提出一种结合显微镜和微流控芯片技术的红细胞多角度形态学分析方法, 实现了红细胞的动态显微成像, 用于红细胞多角度形态学的测量与分析。利用微流控芯片的缩/扩结构使红细胞在特定位置产生旋转或翻转; 利用MATLAB对采集到的视频图像进行分帧处理, 通过灰度调整、中值滤波、形态学处理、质心法、目标物识别、动态跟踪等算法处理后, 实现对血细胞的有效识别与准确的分类、计数; 对分类结果进行多角度形态学分析, 并对不同形态红细胞进行最大直径的测量。通过对单细胞多帧关联图像的分析, 验证方法的准确性; 并利用红细胞多角度形态学分析方法, 对糖尿病患者血液及正常人血液进行实验。结果表明, 糖尿病患者红细胞相比于正常人红细胞, 其平均最大直径及分布宽度均增大。微流控芯片结合图像处理的方法可以实现糖尿病患者与正常人红细胞高通量检测及多角度分析, 为其他类型样本细胞多角度形态学测量提供新方法。

采用一种基于光学相干层析成像(OCT)技术的深度分辨散射系数计算方法来量化表征细胞分布特性。该方法基于单散射模型获取深度分辨散射系数分布图,并通过散射系数直方图统计发现细胞分布规律。通过多层散射介质模型验证了该方法的有效性。实验结果表明:根据散射系数分布图可以深度分辨细胞分布特性,相比OCT强度图像,细胞和背景的对比更明显;不同浓度细胞悬浮液的OCT强度信号直方图无明显区别,散射系数直方图则出现了表征细胞浓度的特征峰,且该特征峰与背景散射特征峰的偏离程度与细胞浓度呈线性关系。利用OCT散射系数分布图检测到生物三维打印水凝胶支架内细胞分布与H&E染色结果有较好的对应关系,且相应的散射系数直方图分布中出现了表征细胞浓度的特征峰。