[2016 Graduation Project 2]基于延时成像的全场 OCT 生物组织四维坐标获取算法

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基于全场光学相干层析术的生物组织四维坐标获取。

课题简介

全场光学相干层析术 (Full-field Optial Coherence Tomography, FF-OCT)是一种非侵入无标记的高分辨生物组织成像技术,它结合低相干光源的白光干涉技术和显微物镜,以及面阵成像相机,对生物组织进行二维层析成像。FF-OCT 的原理与超声成像类似,但超声成像技术通常采用 3-40MHz 左右频率的超声波,通过接收反射回来的「回声」并将其可视化得到分辨率在 0.1-1mm 的图像;FF-OCT 则运用低相干光波,利用单次后向散射光保留光源相干性的特点,通过低相干光光源 的相干门把其他散射光排除在外,从而获得微米量级的生物样品内部信息。结合纵向扫描成像方式,可实现对生物组织三维结构微米量级的层析成像。

人工授精 (Intracytoplasmic sperm injection, ICSI)在体外受精 (In vitro fertilization, IVF) 中的地位日益重要。受精卵的质量依赖于微操作手将精子导入卵子的精度,胚胎学家需要避开染色体进行该操作,因此需要利用非侵入的全场技术获取透明染色体的定量坐标参数。洋葱根尖细胞的分裂也有类似的过程,而且容易获得,因此本课题拟研究全场光学相干层析术对洋葱细胞延时成像,并利用开源软件 ImageJ 获取高精度的四维坐标。

课题应完成的任务和对学生的要求

采用全场光学相干层析系统对洋葱实现延时成像并获取四维数据。

  1. 理解并掌握全场光学相干层析系统的调校和使用方法
  2. 设计 LabVIEW 算法实现全场光学相干层析系统的定期延时成像功能
  3. 利用 ImageJ/Matlab 等图像处理工具对细胞核进行四维数据获取

References

  1. L. N. Darlow and J. Connan, "Study on internal to surface fingerprint correlation using optical coherence tomography and internal fingerprint extraction," Journal of Electronic Imaging 24, 063014-063014 (2015).
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