所述发生装置上开设有观测间隙，所述显微成像系统位于所述发生装置靠近所述观测间隙的一侧，所述发生装置、所述显微成像系统和所述数据分析系统均与所述控制系统电性联通。发生装置用于产生剪切场，使血细胞发生变形。显微成像系统，控制系统以及数据分析系统三个部分组成观测装置。控制系统控制发射装置血液介质的注入，产生剪切场，控制显微成像系统对被标记的血细胞进行图像捕捉，控制数据分析系统实时自动提取红细胞变形参数，并进行数据、图像的分析和处理。
[0027]如图2所示，所述发生装置为一血液机械剪切应力产生器，所述血液机械剪切应力产生器包括一静止的壳体和一盘状的机械轴承转子1，所述机械轴承转子位于所述壳体中，所述观测间隙位于所述壳体和机械轴承转子相交的水平位置。不同于以往，本实用新型在观测间隙的水平位置做特殊的间隙观测处理，以实现对血细胞变形的可视化。当血液模拟介质通过管路按照图中箭头方向流入，经过观测间隙时血细胞发生变形，透过可视化的观测间隙，细胞变形情况可以被直接捕捉。
[0028]所述显微成像系统由脉冲调制激光器2、荧光高速显微相机4和电控位移平台3组成，所述脉冲调制激光器能够将脉冲激光射向所述观测间隙内的血细胞上，所述荧光高速显微相机水平固定在所述电控位移平台上，所述脉冲调制激光器、荧光高速显微相机和所述电控位移平台均与所述控制系统电性联通。为了使血细胞变形情况能够被准确采集，观测前需用DiI (细胞膜红色荧光探针)将血液模拟介质染色。在控制系统的控制下，当血液模拟介质通过观测间隙时，脉冲调制激光器的开关被触发，血液中的荧光物质受到激光的激发，发出的荧光信号透过观测间隙被荧光高速显微相机捕捉并记录。通过电控位移平台实现荧光高速显微相机在X、Y、Z三个轴向上的运动，从而可以扫描不同流场区域，观测不同区域内的红细胞的变形情况以及流场分布特征。
[0029]另外，根据发生装置以及观测的具体情况可制定不同方案:
[0030](I)如图3所示，当发生装置的观测间隙较大时，所述脉冲调制激光器的发射口直接朝向所述观测间隙。
[0031](2)如图4所示，当发生装置的观测间隙相对较小，脉冲调制激光器直接照射有困难时，可将激光器竖直向下照射，所述脉冲调制激光器的发射口竖直向下，所述脉冲调制激光器的下方固设一半透半反镜5，所述半透半反镜位于荧光高速显微相机的拍摄范围内。利用半透半反镜改变光路，使激光垂直射入观测间隙中。
[0032](3)如图5所示，所述发射装置的壳体为圆柱体，所述观测间隙与荧光高速显微相机之间固设一凹凸透镜6。由于发生装置的壳体为圆柱体，所以观测到的图像为柱面像。在观测间隙与荧光高速显微相机之间的适当位置加一片特殊的凹凸透镜(需根据具体实验情况选定透镜)，将柱面像转变成平面像，调整视场变化，方便观测。加入特殊的凹凸透镜之后，具体成像原理如图6所示。观测间隙内发生形变的血细胞A发出的光线经过壁筒7之后发生偏折，再经过凹凸透镜后，光线再一次偏折，视场得到调整，并在D点成平面像。
[0033]所述控制系统为一计算机，所述计算机控制所述数据分析系统的运作，所述数据分析系统为一智能图像处理软件。计算机中预先编写的程序实现血液模拟介质的注入，激光器的开关触发，图像信号被荧光高速显微相机记录并传输到内的同步化，避免了人工操作带来的误差。同时也可以改变血细胞的剪切时间，机械应力的大小以及电控位移平台的观测范围，从而获得多组不同剪切时间，不同机械应力以及不同流场内血细胞的变形情况。荧光高速显微相机所记录的图像信息存储到计算机后，借助于智能图像处理软件自动提取红细胞变形参数进行分析，从而实现对群体在整个剪切过程中甚至是特定时间点的变形情况的实时动态观测，还原血细胞的剪切变形过程。
【主权项】
1.一种血细胞机械应力形变脉冲激光同步显微成像观测装置，其特征在于:包括一发生装置、一显微成像系统、一控制系统和一数据分析系统，血细胞放置于所述发生装置中，所述发生装置上开设有观测间隙，所述显微成像系统位于所述发生装置靠近所述观测间隙的一侧，所述发生装置、所述显微成像系统和所述数据分析系统均与所述控制系统电性联通。2.根据权利要求1所述的一种血细胞机械应力形变脉冲激光同步显微成像观测装置，其特征在于:所述发生装置为一血液机械剪切应力产生器，所述血液机械剪切应力产生器包括一静止的壳体和一盘状的机械轴承转子，所述机械轴承转子位于所述壳体中，所述观测间隙位于所述壳体和机械轴承转子相交的水平位置。3.根据权利要求2所述的一种血细胞机械应力形变脉冲激光同步显微成像观测装置，其特征在于:所述显微成像系统由脉冲调制激光器、荧光高速显微相机和电控位移平台组成，所述脉冲调制激光器能够将脉冲激光射向所述观测间隙内的血细胞上，所述荧光高速显微相机水平固定在所述电控位移平台上，所述脉冲调制激光器、荧光高速显微相机和所述电控位移平台均与所述控制系统电性联通。4.根据权利要求3所述的一种血细胞机械应力形变脉冲激光同步显微成像观测装置，其特征在于:所述脉冲调制激光器能够将脉冲激光射向所述观测间隙内的血细胞上的结构为:所述脉冲调制激光器的发射口直接朝向所述观测间隙。5.根据权利要求3所述的一种血细胞机械应力形变脉冲激光同步显微成像观测装置，其特征在于:所述脉冲调制激光器能够将脉冲激光射向所述观测间隙内的血细胞上的结构为:所述脉冲调制激光器的发射口竖直向下，所述脉冲调制激光器的下方固设一半透半反镜，所述半透半反镜位于荧光高速显微相机的拍摄范围内。6.根据权利要求1至5中任意一项所述的一种血细胞机械应力形变脉冲激光同步显微成像观测装置，其特征在于:所述发射装置的壳体为圆柱体，所述观测间隙与荧光高速显微相机之间固设一凹凸透镜。7.根据权利要求1至5中任意一项所述的一种血细胞机械应力形变脉冲激光同步显微成像观测装置，其特征在于:所述控制系统为一计算机，所述计算机控制所述数据分析系统的运作。
【专利摘要】本实用新型公开了一种血细胞机械应力形变脉冲激光同步显微成像观测装置，包括一发生装置、一显微成像系统、一控制系统和一数据分析系统，血细胞放置于所述发生装置中，所述发生装置上开设有观测间隙，所述显微成像系统位于所述发生装置靠近所述观测间隙的一侧，所述发生装置、所述显微成像系统和所述数据分析系统均与所述控制系统电性联通。通过发生装置产生剪切场，使血细胞发生变形。控制系统控制发射装置血液介质的注入和剪切场的产生，控制显微成像系统对被标记的血细胞进行图像捕捉，控制数据分析系统实时自动提取红细胞变形参数，并进行数据、图像的分析和处理。操作简单，而且灵敏度高，观测方便。
【IPC分类】A61B19/00
【公开号】CN204683766
【申请号】CN201520136408
【发明人】徐博翎, 杨磊, 尹成科, 孙宏健, 陈霄, 史凤燕, 张心宇, 尤志强
【申请人】苏州大学
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年3月11日