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研究生: 陳仕忠
Shih-Chung Chen
論文名稱: 高光譜顯微影像系統人機介面之研製
Design the human machine interface for hyper-spectral microscopic system
指導教授: 歐陽盟
Mang Ou-Yang
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 理學院 - 光電科學與工程學系
Department of Optics and Photonics
畢業學年度: 98
語文別: 中文
論文頁數: 72
中文關鍵詞: 螢光高光譜
外文關鍵詞: fluorescence, hyper-spectral
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  • 目前在檢測癌症細胞上,有很多都是以腫瘤出現病變的區域作診斷,若能在腫瘤尚未發生病變前,提前診斷出來的話,如此便能提高治癒率。本研究開發一套高光譜顯微影像系統的人機介面,可針對可疑部位的細胞做光譜掃瞄,掃瞄出此區域細胞各頻譜的影像資料,這些資料將來可以與資料庫做連結,分析出此可疑細胞是否會轉換為癌症細胞。如此便可以達到提早診斷與治療。
    本研究主要開發一套可以量測細胞的光譜影像的人機介面程式
    ,此人機介面程式的功能包含控制馬達移動方向、控制高光譜儀曝光時間、影像的對焦功能、可選取不同波長的即時影像、量測螢光影像、紀錄310~1096 nm的光譜強度及位置資訊。


    Presently the cancer was examined by diagnosing the pathological changes of tumor. If the examination of cancer can diagnose the tumor before the cell occur the pathological changes, the cure rate of cancer will increase. This research develops a human-machine interface for hyper-spectral microscope. The hyper-spectral microscope can scan the specific area of cell and records the data of spectrum and intensity. These data is helpful to diagnose tumor.
    This research aims to develop a human-machine interface to control the hyper-spectral microscope. This interface can control the moving speed of motor, the exposure-time of hyper-spectrum, real-time focus, image of fluorescence, and the data of spectral intensity and position.

    摘要 i Abstract ii 誌謝 iii 目錄 iv 圖目錄 vii 表目錄 ix 一、緒論 1 1-1 前言 1 1-2 研究動機與目的 3 二、光與顯微鏡光學的簡介 5 2-1可見光光譜範圍 5 2-2顯微鏡 6 2-2-1顯微鏡的概說 6 2-2-2物鏡與目鏡 6 2-2-3明視野與暗視野 7 2-2-4焦距的縱深 7 2-3顯微鏡的種類 8 2-3-1實體顯微鏡 8 2-3-2光學顯微鏡 8 2-3-3螢光顯微鏡 9 2-3-4相位差顯微鏡 10 2-4照明燈源的種類 11 2-4-1鹵素燈 11 2-4-2高壓水銀燈 11 2-4-3氙氣燈 12 三、高光譜顯微影像系統之原理分析 13 3-1 高光譜顯微影像系統 13 3-2 延遲透鏡 14 3-3感測器元件 15 3-3-1 CSI影像感測器 15 3-3-2 CMOS影像感測器 15 3-3-3 CCD影像感測器 16 3-3-4 EMCCD影像感測器 17 3-4步進馬達 19 四、高光譜顯微影像系統之設計流程 21 4-1軟體架構 21 4-2步進馬達與電腦的連結 24 4-3 EMCCD影像感測器連結 28 4-4馬達新的起始位置 30 4-5影像擷取與資料儲存格式 31 4-6檔案容量的算法 35 五、實驗與結果分析 37 5-1硬體架構 37 5-2校正實驗 40 5-2-1高光譜顯微影像系統對焦方式 40 5-2-2系統MTF量測 44 5-2-3馬達移動與影像形變 46 5-3量測實驗樣本 49 六、結論與未來展望 56 6-1 結論 56 6-2 未來展望 57 七、參考文獻58 八、個人著作61

