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姓名 王偉儒(Wei-Ru Wang) 查詢紙本館藏 畢業系所 機械工程學系 論文名稱 以細胞染色影像分析支架上的細胞分布 相關論文 檔案 [Endnote RIS 格式]
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摘要(中) 摘要
本研究希望利用影像處理分析支架上的細胞分布，然而聚乳酸-甘醇酸材料(Poly-lactic-co-glycolic acid、PLGA)本身為不透明，需要利用染色技術始能觀察到支架上細胞。
本研究利用免疫螢光染色方法，與錐藍染色方法，取得不同細胞染色影像，PLGA材料不會吸收錐藍染劑，可以觀察到支架上的細胞分布，其中免疫螢光染色，經過遮罩強化螢光點分布，匯聚歸類螢光點即可找到邊界，對於錐藍染色影像利用細胞與支架的顏色飽和度明顯不同，取飽和度閥值即可找到細胞邊界，最後利用邊界點，計算支架上的細胞面積，可以得到細胞貼附支架的百分率。
由於利用膨脹侵蝕，歸類免疫螢光染色影像上的螢光點，邊界略有出入，但誤差很小可以忽略，對於錐藍染色影像，對於聚集的細胞並沒有收尋單一細胞邊界，但已可利用計算細胞貼附率分析細胞在支架的生長。關鍵字(中) ★ 椎藍染色
★ 細胞影像
★ 免疫螢光染色關鍵字(英) 論文目次 摘要
組織工程一般都使用生物統計方式做研究，然而並無法做立即式的評估，本研究希望利用影像處理分析支架上的細胞分布，然而聚乳酸-甘醇酸材料(Poly-lactic-co-glycolic acid、PLGA)本身為不透明，需要利用染色技術始能觀察到支架上細胞。
本研究利用免疫螢光染色方法，與錐藍染色方法，取得不同細胞染色影像，PLGA材料不會吸收錐藍染劑，可以觀察到支架上的細胞分布，其中免疫螢光染色，經過遮罩強化螢光點分布，匯聚歸類螢光點即可找到細胞邊界。利用細胞與支架的顏色飽和度明顯不同，將錐藍染色影像取飽和度閥值即可找到細胞邊界，最後利用邊界點，計算支架上的細胞面積，可以得到細胞貼附支架的百分率。
由於利用膨脹侵蝕，歸類免疫螢光染色影像上的螢光點，邊界略有出入，但誤差很小可以忽略。對於錐藍染色影像，聚集的細胞並沒有收尋單一細胞邊界，但已可利用計算細胞貼附率分析細胞在支架的生長。
目 錄
摘要 ………………………………………………………………………I
目錄 ………………………………………………………………………II
圖目錄 ……………………………………………………………………IV
第一章 緒論 …………………………………………………………1
1.1 研究動機 …………………………………………………………1
1.2 文獻回顧 …………………………………………………………2
1.3 研究方法 …………………………………………………………4
1.4 章節概述 …………………………………………………………5
第二章 實驗設備與實驗流程介紹 ……………………………………6
2.1 顯微鏡系統介紹 …………………………………………………7
2.2 影像擷取系統 …………………………………………………9
2.3活細胞培養系統 …………………………………………………11
2.4軟體架構 …………………………………………………………13
2.5實驗架構流程 ……………………………………………………14
2.6細胞培養 …………………………………………………………15
2.7免疫螢光染色 ……………………………………………………17
2.8 錐藍染色 ………………………………………………………18
2.9螢光染色影像處理流程 …………………………………………18
第三章 影像處理方法介紹 ………………………………………………20
3.1影像分類 ……………………………………………………………20
3.2頻率域上的影像處理 ………………………………………………22
3.3最佳二值化 …………………………………………………………27
3.4形態學運算 …………………………………………………………35
3.5 HSI色彩模型 ………………………………………………………37
3.6邊界描繪 ……………………………………………………………40
第四章 影像處理結果討論 ………………………………………………43
4.1影像強化處理結果 …………………………………………………43
4.2遮罩中間值討論 ……………………………………………………46
4.3免疫螢光染色影像處理結果 ………………………………………48
4.4 錐藍染色影像分區結果 …………………………………………49
4.5 錐藍染色影像處理結果 …………………………………………51
第五章 結論與未來展望 ………………………………………………57
5.1 結論 ………………………………………………………………57
5.2 未來展望 …………………………………………………………57
參考資料 ………………………………………………………………58
圖 目 錄
圖2.1 Carl ZEISS Axiovert 200顯微鏡之光軸解剖圖 ………………8
圖2.2 AxioVision軟體介面 …………………………………………10
圖2.3 顯微鏡與活細胞培養系統 ……………………………………12
圖2.4 活細胞培養系統架構 …………………………………………12
圖2.5 實驗架構流程圖 ………………………………………………14
圖2.6 前處理流程圖 …………………………………………………19
圖2.7 收尋細胞流程圖 ………………………………………………19
圖3.1 相位差影像 ……………………………………………………21
圖3.2 相位差影像分割結果 …………………………………………21
圖3.3 免疫螢光染色影像 ……………………………………………21
圖3.4 免疫螢光染色影像分割結果 …………………………………21
圖3.5 錐藍染色影像 ………………………………………………21
圖3.6 錐藍染色影像分割結果 ……………………………………21
