【摘 要】
:
细胞显微注射是生物医学领域的重要研究内容,在辅助生殖、基因工程、药物研发等实验研究中得到广泛应用。传统的手工细胞显微注射存在精度低、可靠性差、可重复性差、容易造成操作者视觉疲劳等不足。虽然应用于细胞或胚胎研究的显微注射系统已经商业化,但其操作方式依然处于手动和半自动阶段,对于卵母细胞显微注射还没有成熟的自动化注射方案。因此,开发自动化显微注射系统,实现细胞显微注射的自动化控制成为了必然趋势。本课题
【基金项目】
:
浙江省宁波市科技计划项目——“显微注射操作系统开发”;
论文部分内容阅读
细胞显微注射是生物医学领域的重要研究内容,在辅助生殖、基因工程、药物研发等实验研究中得到广泛应用。传统的手工细胞显微注射存在精度低、可靠性差、可重复性差、容易造成操作者视觉疲劳等不足。虽然应用于细胞或胚胎研究的显微注射系统已经商业化,但其操作方式依然处于手动和半自动阶段,对于卵母细胞显微注射还没有成熟的自动化注射方案。因此,开发自动化显微注射系统,实现细胞显微注射的自动化控制成为了必然趋势。本课题借助图像处理、目标识别、自动聚焦等手段对卵母细胞自动化显微注射展开研究,主要工作如下:(1)根据卵母细胞显微注射操作的具体需求,分析了显微注射系统的功能与关键技术指标,提出了基于视觉引导的自动化显微注射系统的实现方案。针对卵母细胞显微注射中的视觉引导问题,在传统的图像处理算法基础上,提出了基于凹点检测的卵母细胞极体识别方法、针尖扫描方法、吸持针与注射针的针尖精确定位方案。(2)对显微注射中的针尖自动聚焦问题展开了研究,综合考量清晰度评价函数、聚焦窗口与聚焦搜索策略,结合注射针与吸持针的特点,提出了一套针尖自动聚焦方案。通过仿真实验对比分析了七种典型的清晰度评价函数,优选出Brenner函数作为聚焦评价函数。为提高聚焦速度,减少背景图像带来的干扰,构建了基于针尖定位的注射针聚焦窗口与基于轮廓位置的吸持针聚焦窗口。在聚焦搜索策略方面采用三点爬山搜索算法,避免了传统爬山算法易陷入局部极值点的问题。(3)利用自动化显微注射系统,对本文提出的目标识别与定位方法、聚焦方法进行了实验研究。验证了显微注射系统能够达到微米级精度,满足卵母细胞显微注射的基本需求。应用基于凹点检测的极体识别方法对300张极体图像进行测试,平均准确率可达96%,极体不明显时准确率达到92%,验证了极体识别方法的有效性。利用Brenner函数、自适应聚焦窗口及三点爬山搜索算法完成了微针的自动聚焦,结果表明聚焦速度快、稳定性好且准确率高。结合显微注射实际应用,证明了显微注射系统能满足细胞自动化显微注射的需求,验证了本文目标识别与定位方法、聚焦方法能有效应用于细胞注射实验中。
其他文献
随着碳中和行业的快速发展,未来对风力发电的需求将越来越大。无叶片风力发电是一种全新的发电方式,具有便于安装和维护、土地利用率高、无噪声、成本低等显著优点。本文提出了一种新型的无叶片风力俘能结构,通过探究刚柔混合波浪锥柱的涡激振动机理,致力于增大振动频率、幅值及锁频区间,探究无叶片风机的能量转换机制,以提升风能俘能效率,为电磁式无叶片俘能结构工程应用提供理论基础。本文提出全新刚柔混合波浪锥柱摆动模型
推力滑动轴承作为大型旋转机械中最关键的零部件之一,其广泛应用于航空发动机、船舶推进器、大型立式水泵机组、汽轮机等动力设备中。然而推力滑动轴承长期处于高温高压高速运转的环境,因缺乏行之有效的监控手段而造成推力滑动轴承失效,进而引发的一系列重大事故不胜枚举。而推力瓦作为推力滑动轴承关键零部件,其工作面压力监测一直都是一个非常关键的技术难点。因此,如何实现对推力瓦工作面压力在线实时、准确测量成为一个亟需