    [1] Michael T. Eismann, Russell C. Hardie, "Hyperspectral resolution enhancement using high-resolution multispectral imagery with arbitrary response functions," IEEE Transactions on Geoscience
    and Remote Sensing, Vol.43, no.3, pp. 455- 465, 2005.
    [2] P. A. A. De Beule1, C. Dunsby, N. P. Galletly, G. W. Stamp, A. C. Chu, U. Anand, P. Anand, C. D. Benham, A. Naylor, and P. M. W. French , "A hyperspectral fluorescence lifetime probe for skin
    cancer diagnosis," American Institute of Physics, Vol. 78, 2007.
    [3] Nahum Gat, Suresh Subramanian, Jacob Barhen, Nikzad Toomarian," Spectral imaging applications: remote sensing, environmental monitoring, medicine, military operations, factory
    automation, and manufacturing," SPIE, Vol.2962, pp. 63-77, 1997.
    [4] Chang, Chein-I, "Hyperspectral data exploitation : theory and
    applications," Hoboken: John Wiley & Sons, 2007.
    [5] 徐百輝,"大地的辨識密碼高光譜影像",科學發展,第416期,
    第13 ~ 19頁,民國九十六年八月。
    [6] L. L. Nuffer, P. A. Medvick, H. P. Foote, and J. C. Solinsky, "Multispectral/ hyperspectral image enhancement for biological
    cell analysis," Cytometry A, Vol. 69, no. 8, pp. 897-903, 2006.
    [7] Duncan, R. Ingrams, Jagdish, K. Dhingra, Krishnendu, Roy, Donald, F. Perrault, Jr., Ian, D. Bottrill, Sadru, Kabani, Elie, E., Rebeiz, Michail, M. Pankratov, Stanley, M. Shapshay, Ramasamy, Manoharan, Irving, Itzkan, Michael, S. Feld, "Autofluorescence characteristics of oral mucosa," Oral Mucosa Autofluorescence,
    Vol. 19, no. 1, pp. 27- 32, 1997.
    [8] Michael B. Sinclair, Jerilyn A. Timlin, David M. Haaland, and Margaret Werner-Washburne, "Design, construction, characterization, and application of a hyperspectral microarray
    scanner", Applied Optics, Vol. 43, no. 10, pp. 2079-2088, 2004。
    [9] Smith, Warren J, Modern optical engineering : the design of optical systems, 3rd ed. New York: McGraw Hill, 2000.
    [10] 陳鴻興、陳詩涵,色彩工程學理論與應用,全華圖書出版,台
    北市,民國九十二年。
    [11] 林良平,微生物顯微鏡學,一版,藝軒圖書出版社,台北市,
    民國九十一年。
    [12] 陳德請、吳世揚,生物光電工程導論,一版,全華圖書出版,
    台北市,民國九十二年。
    [13] Olympus CX41圖片,from http://www.microscopy.olympus.eu/
    microscopes/images/MC_LS_UM_CX41_large.jpg
    [14] 陳嘉芬,細胞生物學,一版,藝軒圖書出版社,台北市,民國
    九十一年十月。
    [15] 氙燈光譜圖片,from http://www.ushio.com.tw/tw/products/list/
    lamp/lamp_06.html
    [16] Stylianos, Psycharakis, Giannis, Zacharakis, Anikitos, Garofalakis Rosy, Favicchio, Jorge, Ripoll, " Autofluorescence removal from fluorescence tomography data using multispectral imaging," SPIE,
    Vol. 6626, pp. 66260I, 2007.
    [17] 林正淳,光學機構設計,一版,新竹市,民國九十七年十一月。
    [18] 陳榕庭、彭美桂,CCD/CMOS影像感測器之基礎與應用,一版,
    全華圖書出版,台北市,民國九十四年五月。
    [19] 林金寶,影像處理及辨識理論與實務,宏友圖書出版,台北市,
    民國九十二年四月。
    [20] Burkhardt, Markus, Schwille, Petra, "Electron multiplying CCD based detection for spatially resolved fluorescence correlation spectroscopy," Optics Express, Vol. 14, Issue 12, pp. 5013-5020,
    2006.
    [21] 許溢适、陳坤正,步進馬達使用法,全華圖書出版,台北市,
    民國九十四年三月。
    [22] Takashi Kenjo and Akira Sugawara, "Stepping Motors and Their Microprocessor Controls", Second Edition, Oxford University
    Press, 1994.
    [23] 辰白,步進馬達技術活用手冊,建興出版社,台北,民國八十
    二年三月。
    [24] 林晴比古,新Visual C++ 2005學習講義,一版,博碩文化股份
    有限公司,台北縣,民國九十六年六月。
    [25] EMCCD SDK, from http://www.andor.com/software/sdk/
    [26] 韓丹,擁抱MFC新世代視窗程式設計,第六版,儒林出版社,
    台北縣,民國九十六年四月。
    [27] SGSP20-20(X), from http://www.sigma-koki.com/pdf/en/
    C060210.pdf
    [28] Sigma koki, "1 Axis Stage Controller PAT-001 User''s Manual,"Sigma koki, 2008.
    [29] 井上誠喜等,C語言數位影像處理,第二版,全華圖書出版,
    台北市,民國九十七年二月。
    [30] 林宸生,數位訊號-影像與語音處理,第三版,全華圖書出版,台北市,民國九十二年九月。

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