專利名稱：基于虛擬儀器平臺(tái)的單層血管內(nèi)皮細(xì)胞導(dǎo)水率測(cè)試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種基于虛擬儀器平臺(tái)開發(fā)的單層內(nèi)皮細(xì)胞導(dǎo)水率測(cè)試裝置，能同時(shí)測(cè) 試5組內(nèi)皮細(xì)胞導(dǎo)水率數(shù)據(jù)以及動(dòng)態(tài)顯示流出液生成速度與時(shí)間的關(guān)系曲線。
二背景技術(shù)：
血管內(nèi)皮細(xì)胞(vascular endothelial cells, VEC)是覆蓋于血管內(nèi)表面的單層扁平細(xì)胞，覆 蓋面積占體內(nèi)各種細(xì)胞之首。它參與了血管舒縮調(diào)節(jié)、內(nèi)皮通透性屏障、抗凝血、機(jī)體新陳 代謝及免疫等功能。其中VEC的屏障作用是內(nèi)皮細(xì)胞的最主要的生理功能，它所構(gòu)成的血液 和組織之間界面，可調(diào)節(jié)血液與組織液之間交換，對(duì)維持正常的心血管功能具有重要的意義。
在體血管壁通透性的測(cè)定通常比較困難，且受體內(nèi)各種多種復(fù)雜因素的影響，難以觀察 單因素對(duì)血管壁通透性的影響。為此，內(nèi)皮單層通透性的體外測(cè)定，成為研究?jī)?nèi)皮單層通透 性功能的主要手段。
內(nèi)皮單層通透性的體外測(cè)定目前常用的方法是白蛋白濾過(guò)測(cè)定法和電導(dǎo)率測(cè)定方法。白 蛋白濾過(guò)測(cè)定法雖然是傳統(tǒng)的經(jīng)典測(cè)定方法，但其測(cè)定過(guò)程繁瑣，耗時(shí)久，所需各種試劑較 昂貴，并且穩(wěn)定性也較差。目前存在的電導(dǎo)率測(cè)定方法主要是通過(guò)韋斯頓電橋原理測(cè)定，該 方法主要缺點(diǎn)在于不能實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示測(cè)試過(guò)程，僅能測(cè)出一個(gè)電導(dǎo)率指標(biāo)。
三、 發(fā)明內(nèi)容
3. 1需要解決的技術(shù)問(wèn)題
為克服內(nèi)皮單層通透性的體外測(cè)定中存在的測(cè)試復(fù)雜、耗時(shí)久、不能實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示測(cè)試 過(guò)程、只能測(cè)試一個(gè)指標(biāo)、只能測(cè)定一組數(shù)據(jù)等缺點(diǎn)，
我們?cè)O(shè)計(jì)了基于虛擬儀器平臺(tái)的單層血管內(nèi)皮細(xì)胞導(dǎo)水率測(cè)試裝置，該裝置能夠?qū)崟r(shí)測(cè) 試導(dǎo)水率、流出液生成速度與時(shí)間的關(guān)系曲線，具有可靠性高，測(cè)試精度高，使用簡(jiǎn)單，重 復(fù)性好，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示測(cè)試過(guò)程等特點(diǎn)，并且可同時(shí)使用一臺(tái)攝像機(jī)和計(jì)算機(jī)采集5個(gè)試驗(yàn) 數(shù)據(jù)，既可減少空間和時(shí)間的浪費(fèi)，也可減少同時(shí)測(cè)量所需要的設(shè)備。該系統(tǒng)動(dòng)態(tài)測(cè)量流動(dòng) 速率范圍為10—9cm/s/cmH20到10—4cm/s/cmH20，從培養(yǎng)的肺微血管測(cè)得的Lp(導(dǎo)水率)幾乎 與其它方法得出的單層內(nèi)皮細(xì)胞的數(shù)值相同。
3. 2釆用的技術(shù)方案
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是 本測(cè)試裝置是由鋼質(zhì)試驗(yàn)平臺(tái)、攝像機(jī)、模擬數(shù)據(jù)采集卡、汽泡移動(dòng)圖象捕捉和分析 系統(tǒng)組成，鋼質(zhì)試驗(yàn)平臺(tái)上安裝有攝像機(jī)架和和玻璃制毛細(xì)血管固定夾、基座。攝像機(jī)架放 置一臺(tái)攝像機(jī)，攝像機(jī)鏡頭正對(duì)著玻璃制毛細(xì)管固定夾。玻璃制毛細(xì)血管固定夾固定5根含 有空氣汽泡的20cm長(zhǎng)，內(nèi)徑為2mm左右的玻璃制毛細(xì)管。攝像機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)線連接到電腦上 的圖像采集卡上，基于LABV正W平臺(tái)開發(fā)的汽泡移動(dòng)圖象捕捉和分析系統(tǒng)處理圖像采集卡 上得到的圖像信息。