【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于生物醫學檢驗領域，具體涉及一種基于微流控技術的便攜式血細胞分析方法。
技術介紹
1、白細胞，也稱為白血球，是血液中的一種細胞，是人體免疫系統的關鍵組成部分。它們的主要功能是防御身體免受病原體（如細菌、病毒和其他微生物）的侵害，以及參與免疫反應和炎癥過程。白細胞在血液中的數量相對較少，但它們在身體中的重要作用不容忽視。白細胞一般分為中性粒細胞、淋巴細胞、單核細胞、嗜酸性細胞和嗜堿性細胞五大類，在醫學檢查中，通常會進行白細胞計數（wbc）和分類計數（diff），以評估免疫系統的狀態和診斷可能的疾病。白細胞計數的異常可能指示感染、炎癥、自身免疫疾病或其他健康問題。
2、當前主流的白細胞檢測方法有電阻抗法、流式細胞技術，都具有內部有復雜液路和氣路、成本較高、操作步驟多、容易出現故障等問題。也有部分血細胞分析儀采用圖像法進行計數和白細胞分類，但這部分儀器準確性不高且功能單一，只能實現白細胞計數，要么結構復雜，需要一個調焦結構以及平面xy雙軸運動機構。這些方法無法實現白細胞分析的便攜化和準確性要求，難以在居家檢測場景中應用。
技術實現思路
1、為解決上述問題，本專利技術公開了一種基于微流控技術的便攜式血細胞分析方法，結構簡單，使用方便，能夠在居家場景中對白細胞進行準確分類和計數。
2、為達到上述目的，本專利技術的技術方案如下：
3、一種基于微流控技術的便攜式血細胞分析方法，包括：在取樣器采集到血液樣本后，加入到預處理試劑中混勻，定量吸取處理后的
4、技術方案：一種基于微流控技術的便攜式血細胞分析方法，包括如下步驟：
5、s1、血液樣本采集處理：
6、首先使用定量吸管采集血液樣本，將定量吸管放置到預處理液試劑瓶，人為顛倒混勻并反應指定時間后，血液樣品完成了稀釋、裂解、染色過程，達到成像條件；
7、s2、圖像數據采集：
8、將預處理的血液樣本混勻后加入微流控檢測卡的加樣孔中，將檢測卡放入血細胞分析儀，利用毛細作用或外置壓力源的推動作用使樣本在微流道內移動，樣本從圖像采集區流經的同時，開啟光源并利用圖像傳感器對樣本進行實時拍照，獲取血細胞的圖像數據；
9、s3、圖像數據預處理：
10、所述血細胞分析儀將采集到的圖像進行灰度化、去噪、對比度增強等預處理操作，并通過自適應閾值方法分割細胞和背景，根據細胞在系統中的運動特性和相鄰三幀圖像的差分計算完成目標細胞的動態捕捉，獲得相機視野中不同姿態的細胞圖像數據；
11、s4、圖像結果分析：
12、所述血細胞分析儀通過將yolov8模型中的空間金字塔池化結構sppf替換為sppcspc（spp?cross?stage?partial?channel），同時在主干網絡中引入gam（globalattention?mechanism）注意力機制，利用labelimg標注工具批量標注樣本圖像獲得最終不同類型細胞的樣本數據集，并訓練改進后的yolov8模型實現細胞的分類和計數。
13、進一步，在所述步驟s2中，所述微流控檢測卡包括加樣區、檢測區、廢液收集區、微流道，所述微流道與加樣區、檢測區和廢液收集區連接，所述加樣區包括密封凸臺，所述檢測區包括用于相機調焦的靶標。
14、進一步，在所述步驟s2到s4中，所述的血細胞分析儀包括載物臺、顯微成像系統、壓力驅動系統和主控系統，所述載物臺包括用于放置微流控芯片的卡座和水平移動機構，所述顯微成像系統包括光源、光學放大組件、圖像接收器和調焦電機，所述壓力驅動系統包括氣泵、連接管路和波紋密封圈，所述波紋密封圈與所述微流控芯片密封凸臺連接。
15、進一步，在所述步驟s3中目標細胞的動態捕捉和不同姿態細胞圖像數據的獲取方法包括以下幾個步驟：
16、①?通過壓力源，將處理過的細胞混合溶液以勻速擠入微流道，當細胞溶液流經相機視野區域時，相機開始采集圖像，獲取不同細胞不同姿態的圖像數據；
17、②?在獲取的視頻圖像數據中對實時細胞圖像進行預處理，通過樣本圖像處理獲取到不同數據幀中同一目標細胞不同姿態數據圖像；
18、③?為了準確獲取到不同數據幀中目標細胞的位置變化，對單個目標細胞的連續三幀進行幀間差分法得到目標細胞的運動軌跡，通過軌跡分析出連續幀圖像中目標細胞的位置變化和對應姿態數據圖像。
19、上述步驟①具體是通過放置帶有聚焦校準圖案的樣本卡實現整個圖像采集系統的聚焦和圖像采集，其中圖像采集設備包含固定幀率的工業相機，具體的相機選型需要根據系統中流道液體流速、流道寬度、流道高度、細胞溶液稀釋濃度進行選擇。
20、上述步驟②主要分為以下幾個步驟：
21、a：從視頻數據中獲取單幀圖像；
22、b：通過自適應閾值處理等方法獲取到包含細胞位置信息背景剔除后的二值圖；
23、c：通過獲取到的二值圖和細胞在系統中的運動特性獲取原始數據幀中不同目標細胞在圖像位置，通過差分處理獲取到不同目標細胞在相鄰數據幀中的位置；
