(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210120043.8 (22)申请日 2022.01.30 (71)申请人 北京信息科技大 学 地址 100192 北京市海淀区清河小营东路 12号 (72)发明人 孟晓辰　祝连庆　张帆　何露露　 周梅娟　 (74)专利代理 机构 北京远创理想知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11513 专利代理师 张素妍 (51)Int.Cl. G01N 21/01(2006.01) G01N 21/84(2006.01) (54)发明名称 红细胞高通量变形性检测方法、 系统、 介质 及计算设备 (57)摘要 本发明涉及一种红细胞高通量变形性检测 方法、 系统、 介质及计算设备， 其包括： 利用光阱 力与流体粘滞阻力的共同作用进行高通量红细 胞的有效拉伸变形； 提取单细胞变形前后的特征 参量， 得到面积变形指数和周长变形指数； 利用 由所述面积变形指数和所述周长变形指数构成 的平均变形指数参量， 对红细胞的变形性进行表 征。 本发明能实现红细胞变形性的高通量分析， 实现单分散红细胞的捕获及变形拉伸， 同时实现 不同变形性红细胞的统计学有效区分。 本发明可 以广泛在生物医学检测领域中应用。 权利要求书2页 说明书8页 附图5页 CN 114460006 A 2022.05.10 CN 114460006 A 1.一种红细胞高通 量变形性检测方法， 其特 征在于， 包括： 利用光阱力与流体粘滞阻力的共同作用进行高通 量红细胞的有效拉伸变形； 提取单细胞变形 前后的特 征参量， 得到面积变形指数和周长变形指数； 利用由所述面积变形指数和所述周长变形指数构 成的平均变形指数参量， 对红细胞的 变形性进行表征。 2.如权利要求1所述红细胞高通量变形性检测方法， 其特征在于， 所述利用光阱力与流 体粘滞阻力的共同作用进行高通 量红细胞的有效拉伸变形， 包括： 设置微量注射装置和光镊系统， 由所述注射装置 高通量的连续向所述光镊系统输送 红 细胞， 使红细胞处于自然状态； 由光镊捕获红细胞， 被捕获的红细胞被流体沿流动方向进行拉伸， 并通过连续输送的 红细胞的碰撞替换被捕获的红细胞； 借助流体产生的粘滞阻力使红细胞在水流方向和 垂直水流方向上产生形变， 实现有效 拉伸； 所述水流方向为X轴方向， 垂直水流方向为Z轴方向。 3.如权利要求2所述红细胞高通量变形性检测方法， 其特征在于， 在动态平衡时， 所述 红细胞在X轴方向上受到的流体粘滞阻力和光学梯度力平衡， 所述红细胞在平衡条件下 的 伸长取决于细胞的刚度， 在相同的拉伸下， 较硬的红细胞比弹性的细红胞表现出较小的形 变， 通过形变区分出正常红细胞和细胞膜弹性发生变化的红细胞。 4.如权利要求2所述红细胞高通量变形性检测方法， 其特征在于， 承载所述红细胞的所 述流体的流速与流体粘滞阻力 及光镊产生的最大光阱力相关， 最大光阱力需大于等于流体 粘滞阻力， 所述流体粘滞阻力与所述流体的流速成正比， 以实现对红细胞的有效拉伸变形 及高通量检测。 5.如权利要求4所述红细胞高通量变形性检测方法， 其特征在于， 单个所述红细胞被光 镊捕获时， 所受的流体粘滞阻力F粘为： 式中， η为流体的动态粘度， 单位为10‑3Nm‑2·s； d为红细胞的直径， 单位为 μm； v 为捕获的 红细胞被释放时的速度， 单位为m/s， 该速度通过所述微量注射装置内设定的流量计算得 到。 6.如权利要求4所述红细胞高通量变形性检测方法， 其特征在于， 所述光镊产生的最大 光阱力为红细胞 所受外力， 假设红细胞 是一个线性弹簧模型， 则所述红细胞 所受外力F为： F＝kΔdx 式中， Δdx为红细胞的伸长量， 与所述红细胞 所受外力成正比； k 为弹性常数。 7.如权利要求1所述红细胞高通量变形性检测方法， 其特征在于， 所述由所述面积变形 指数和所述周长变形指数构成的平均变形指数参 量， 对红细胞的变形性进行表征， 包括： 对血细胞图像进行分析， 采用阈值分割的方法对图像边缘进行提取得到二值图像， 再 采用数学形态方法对所述 二值图像进行优化， 得到能够真实反映红细胞轮廓的填充图像； 在红细胞轮廓的填充图像上， 利用面积变形指数和周长变形指数得到平均变形指数参 量， 通过所述平均变形指数参 量对红细胞的变形量进行表征。 8.一种红细胞高通 量变形性检测系统， 其特 征在于， 包括：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114460006 A 2拉伸模块， 利用光阱力与流体粘滞 阻力的共同作用进行高通量红细胞的有效拉伸变 形； 特征提取模块， 提取 单细胞变形 前后的特 征参量， 得到面积变形指数和周长变形指数； 变形表征模块， 利用由所述面积变形指数和所述周长变形指数构 成的平均变形指数参 量， 对红细胞的变形性进行表征。 9.一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质， 其特征在于， 所述一个或多个程 序包括指令， 所述指令当由计算设备执行时， 使得所述计算设备执行如权利要求1至7所述 方法中的任一方法。 10.一种计算设备， 其特征在于， 包括： 一个或多个处理器、 存储器及一个或多个程序， 其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为所述一个或多个处理器执行， 所述一 个或多个程序包括用于执 行如权利要求1至7 所述方法中的任一方法的指令 。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114460006 A 3