基于多尺度视觉感知的细胞离心控制方法和细胞分离设备与流程

本说明书属于生物医疗，尤其涉及基于多尺度视觉感知的细胞离心控制方法、装置和细胞分离设备。

背景技术：

1、随着生物医疗技术的发展和进步，细胞疗法越来越受到人们的关注。

2、其中，单核细胞作为细胞疗法中相关细胞药物（例如，免疫细胞药物等）的初始材料，其分离和提取过程非常重要。通常会使用包含有离心模块的细胞分离设备通过离心处理，实现细胞的分离和提取。

3、基于现有方法，技术人员在使用细胞分离设备对细胞进行离心处理时，常常需要依赖人眼实时观察细胞的离心情况；再结合个人经验对离心处理进行相应控制和调整。上述方法在实施时，存在细胞离心处理效率低，且容易出现误差等问题。

4、针对上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

1、本说明书提供了一种基于多尺度视觉感知的细胞离心控制方法、装置和细胞分离设备，能够高效、精准地自动完成细胞的离心处理，提高细胞分离精度。

2、本说明书提供了一种基于多尺度视觉感知的细胞离心控制方法，包括：

3、在监测到离心杯旋转时，触发累计离心时长；其中，所述离心杯为透明材质的离心杯；并且在所述离心杯的底部位置处还设置有第一成像模块和第二成像模块；

4、在监测到离心时长大于等于预设的第一时长阈值时，控制第一成像模块采集包含有离心杯中的分层液面的第一类宏观图像；

5、根据第一类宏观图像进行密度梯度边界识别，得到对应的密度梯度边界识别结果；

6、根据密度梯度边界识别结果，对离心杯中的细胞进行粗分离处理控制；

7、在确定结束粗分离处理的情况下，降低离心杯的旋转速度；并控制第二成像模块采集包含有离心杯中的细胞的第二类微观图像；

8、根据第二类微观图像进行细胞特征检测，得到对应的细胞检测结果；

9、根据细胞检测结果，对离心杯中的细胞进行精分离处理控制。

10、在一个实施例中，所述第一成像模块至少包括相机和短焦镜头；所述第二成像模块至少包括显微相机和镜头。

11、在一个实施例中，根据第一类宏观图像进行密度梯度边界识别，得到对应的密度梯度边界识别结果，包括：

12、通过将第一类宏观图像转换到his空间，得到对应的第一类灰度图；

13、对所述第一类灰度图进行自适应二值化处理，得到对应的第一类二值图；

14、根据预设的第一类边缘检测算法，对第一类二值图进行直线检测，得到对应的直线检测结果；

15、根据所述直线检测结果，进行密度梯度边界统计，以得到对应的密度梯度边界识别结果。

16、在一个实施例中，根据密度梯度边界识别结果，对离心杯中的细胞进行粗分离处理控制，包括：

17、确定离心杯中待分离的细胞的细胞类型；并根据细胞类型，确定对应的边界参考阈值；

18、根据密度梯度边界识别结果，检测第一类宏观图像中的密度梯度边界是否等于边界参考阈值；

19、在确定第一类宏观图像中的密度梯度边界等于边界参考阈值的情况下，进行相应的粗分离处理控制。

20、在一个实施例中，所述细胞类型包括：外周血单核细胞或成熟期的细胞。

21、在一个实施例中，根据第二类微观图像进行细胞特征检测，得到对应的细胞检测结果，包括：

22、根据第二类微观图像，通过固定阈值的二值化处理，得到对应的第二类二值图；

23、根据预设的第二类边缘检测算法，对第二类二值图进行边缘特征检测，得到边缘特征检测结果；

24、根据边缘特征检测结果，在第二类二值图中确定出多个闭合区域；并获取闭合区域的关键特征；

25、根据闭合区域的关键特征，统计第二类二值图中符合要求的细胞的数量，作为细胞检测结果。

26、在一个实施例中，根据细胞检测结果，对离心杯中的细胞进行精分离处理控制，包括：

27、根据细胞检测结果，检测第二类二值图中符合要求的细胞的数量是否大于预设的数量阈值；

28、在确定第二类二值图中符合要求的细胞的数量大于等于预设的数量阈值的情况下，触发累计持续时长；

29、在监测到持续时长大于等于预设的第二时长阈值的情况下，控制结束精分离处理。

30、在一个实施例中，所述方法还包括：

31、根据细胞检测结果，在确定第二类二值图中符合要求的细胞的数量小于预设的数量阈值的情况下，间隔预设的时间段，重新采集第二类微观图像。