24、步驟③中獲取細胞運動軌跡的方法主要包含以下幾個過程：
25、a：選定需要跟蹤的目標細胞；
26、b：根據選定目標細胞的圖像幀，分別獲取相鄰兩幀數據圖像，上述步驟①中已經根據細胞溶液的流速等參數獲取到細胞在微流道中的運動特點，根據細胞的運動特點和根據細胞溶液運動特性，對包含目標細胞所在連續幀圖像進行連續三幀差分計算出單個目標細胞的細胞運動軌跡，通過軌跡分析出不同幀圖像中同一目標細胞的圖像區域。
27、進一步，在所述步驟s4中，所述labelimg標注工具批量標注樣本圖像獲得最終不同類型細胞的樣本數據集，并通過改進后的yolov8模型實現不同類型細胞數據集圖像的分類和計數。所述yolov8模型改進主要包含金字塔池化結構sppf優化和gam注意力機制引入。
28、在本專利技術中，通過將yolov8模型中的空間金字塔池化結構sppf替換為sppcspc，同時在主干網絡中引入gam注意力機制，利用labelimg標注工具本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于微流控技術的便攜式血細胞分析方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述一種基于微流控技術的便攜式血細胞分析方法，其特征在于，在所述步驟S2中，所述微流控檢測卡包括加樣區、檢測區、廢液收集區、微流道，所述微流道與加樣區、檢測區和廢液收集區連接，所述加樣區包括密封凸臺，所述檢測區包括用于相機調焦的靶標。
3.根據權利要求1所述一種基于微流控技術的便攜式血細胞分析方法，其特征在于，在所述步驟S2到S4中，所述的血細胞分析儀包括載物臺、顯微成像系統、壓力驅動系統和主控系統，所述載物臺包括用于放置微流控芯片的卡座和水平移動機構，所述顯微成像系統包括光源、光學放大組件、圖像接收器和調焦電機，所述壓力驅動系統包括氣泵、連接管路和波紋密封圈，所述波紋密封圈與所述微流控芯片密封凸臺連接。
4.根據權利要求1所述一種基于微流控技術的便攜式血細胞分析方法，其特征在于，在所述步驟S3中，所述目標細胞的動態捕捉和不同姿態細胞圖像數據的獲取方法包括：
5.根據權利要求4所述一種基于微流控技術的便攜式血細胞分析方法，其特征在于，所述獲取
6.根據權利要求4所述一種基于微流控技術的便攜式血細胞分析方法，其特征在于，所述獲取的視頻圖像數據用于對目標細胞圖像進行預處理，獲取到包含目標細胞圖像數據幀的方法包括：
7.根據權利要求4所述一種基于微流控技術的便攜式血細胞分析方法，其特征在于，所述獲取細胞運動軌跡的方法包括：
8.根據權利要求1所述一種基于微流控技術的便攜式血細胞分析方法，其特征在于，在所述步驟S4中，所述通過將YOLOv8模型中的空間金字塔池化結構SPPF替換為SPPCSPC，同時在主干網絡中引入GAM注意力機制，利用labelimg標注工具批量標注樣本圖像獲得最終不同類型細胞的樣本數據集，并訓練改進后的YOLOv8模型實現不同細胞的分類和計數，包括：
9.根據權利要求8所述一種基于微流控技術的便攜式血細胞分析方法，其特征在于，所述在YOLOv8模型Backbone主干網絡中引入GAM注意力機制的方法包括：
10.根據權利要求8所述一種基于微流控技術的便攜式血細胞分析方法，其特征在于，所述獲取到的圖像制作樣本數據集的方法包括：
...【技術特征摘要】
1.一種基于微流控技術的便攜式血細胞分析方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述一種基于微流控技術的便攜式血細胞分析方法，其特征在于，在所述步驟s2中，所述微流控檢測卡包括加樣區、檢測區、廢液收集區、微流道，所述微流道與加樣區、檢測區和廢液收集區連接，所述加樣區包括密封凸臺，所述檢測區包括用于相機調焦的靶標。
3.根據權利要求1所述一種基于微流控技術的便攜式血細胞分析方法，其特征在于，在所述步驟s2到s4中，所述的血細胞分析儀包括載物臺、顯微成像系統、壓力驅動系統和主控系統，所述載物臺包括用于放置微流控芯片的卡座和水平移動機構，所述顯微成像系統包括光源、光學放大組件、圖像接收器和調焦電機，所述壓力驅動系統包括氣泵、連接管路和波紋密封圈，所述波紋密封圈與所述微流控芯片密封凸臺連接。
4.根據權利要求1所述一種基于微流控技術的便攜式血細胞分析方法，其特征在于，在所述步驟s3中，所述目標細胞的動態捕捉和不同姿態細胞圖像數據的獲取方法包括：
5.根據權利要求4所述一種基于微流控技術的便攜式血細胞分析方法，其特征在于，所述獲取不同細胞不同姿態的圖像數據方法包括：通過放置帶有聚焦校準圖案的樣本卡和圖像采集設備實現整個圖像采集系統的聚焦和...
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