面向空间实验的肌纤维细胞形态学参数测量算法

为了满足空间任务的自主需求,探索太空环境因素对宇航员肌肉萎缩的影响以及药物分子对肌纤维细胞分化的作用,科研人员通过观察肌纤维细胞的生长状态,判断药物分子对肌纤维细胞的影响。现阶段,科研人员手动测量肌纤维细胞宽度,统计细胞宽度分析肌纤维细胞的生长状态。该文为实现自动测量肌纤维细胞形态学参数,提出了一种基于曲率和样条拟合的算法自动对肌纤维细胞的形态学参数进行测量。将细胞图像进行预处理使细胞和背景分离,通过样条插值拟合细胞边界,计算得到边界点的法向量和曲率,基于法向量寻找匹配点计算细胞宽度;根据曲率寻找细胞端点,进而拟合细胞骨架获取细胞长度。实验结果表明,该算法获取的形态学参数与手动测量分布一致。该算法实现了对肌纤维细胞的形态学测量,细胞测量平均时间缩短了85.2%,极大提高了科研人员研发效率。