圖3.7 濾波流程圖 ……………………………………………………22
圖3.8 相位差影像 ……………………………………………………22
圖3.9 功率頻譜 ………………………………………………………22
圖3.10 高通濾波器 =0.3π …………………………………………23
圖3.11 高通濾波器 =0.6π …………………………………………23
圖3.12 高通濾波示意圖 ………………………………………………24
圖3.13 高通濾波器 ， =1， =0 …………………………26
圖3.14 高通濾波器 ， =0.5， =0 …………………………26
圖3.15 高通濾波器 ， =1， =0.5 …………………………26
圖3.16 高通濾波器 ， =0.5， =0.5 …………………………26
圖3.17 相位差影像原圖 ………………………………………………27
圖3.18 帶通濾波器 0.5 ，w=0.5 ， =0， =2 ……………27
圖3.19 免疫螢光灰階影像 ……………………………………………32
圖3.20 二值化影像 ……………………………………………………32
圖3.21 二值化經膨脹 …………………………………………………32
圖3.22 二值化經侵蝕 …………………………………………………32
圖3.23 A遮罩運算影像 ………………………………………………34
圖3.24 B遮罩運算影像 ………………………………………………34
圖3.25 A遮罩二值化影像 ……………………………………………34
圖3.26 B遮罩二值化影像 ……………………………………………34
圖3.27 細胞核區塊 ……………………………………………………34
圖3.28 細胞質區塊 ……………………………………………………34
圖3.29 HSI色彩平面模型 ………………………………………………38
圖3.30 HSI色彩空間模型 ………………………………………………38
圖3.31 錐藍染色影像 …………………………………………………39
圖3.32 影像分為三個區域 ……………………………………………39
圖3.33 錐藍影像經二值化 ……………………………………………40
圖3.34 錐藍影像分割結果 ……………………………………………40
圖3.35 鏈碼方向表示圖 ………………………………………………41
圖4.1 經螢光染色細胞的影像 ………………………………………43
圖4.2 Sobel遮罩運算 …………………………………………………44
圖4.3 Sobel遮罩運算二值化 …………………………………………44
圖4.4 變異數遮罩運算 ………………………………………………44
圖4.5 變異數遮罩運算二值化 ………………………………………44
圖4.6 Laplacian遮罩運算 ……………………………………………45
圖4.7 Laplacian遮罩運算二值化 ……………………………………45
圖4.8 中間權重值為1 ………………………………………………46
圖4.9 中間權重值為2 ………………………………………………46
圖4.10 中間權重值為3 ………………………………………………47
圖4.11 中間權重值為4 ………………………………………………47
圖4.12 中間權重值為5 ………………………………………………47
圖4.13 中間權重值為6 ………………………………………………47
圖4.14 中間權重值為7 ………………………………………………48
圖4.15 中間權重值為8 ………………………………………………48
圖4.16 中間權重值為6經膨脹侵蝕 ……………………………………48
圖4.17 細胞貼附一天 ………………………………………………50
圖4.18 細胞貼附一天分區 ……………………………………………50
圖4.19 細胞貼附兩天 …………………………………………………50
圖4.20 細胞貼附兩天分區 ……………………………………………50
圖4.21 以值入細胞濃度每毫升50萬個cell值入 ……………………50
圖4.22 以值入細胞濃度每毫升50萬個cell值入分區 ………………50
圖4.23 以值入細胞濃度每毫升70萬個cell值入 ……………………51
圖4.24 以值入細胞濃度每毫升70萬個cell值入分區 ………………51
圖4.25 以值入細胞濃度每毫升100萬個cell值入 …………………51
圖4.26 以值入細胞濃度每毫升100萬個cell值入分區 ……………51
圖4.27 細胞貼附一天處理結果 ………………………………………54
圖4.28 細胞貼附兩天處理結果 ………………………………………54
圖4.29 以值入細胞濃度每毫升50萬個cell值入處理結果 …………55
圖4.30 以值入細胞濃度每毫升70萬個cell值入處理結果 …………55
圖4.31 以值入細胞濃度每毫升100萬個cell值入處理結果 …………56
圖4.32 清除雜點圖 ……………………………………………………56參考文獻 參考資料
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[9] Axiovert 200 / Axiovert 200M Operating Manual, Carl ZEISS Light Microscopy, 2001.
[10] AxioVision Manual Release 3.1, Carl ZEISS, 2002.
[11] AxioVision 3.1 Reference, Carl ZEISS, 2000.
[12] 紹得晉, “電腦視覺技術於細胞影像序列運動分析之研究”, 成功大學資訊工程系碩士論文, 2003.
[13] 劉于綸, “細胞顯微影像分割與運動分析”, 中央大學機械工程系碩士論文, 2004.指導教授 曾清秀(Ching-Shiow Teseng) 審核日期 2005-7-21 推文 plurk
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