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研究生：	林柏安
論文名稱：	自動化細胞分析儀開發與尿沉渣鏡檢研究 Development of automatic cells analysis instrument and research of microscopic examination of urinary sediments
指導教授：	陳順同
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	機電工程學系 Department of Mechatronic Engineering
論文出版年：	2011
畢業學年度：	99
語文別：	中文
論文頁數：	106
中文關鍵詞：	自動化細胞鏡檢、自動化細胞分析儀、尿沉渣
論文種類：	學術論文
相關次數：	點閱：419 下載：7
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本研究旨在針對尿沉渣細胞檢測，開發一部「自動化細胞分析儀」雛型，目的在發展具技術自主、快速且高精確的自動化細胞鏡檢分析儀設備。研究之初，先自行設計並製造一部以PC base控制，且具圖像擷取與辨識功能的自動化三軸微位移載台，載台上建構包括暗房、光源系統及逆向快速連拍機構等。實驗進行係使尿沉渣細胞檢體置於定量載玻片上，利用細胞受重力而下沉的特性，以鏡頭「自下而上」擷取圖像。經由正、逆向拍攝比對實驗，證實自下而上的圖像擷取，可快速獲得清晰的細胞輪廓，取像沒有對焦與焦距模糊的問題。為獲致正確且快速之醫檢報告，本研究提出一種「快速連拍累積檢體容積」的方法，亦即連拍110張的圖像面積(Area)，累計成定量檢體容積(Volume)，再累加各張圖像辨識之後的各種細胞與其含量，即可獲得單位容積的各種細胞數。此「快速連拍累積檢體容積」的技術開發，能使自行發展的自動化細胞分析儀對紅血球、白血球、草酸鈣結晶體與扁上皮細胞的判斷，達72%的正確辨識率，拍攝與辨識速度達90 Specimens/hrs，能正確且快速提供醫檢報告，證實本研究所開發的「自動化細胞分析儀」雛型，已能成功應用於尿沉渣細胞的鏡檢。

目 錄
摘 要    I
ABSTRACT    II
目 錄    III
圖目錄………………………………………………………………….……..VIII
表目錄…………………………………………………………………..…..… XII
符號表……………………………………………………… .……………….XIV
第一章 緒論    1
1-1前言    1
1-2 研究動機    2
1-3研究目的    3
1-4 研究方法    4
1-5文獻回顧    5
1-5-1細胞辨識文獻回顧    5
1-5-2圖像處理文獻回顧    13
1-5-3細胞分析儀文獻回顧    16
1-6論文架構    17
第二章 實驗原理應用    19
2-1光學顯微鏡原理    19
2-1-1顯微鏡光學    20
2-1-2顯微鏡的放大原理    21
2-1-3明視野顯微鏡的構造    23
2-2視覺檢測系統原理    24
2-2-1機器視覺原理    25
2-2-2光源    26
2-2-3打光技術    28
2-2-4鏡頭選用(適用生醫)    32
2-2-5攝影機(適用生醫)    33
2-3圖像辨識原理    34
2-3-1數位圖像處理    35
2-3-2鏡頭視野與空間校正    37
2-3-3特徵圖像面積匹配原理    38
2-4尿沉渣檢測原理    40
2-4-1常規尿液分析    41
2-4-2尿沉渣顯微鏡檢    41
2-4-3尿液分析之標準化    42
2-4-4尿液分析之自動化    44
2-5尿沉渣細胞自動鏡檢之演算法    45
2-5-1紅血球    45
2-5-2白血球    46
2-5-3扁上皮細胞    50
2-5-4草酸鈣結晶體    53
第三章 實驗設備建構    57
3-1自動化尿沉渣細胞分析儀設計    57
3-1-1高精度鏡檢載台設計與製造    58
3-1-2逆向式圖像擷取機構設計    59
3-1-3照明系統設計    60
3-1-4光源保護電路設計    61
3-1-5圖像感測器與物鏡之選用    62
3-1-6數位類比轉換裝置    62
3-2人機介面設計    63
3-2-1驅動監控系統介面設計    63
3-2-2自動圖像辨識介面    64
3-3加工與檢測設備之使用    65
3-3-1 CNC綜合切削中心機    65
3-3-2 CNC精密線切割放電加工機    66
3-3-3工具顯微鏡    66
第四章 實驗方法    67
4-1實驗之前置作業    67
4-1-1高精度鏡檢載台與載玻片壓板校正    67
4-1-2細胞圖像之對焦    68
4-1-3細胞圖像擷取方向之影響    69
4-1-4細胞圖像擷取之光源影響    70
4-2尿沉渣細胞圖像擷取之相關參數實驗    71
4-2-1最適光源照射角度    71
4-2-2圖像銳度    75
4-2-3圖像亮度與對比度    78
4-2-4圖像飽和度    83
4-2-5結果與討論    85
4-3尿沉渣圖像自動擷取與自動辨識    86
4-3-1圖像自動連續擷取    86
4-3-2尿沉渣細胞圖像自動化辨識    87
4-3-3結果與討論    88
4-4尿沉渣圖像的相關驗證實驗    92
4-4-1尿沉渣細胞圖像之區域分佈    92
4-4-2 LED光源溫度的影響    94
4-4-3結果與討論    94
第五章 結論    97
5-1研究成果與貢獻    97
5-2未來展望    99
參考文獻    99
附錄……………………………………………………………………………105
A. 已發表期刊論文    105
B. 個人簡歷    106
                                

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