雙光子熒光顯微成像系統(tǒng)研究與軟件設(shè)計.pdf

1、生命科學(xué)的發(fā)展促使人們對生命的研究從表象深入到了內(nèi)部細節(jié)，而雙光子熒光顯微鏡能夠在亞微米量級分辨率上獲取生物體的三維圖像，從而使人們能從微觀上研究生命的本質(zhì)。但是目前針對雙光子熒光顯微鏡沒有一套通用的軟件系統(tǒng)，因此本文在實驗室現(xiàn)有的雙光子顯微鏡實驗平臺上，使用LabVIEW和基于OpenGL的VS2008軟件開發(fā)了一套完整的且具有一定通用性的軟件系統(tǒng)，該軟件系統(tǒng)實現(xiàn)了在微米量級分辨率上二維成像和三維成像的功能，涵蓋了從圖像采集，圖像處理

2、最后到圖像重構(gòu)的整個過程。
　　首先，根據(jù)雙光子熒光顯微成像系統(tǒng)的功能需求，設(shè)計了系統(tǒng)整體硬件連接和軟件流程，并采用模塊化設(shè)計理念將系統(tǒng)分成四個功能模塊，分別是控制模塊、機械掃描模塊、斷層圖像采集及重構(gòu)模塊和三維重構(gòu)模塊。
　　其次，針對系統(tǒng)機械掃描模塊中的掃描模式提出了三種方案，分別是精掃描，粗掃描和混合掃描；針對掃描路徑提出了矩形路徑和螺旋路徑兩種方案，得出矩形掃描路徑能獲取規(guī)則圖像數(shù)據(jù)并提高系統(tǒng)工作效率的結(jié)論。

3、　　然后，針對系統(tǒng)圖像采集及重構(gòu)模塊提出了兩種不同的圖像采集方案，分別是單次圖像采集和多次圖像采集，并通過實驗驗證了多次采集模式下獲取圖像信噪比高的結(jié)論；提出了成像效果與圖像采集時像素間隔時間有著密切關(guān)系，像素間隔時間越短，圖像越容易失真。
　　最后，針對系統(tǒng)三維重構(gòu)模塊選擇了經(jīng)典的光線投射算法作為理論基礎(chǔ)，將系統(tǒng)三維成像工作流程分為體數(shù)據(jù)獲取、體數(shù)據(jù)重建和體數(shù)據(jù)可視化三個階段；體數(shù)據(jù)獲取是通過LabVIEW軟件實現(xiàn)系統(tǒng)三維掃描完