(fā)明者高飛, 袁曉陽(yáng), 李洪波, 沈國(guó)瑜, 張?jiān)Q, 肖剛 申請(qǐng)人:浙江工業(yè)大學(xué), 杭州浙大優(yōu)創(chuàng)科技有限公司