在船舶运行过程中,振动与噪声给船舶带来了很多有害的影响,螺旋桨作为船舶主要的推进装置,船舶上绝大多数振动及噪声都是由螺旋桨所受表面力引起。为降低振动与噪声带来的有害影响,对螺旋桨所受载荷进行识别具有十分重要的意义。但受限于技术及经济条件,直接通过传感器对螺旋桨所受载荷进行测量较为困难,因此本文采用间接识别法对螺旋桨所受载荷进行识别。相较于其它传统的传感器,光纤布拉格光栅(Fiber Bragg G
热冷加工铸造工艺整合铸造热加工工艺和机械冷加工工艺,对热冷加工铸造流程进行高效管控不仅能够提升热处理炉的利用率,而且能够提高产品的准时交付率。然而在热冷加工铸造车间,批处理工序和单处理工序相互耦合,以及与工序相关的准备时间的存在,给车间资源的合理调配带来了巨大挑战。此外,在热冷加工铸造车间会遇到各类异常事件,对车间稳定性和产品准时交付性造成严重影响。因此,本文以热冷加工铸造车间为背景,基于工序集理
叶片作为油泵的重要金属部件,起到了输送油液的重要作用。叶片几何尺寸是保证叶片合格与否的重要参数,其高精度测量对于油泵的使用性能有着重要的意义。目前油泵叶片的测量方法主要是基于人工手动测量,存在测量速度慢,无法大批量在线检测等问题。而机器视觉测量方法具有精度高,检测速度快,可大批量在线检测,测量过程中无接触而划伤叶片表面等优点,但仍存在测量工件尺寸大小与测量精度矛盾的情况。同时油泵叶片具有薄而精密的
车用电子水泵的结构紧凑,其输出性能可调控,能根据发动机的应用工况,提供期望制冷量,显著提升了车辆燃油经济性,因此成为高端汽车冷却系统的关键零部件之一。但车用电子水泵具备不同种类、规格与样式,其性能与接口多变,且其关键性能与装配过程具备明显关联;而常规装配制造过程中,检测设备在工位(工序)间相互孤立,易形成信息孤岛,存在着过程数据未被充分利用的问题。基于制造过程中的物理数据,建立数据感知与传输系统,
质谱技术具有分析速度快、专属性强和灵敏度高的特点。随着离子化技术和质量分析器的不断创新,敞开式质谱技术得以快速发展。敞开式质谱是一种在常压环境中就能实现对样品的离子化和直接分析的技术,且保留高通量和快速的特点,逐渐被应用于食品检测、环境检测和材料分析等领域。数据处理作为定性和定量分析的基础,极大影响着分析结果的准确性。本文在综合分析了国内外数据处理算法的基础上,重点对混合体系的分辨和质谱重叠峰的解
高压输电线路合闸故障诊断是电力系统安全领域的重要研究内容,高压输电线路合闸故障诊断的研究对于保证电力系统稳定运行有着重要意义。本文针对故障录波器采集到的高压输电线路合闸故障时刻前后的数据进行研究,围绕高压输电线路合闸故障数据特征提取、故障诊断模型构建和Hadoop平台算法并行化几个关键任务开展工作。主要研究内容分为以下几个方面:(1)建立了一套高压输电线路合闸故障特征数据集。针对录波器采集到的波形
汽车外形优化一直是降低汽车油耗的重要手段,也是国内外汽车公司的研究重点。汽车在行驶过程中,其前后表面的压差阻力约占总阻力的85%。压差阻力产生的主要原因是气流在车尾汇聚后会形成一个较大的涡流,气流紊乱,形成了较大的湍流动能,使得较多的动能转化为热能散失掉,增加了能量消耗。故改善汽车尾部结构能有效改善尾部涡流,进而可以有效降低汽车油耗。本文以某CAR车型为研究对象,从流体理论分析、计算数值仿真、尾部
砂石级配质量的好坏影响着混凝土的使用性能及制作成本,因此对砂石级配质量进行检测尤为重要。传统级配检测方法不但耗时费力,而且级配结果具有延迟性,同时生产车间内的漂浮粉尘也会严重损害工作人员的健康。因此,基于机器视觉技术和砂石骨料拌合生产线上级配检测的迫切需要,本文开展了基于机器视觉的砂石级配实时检测系统研究。论文主要研究内容如下:(1)阐述了国内外基于机器视觉的砂石级配检测系统的研究现状。结合研究现