针对激光共焦扫描显微镜的往复式逐行扫描成像方式带来的帧图像数据分割难的问题，在分析系统扫描方式、振镜的实际运动方式与理论运动方式差异的基础上，利用相邻两帧图像相似性大的特点，提出了一套完整的高帧速重构算法。该算法通过连续帧特征区域差分的方式实现了一维信号序列的自适应分割，即实现了对一维信号序列进行动态排列及分割成二维阵列图像数据，从而重构出多帧高精度图像。实验表明，该算法的成像误差低于1.6 %，适用于成像速度高达300帧/s的激光共焦扫描显微成像。

往复式逐行扫描是一种提高激光共焦扫描显微成像帧速的有效方式,然而随着帧速的提高,这种扫描方式在图像重构时会带来更严重的图像错位。根据高速振镜运动特性,分析了激光共焦高速扫描显微成像系统逐行扫描下的重构图像错位原理,设计了基于形态学梯度的重构图像错位评价算法,并且结合搜索错位评价最小点的单目标约束粒子群算法实现了重构图像错位校正。经实验验证,该算法适用于成像帧速高达300 frame/s的重构图像错位校正;与未进行错位校正的图像相比,校正后的成像分辨率提高了68.83%,同时该算法能够适用于不同振镜搭配方式和不同扫描帧速的图像重构。

研究了激光共焦扫描显微镜(LSCM)在微结构分析中的应用,综述了该项应用的优势。LSCM的高分辨率和光强调节功能,使其可用于大角度测量;与图像处理系统相结合,便于微结构的定性和定量分析;而全自动样片台沿X轴和Y轴的自动扫描实现了图像的拼接功能。实验结果表明:运用LSCM测量的斜面最大角度至少可以达到50°;在悬臂梁的形貌分析中,可获得清晰的三维形貌,同时通过二维定量分析精确测得其形变为3.145μm;在100×物镜下,运用拼接功能获得384μm×288μm的视场面积,解决了高放大倍数下,在单帧显微图像中无法获取所观测对象全貌的问题。LSCM在微结构分析中的应用弥补了其它形貌分析设备测量功能上的不足,提升了微机电系统的测试水平。

利用激光共聚焦扫描显微镜观察激光辐照前后微藻细胞叶绿体自体荧光图像,并对荧光变化进行定量分析.用 Nd: YAP激光辐照扁藻、金藻及三角褐指藻.实验结果表明:Nd: YAP激光辐照后,藻细胞荧光光谱峰位不变,但荧光峰值发生较大变化,在激光促长剂量辐照下,几种微藻细胞的荧光强度均比对照组强.激光辐照微藻产生的生理刺激效应可以反映在细胞的荧光特性与强度变化上.激光共聚焦扫描显微镜可以作为微藻激光生物效应研究的一种有效方法.

在非负值和有限支撑域的递归逆滤波(NAS-RIF)盲图像复原算法的基础上,根据激光共焦扫描显微镜(LCSM)采集到的图像特点,提出了改进方法.首先对LCSM采集到的显微图像进行高斯滤波以提高退化图像的信噪比,然后进行局部直方图均衡以突出显微图像的细节,最后在代价函数中加入空间自适应正则化项,较好地恢复了具有丰富细节信息的显微图像.

用He-Ne激光辐照巨噬细胞,实时观测活体单细胞内钙浓度([Ca2+]i)分布和细胞免疫活性随激光功率和照射时间的变化.实验结果表明,随激光照射时间的增加,[Ca2+]i出现上升达到最大值后又下降,逐渐回复初始状态,且呈现中心最强,径向衰减的环形梯度分布.不同激光剂量对巨噬细胞内[Ca2+]i及其免疫活性有着不同的影响,同一波长激光,当剂量不同时,可以表现为完全相反的效应.同时激光功率也是影响巨噬细胞内[Ca2+]i及其免疫活性的一个重要因素,同一波长、同一剂量情况下,如果激光功率不同,巨噬细胞内[Ca2+]i及其免疫活性的变化也有着显著的差异.当照射功率为0.16 mW时,胞内[Ca2+]i峰值是照射功率为0.40 mW时的近6倍.最大值时对应细胞免疫活性最高.对其机理作了初步探讨.

激光共聚焦扫描显微镜(LCSM)主要运用于生物医学研究,利用其采集的序列二维断层图像重构三维图形是LCSM系统的重要组成部分.主要研究了LCSM系统数据场的体绘制方法,根据其数据场特点,提出了最大值绘制算法.实验结果表明,此方法适用于LCSM系统,能够生成逼真的三维图形.