[发明专利]一种生物样本的固定方法及系统

说明书

本发明涉及一种生物样本的固定方法及系统，方法应用于生物样本吸持装置，方法包括：计算生物样本被吸持时的吸持长度以及吸持速度；计算生物样本被吸持时的吸持长度与期望吸持长度的误差；计算生物样本被吸持时的吸持速度与期望吸持速度的误差；设计控制器；控制器的输入为生物样本被吸持时的吸持长度与期望吸持长度的误差以及生物样本被吸持时的吸持速度与期望吸持速度的误差，输出为注射器的活塞运动速度；根据注射器的活塞运动速度计算吸持针内部与吸持针外部的压强差；根据压强差固定生物样本。本发明通过设计控制器，根据注射器的活塞运动速度计算吸持针内部与吸持针外部的压强差，根据压强差实现了生物样本的精确固定。

技术领域

本发明涉及生物样本固定技术领域，特别是涉及一种生物样本的固定方法及系统。

背景技术

在显微操作中，常常需要通过吸持的方式进行生物力学特性测量以固定生物样本并进行姿态调整、注射和观测等操作。在吸持时，保持生物样本形变在一定的区间内将有效避免操作过程中生物样本的脱落以及过度变形对生物样本造成永久的伤害。目前的固定方法主要根据经验来设定一个固定的吸持压强，但生物样本之间存在个体差异以及外部干扰的影响，降低了显微操作的成功率。

发明内容

本发明的目的是提供一种生物样本的固定方法及系统，以实现生物样本的精确固定。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种生物样本的固定方法，所述方法应用于生物样本吸持装置，所述生物样本吸持装置利用依次连接的注射器、连接管以及吸持针吸持生物样本；所述方法包括：

计算生物样本被吸持时的吸持长度以及吸持速度；

计算所述生物样本被吸持时的吸持长度与期望吸持长度的误差；

计算所述生物样本被吸持时的吸持速度与期望吸持速度的误差；

设计控制器；所述控制器的输入为所述生物样本被吸持时的吸持长度与期望吸持长度的误差以及所述生物样本被吸持时的吸持速度与期望吸持速度的误差，输出为所述注射器的活塞运动速度；

根据所述注射器的活塞运动速度计算所述吸持针内部与所述吸持针外部的压强差；

根据所述吸持针内部与所述吸持针外部的压强差固定生物样本。

可选地，所述生物样本被吸持时的吸持长度的计算过程包括：

获取生物样本被吸持时的历史图像；

根据所述历史图像训练神经网络模型，得到吸持长度神经网络模型；所述吸持长度神经网络模型包括依次连接的卷积层、池化层、三层Inverted residuals结构、PSP模块、池化层、卷积层以及fire模块；所述Inverted residuals结构包括依次连接的卷积升维层、三层深度可分离卷积层以及卷积降维层；

利用所述吸持长度神经网络模型计算生物样本被吸持时的吸持长度。

可选地，所述控制器为：

其中，v为注射器的活塞运动速度，为第一估计值，为第二估计值，ρ为外界扰动，e₂为生物样本被吸持时的吸持速度与期望吸持速度的误差，为期望吸持速度x_2d的一阶导数，e₁为生物样本被吸持时的吸持长度与期望吸持长度的误差，m为PID调节参数。

可选地，所述根据所述注射器的活塞运动速度计算所述吸持针内部与所述吸持针外部的压强差，具体包括：

根据所述注射器的活塞运动速度计算所述注射器的活塞位置；

根据所述注射器的活塞位置计算所述吸持针内部与所述吸持针外部的压强差。