汽泡移動(dòng)圖象捕捉和分析系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)顯示模塊，數(shù)據(jù) 采集模塊包括控制面板和兩個(gè)圖象窗口，控制面板通過(guò)屏幕可人機(jī)交互，第一個(gè)圖象窗口實(shí) 時(shí)顯示每個(gè)試驗(yàn)汽泡的位移。數(shù)據(jù)采集模塊可彈出空氣汽泡和追蹤窗口，顯示通過(guò)攝像機(jī)實(shí)時(shí)采集的試驗(yàn)圖象，允許試驗(yàn)員根據(jù)試驗(yàn)變化，調(diào)節(jié)毛細(xì)管。另外還可通過(guò)按動(dòng)追蹤按鈕， 打開一個(gè)新窗口，選擇一個(gè)試驗(yàn)要求的包圍空氣汽泡圖象框，保存為標(biāo)準(zhǔn)模版圖象以便后邊 的圖象模式識(shí)別。在試驗(yàn)中程序從輸入的實(shí)時(shí)圖象中復(fù)制一個(gè)樣本快照，在特定區(qū)域內(nèi)中搜 尋特定圖象來(lái)匹配已經(jīng)保存的標(biāo)準(zhǔn)模版圖象。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)模版圖象與圖象某個(gè)區(qū)域匹配上，就表 明汽泡所在位置，重復(fù)這個(gè)過(guò)程進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。數(shù)據(jù)顯示模塊允許同時(shí)顯示以前測(cè)得的五個(gè) 試驗(yàn)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)窗口顯示位移對(duì)時(shí)間、導(dǎo)水率對(duì)時(shí)間的關(guān)系曲線，并可使用濾波器來(lái)減少數(shù) 據(jù)釆集過(guò)程中的噪聲。t時(shí)刻的Jv (流出液生成速度)的計(jì)算是通過(guò)計(jì)算t一l和t時(shí)刻的毛 細(xì)管中被替代的水的體積，用Jv(流出液生成速度)除以t時(shí)刻的壓力，就得到導(dǎo)水率Lp。
使用時(shí)，玻璃制毛細(xì)管中作為流動(dòng)標(biāo)記的空氣汽泡移動(dòng)信息圖象首先由攝像機(jī)捕捉到， 然后該數(shù)據(jù)通過(guò)圖像采集卡輸入到計(jì)算機(jī)上的汽泡移動(dòng)圖象捕捉和分析系統(tǒng)，該系統(tǒng)每隔5 秒鐘自動(dòng)追蹤用戶定義的流動(dòng)標(biāo)記，計(jì)算并顯示位移數(shù)據(jù)和導(dǎo)水率，流動(dòng)速率對(duì)時(shí)間以及導(dǎo) 水率對(duì)時(shí)間的關(guān)系曲線。
3. 3本實(shí)用新型的有益效果
實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示測(cè)試過(guò)程，同時(shí)采集5個(gè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，操作簡(jiǎn)單。
四、

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1是本實(shí)用新型的單層內(nèi)皮細(xì)胞導(dǎo)水率測(cè)試原理圖。 圖2是鋼質(zhì)試驗(yàn)平臺(tái)結(jié)構(gòu)圖。
圖中1內(nèi)皮細(xì)胞培養(yǎng)2滲透室3鋼質(zhì)試驗(yàn)平臺(tái) 4玻璃制毛細(xì)管 5攝像機(jī) 6圖象采集卡7計(jì)算機(jī) 8汽泡移動(dòng)圖象捕捉和分析系統(tǒng)9支撐架 IO攝像機(jī)架ll玻璃制毛細(xì)管固定夾12基座
五具體實(shí)施方式
在圖1中，首先進(jìn)行內(nèi)皮細(xì)胞(EC)的培養(yǎng)(1),即采用聚碳酸酯纖維膜作為微孔 濾膜研究通透性測(cè)定濾膜，濾膜置于Snapwell室中，將牛的內(nèi)皮細(xì)胞EC以2X 105cm'2的密度 接種在濾膜上，所有的導(dǎo)水率測(cè)量在接種后10天進(jìn)行。