32、本说明书还提供了一种基于多尺度视觉感知的细胞离心控制装置，包括：

33、触发模块，用于在监测到离心杯旋转时，触发累计离心时长；其中，所述离心杯为透明材质的离心杯；并且在所述离心杯的底部位置处还设置有第一成像模块和第二成像模块；

34、第一采集模块，用于在监测到离心时长大于等于预设的第一时长阈值时，控制第一成像模块采集包含有离心杯中的分层液面的第一类宏观图像；

35、第一图像处理模块，用于根据第一类宏观图像进行密度梯度边界识别，得到对应的密度梯度边界识别结果；

36、第一控制模块，用于根据密度梯度边界识别结果，对离心杯中的细胞进行粗分离处理控制；

37、第二采集模块，用于在确定完成粗分离处理的情况下，降低离心杯的旋转速度；并控制第二成像模块采集包含有离心杯中的细胞的第二类微观图像；

38、第二图像处理模块，用于根据第二类微观图像进行细胞特征检测，得到对应的细胞检测结果；

39、第二控制模块，用于根据细胞检测结果，对离心杯中的细胞进行精分离处理控制。

40、本说明书还提供了一种细胞分离设备，至少包括：多尺度视觉感知模块、离心杯，以及电机；其中，所述多尺度视觉感知模块至少包括：处理器、第一成像模块、第二成像模块，所述离心杯为透明材质的离心杯；所述离心杯与电机连接，用于盛放待分离的细胞；所述第一成像模块和第二成像模块分别设置于离心杯的底板位置处；所述处理器与第一成像模块、第二成像模块、电机相连；

41、所述处理器在监测到离心杯旋转时，触发累计离心时长；并在监测到离心时长大于等于预设的第一时长阈值时，向第一成像模块发送第一类采集指令；

42、所述第一成像模块接收并响应第一类采集指令，采集包含有离心杯中的分层液面的第一类宏观图像；并将第一类宏观图像发送至处理器；

43、所述处理器根据第一类宏观图像进行密度梯度边界识别，得到对应的密度梯度边界识别结果；并根据密度梯度边界识别结果，通过电机对离心杯中的细胞进行粗分离处理控制；

44、所述处理器在确定结束粗分离处理的情况下，通过电机降低离心杯的旋转速度；并向第二成像模块发送第二类采集指令；

45、所述第二成像模块接收并响应第二类采集指令，采集包含有离心杯中的细胞的第二类微观图像；

46、所述处理器根据第二类微观图像进行细胞特征检测，得到对应的细胞检测结果；并根据细胞检测结果，通过电机对离心杯中的细胞进行精分离处理控制。

47、在一个实施例中，所述细胞分离设备还包括：全封闭液路模块；其中，所述全封闭液路至少包括多个连接管路、多个控制阀，以及蠕动泵；所述全封闭液路模块与离心杯相连；

48、所述全封闭液路模块通过控制相应控制阀的开启或关闭，切换以下回路至少之一以完成细胞分离过程中相应的处理流程：第一回路、第二回路和第三回路；

49、其中，所述第一回路与样本液袋和废液袋相连，用于在蠕动泵的驱动下实现进样并排出第一上清液的第一处理流程；

50、所述第二回路与离心液袋和废液袋相连，用于在蠕动泵的驱动下实现洗涤并排出第二上清液的第二处理流程；

51、所述第三回路与重悬液袋和成品液袋相连，用于在蠕动泵的驱动下实现收集并封装的第三处理流程。

52、基于本说明书提供的基于多尺度视觉感知的细胞离心控制方法和细胞分离设备，具体实施前，可以先对细胞分离设备进行改进，使用透明材质的离心杯，并在该离心杯的底部位置处布设第一成像模块和第二成像模块。基于上述改进后的细胞分离设备具体实施时，在监测到离心杯旋转时，自动触发累计离心时长；在监测到离心时长大于等于预设的第一时长阈值时，控制第一成像模块采集包含有离心杯中的分层液面的第一类宏观图像；根据第一类宏观图像进行密度梯度边界识别，得到并根据密度梯度边界识别结果，自动判断宏观维度上的细胞分离情况，有针对性地对离心杯中的细胞进行粗分离处理控制；在确定结束粗分离处理的情况下，降低离心杯的旋转速度；并控制第二成像模块采集包含有离心杯中的细胞的第二类微观图像；根据第二类微观图像进行细胞特征检测，得到并根据细胞检测结果，自动判断微观维度上的细胞分离情况，有针对性地对离心杯中的细胞进行精分离处理控制。从而可以通过获取并组合利用第一类宏观图像和第二类微观图像等基于不同维度的多尺度视觉感知图像，能够较为高效、精准地控制细胞分离设备自动完成细胞的离心处理，减少处理误差，提高细胞分离精度，减少对细胞的污染和破坏。