然后將培養(yǎng)液放入到定制的滲透室(2)，滲透室底部插入兩塊透明的聚碳酸酯，用 彈簧使之密封。上面那塊聚碳酸酯設(shè)計(jì)成為"0"形環(huán)，有一定的凹度，可放入lml的內(nèi)皮 細(xì)胞。滲透室(2)的入口通過(guò)硅膠管同玻璃制毛細(xì)管(4)連接?？諝馄葑⑷氲?0cm長(zhǎng)、 內(nèi)徑為2mm的玻璃制毛細(xì)管(4)作為流動(dòng)的標(biāo)記，玻璃制毛細(xì)管放置在定制的鋼質(zhì)試驗(yàn)平 臺(tái)(3)上。當(dāng)滲透室(2)準(zhǔn)備好后，靜水壓先被調(diào)節(jié)到OcmH20，然后再調(diào)節(jié)到10cmH2O。 調(diào)整攝像機(jī)(5)的位置使之正對(duì)著玻璃制毛細(xì)管中(4)空氣汽泡。將圖像采集卡(6)安裝 在計(jì)算機(jī)(7)上，通過(guò)數(shù)據(jù)線將圖像采集卡(6)與攝像機(jī)(5)輸出端子相連。運(yùn)行汽泡移 動(dòng)圖象捕捉和分析系統(tǒng)程序(8)，打開數(shù)據(jù)采集模塊的空氣汽泡和追蹤窗口，設(shè)立標(biāo)準(zhǔn)模版 圖象。數(shù)據(jù)采集模塊對(duì)10mH2O下空氣汽泡位移在一小時(shí)內(nèi)每五秒采集一次并實(shí)時(shí)顯示位移 隨時(shí)間的變化曲線。運(yùn)行數(shù)據(jù)顯示模塊，設(shè)定濾波器參數(shù)，顯示Lp隨時(shí)間的變化曲線。
在圖2中，首先將鋼質(zhì)試驗(yàn)平臺(tái)放置在水平桌面上，把5個(gè)玻璃制毛細(xì)管(4)依次 放入到玻璃制毛細(xì)管固定夾上，使玻璃制毛細(xì)管中(4)的空氣汽泡居中，將攝像機(jī)(5)安 裝在攝像機(jī)架(5)上，調(diào)整支撐架(9)和攝像機(jī)(5)鏡頭使攝像機(jī)(5)中的玻璃制毛細(xì) 管(4)中的汽泡圖像清晰。
權(quán)利要求1. 一種基于虛擬儀器平臺(tái)的單層血管內(nèi)皮細(xì)胞導(dǎo)水率測(cè)試裝置，主要由一個(gè)鋼質(zhì)試驗(yàn)平臺(tái)、攝像機(jī)、圖像采集卡構(gòu)成，其中鋼質(zhì)試驗(yàn)平臺(tái)上從下到上依次安裝有基座、毛細(xì)管固定夾、支撐架、攝像機(jī)架，攝像機(jī)固定在攝像機(jī)架子上，毛細(xì)管固定在毛細(xì)管固定夾上，攝像機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)線連接到電腦上的圖像采集卡，其特征是安裝在攝像機(jī)上的攝像機(jī)鏡頭正對(duì)著毛細(xì)管固定夾中的含有空氣汽泡的毛細(xì)管進(jìn)行拍攝，圖像采集卡采集攝像機(jī)拍攝到的作為導(dǎo)水率移動(dòng)標(biāo)識(shí)的空氣汽泡圖象信息，空氣汽泡的大小為2×10mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于虛擬儀器平臺(tái)的單層血管內(nèi)皮細(xì)胞導(dǎo)水率測(cè)試裝置，其特征是: 一個(gè)由攝像機(jī)架和毛細(xì)管固定夾、支撐架、基座組成的鋼質(zhì)試驗(yàn)平臺(tái)，攝像機(jī)架固定攝像機(jī)， 毛細(xì)管固定夾可同時(shí)固定5個(gè)含有空氣汽泡的毛細(xì)管，攝像機(jī)架和毛細(xì)管固定夾安裝在基座 上。
專利摘要一種實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)采集單層血管內(nèi)皮細(xì)胞導(dǎo)水率的測(cè)試裝置。它主要由鋼質(zhì)試驗(yàn)平臺(tái)、攝像機(jī)、模擬數(shù)據(jù)采集卡、汽泡移動(dòng)圖象捕捉和分析系統(tǒng)組成，鋼質(zhì)試驗(yàn)平臺(tái)上安裝有攝像機(jī)架和和玻璃制毛細(xì)血管固定夾、基座。攝像機(jī)架放置一臺(tái)攝像機(jī)，攝像機(jī)鏡頭正對(duì)著玻璃制毛細(xì)管固定夾。玻璃制毛細(xì)血管固定夾固定5根含有空氣汽泡的20cm長(zhǎng)，內(nèi)徑為2mm左右的玻璃制毛細(xì)管。攝像機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)線連接到電腦上的圖像采集卡上，基于LABVIEW平臺(tái)開發(fā)的汽泡移動(dòng)圖象捕捉和分析系統(tǒng)處理圖像采集卡上得到的圖像信息。汽泡移動(dòng)圖象捕捉和分析系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)顯示模塊，實(shí)時(shí)測(cè)試導(dǎo)水率、顯示流出液生成速度與時(shí)間的關(guān)系曲線，可同時(shí)采集5組試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)G01N33/49GK201130182SQ20072012544
公開日2008年10月8日 申請(qǐng)日期2007年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月8日
發(fā)明者康建毅, 罡 畢, 王永堂, 潔 高 申請(qǐng)人:康建毅;王永堂;高 潔