[發(fā)明專利]外周血單個核細胞的核紋理分析方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010594695.2
• 申請日: 2010-12-08
• 公開（公告）號: CN102565316A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設計）人: 李大東;楊興林;熊金鳳
• 申請（專利權）人: 浙江海洋學院
• 主分類號: G01N33/49
• 分類號: G01N33/49;G06K9/62
• 代理公司: 寧波誠源專利事務所有限公司 33102
• 代理人: 袁忠衛(wèi);景豐強

技術領域

本發(fā)明涉及一種血液分析方法，特別是一種外周血單個核細胞的核紋理分析方法。

背景技術

醫(yī)學研究的重要方向之一就是對各種生物結構進行形態(tài)學研究，特別是定量形態(tài)學研究。定量形態(tài)學研究之一則是探討生物形態(tài)結構與特征在病理情況下的改變。而在醫(yī)學圖像識別領域中研究最多的則圖像特征(形態(tài)結構)提取和目標識別。在正常情況下，血液中各種細胞經(jīng)染色后，在顯微鏡下，不同類型細胞的細胞核，都有不同的核紋理形態(tài)結構特征，如細網(wǎng)狀、粗網(wǎng)狀、染色質緊密、染色質疏松等等。可以認為，細胞核紋理可以看作是由細胞核內(nèi)部物質和“信息”(如細胞核中大分子物質核酸、蛋白質等的質量結構與空間結構，生命物質的相互作用及應答等等)構成的一定時間、空間的表象。即細胞核紋理是細胞核內(nèi)部物質及其變化運動的綜合映射體。

所謂外周血單個核細胞(Peripheral?blood?mononuclear?cell，PBMC)是指外周血中只有一個核的細胞，具體就是外周血中的淋巴細胞和單核細胞。將人體外周血液涂制在載玻片上，使用Wright、Giemsa等染色方法進行血細胞化學染色后進行血細胞形態(tài)識別，是實驗醫(yī)學中一般常規(guī)工作。現(xiàn)今隨著自動化血液分析儀的廣泛使用以及人眼分辨能力的局限性等等原因，人工顯微鏡對病人外周血細胞(單個核細胞以及其它白細胞)的形態(tài)學檢查已是逐漸減少，這可能使我們正在丟失對一些疾病診斷和治療效果判別有重大意義的信息。因此，血細胞形態(tài)的檢查也應與時俱進，探索發(fā)展新的理論與實驗技術。

艾滋病是目前人類所面對的最棘手惡性傳染病。當艾滋病病毒(HIV)進入宿主細胞，HIV?RNA基因組即釋放到細胞質中，在病毒逆轉錄酶的作用下逆轉錄合成DNA。在病毒整合酶的核引導序列信號的引導下進入細胞核，整合到宿主細胞基因組。病毒整合到宿主細胞DNA，細胞內(nèi)核酸高級結構會發(fā)生變化等等。因之感染HIV的單個核細胞核染色質會出現(xiàn)排列紊亂、方向性發(fā)生改變、染色質增粗、出現(xiàn)微細裂紋以及網(wǎng)線狀、網(wǎng)眼狀等等肉眼不易觀察到和肉眼不能分辨的異常細微改變。

從復雜性科學的觀點來看，細胞核紋理應屬復雜圖形，細胞核紋理圖像不應該只限于目前簡單的外觀形態(tài)描述(即只作為血細胞分類或血細胞發(fā)育階段的劃分)，因此用圖像多尺度幾何分析(Multiscale?geometric?analysis)并綜合應用其它信息處理方法捕獲圖像內(nèi)在的、本質的幾何結構，實現(xiàn)對細胞核紋理圖像的理解與分析，是一個值得深入探索的工作。近幾年迅速發(fā)展起來的圖像多尺度幾何分析(Multiscale?geometric?analysis)，其主要方法有：脊波變換(Ridgelet)、曲線波變換(Curvelet)、子束波變換(Beamlet)等。多尺度幾何分析發(fā)展的目的是為了更好的檢測、表示、處理某些高維空間數(shù)據(jù)，與小波分析方法等相比，多尺度幾何分析方法可以較優(yōu)地表示二維圖像信號。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術問題是針對上述現(xiàn)有技術，提供一種將曲線波(Curvelet)變換結合支持向量機(SVM)應用于外周血單個核細胞的核紋理分析的方法。

本發(fā)明解決上述技術問題所采用的技術方案為：該外周血單個核細胞的核紋理分析方法，其特征在于：該方法包括如下步驟：

(1)、外周血細胞染色；

(2)、外周血細胞核表面圖像攝取；

(3)、對攝取的細胞核表面圖像進行曲線波變換，得到一與所述細胞核表面圖像相對應的系數(shù)矩陣；

曲線波(Curvelet)變換是近年來提出的多尺度變換的一種，對圖像邊緣信息具有較優(yōu)稀疏表示，可以較少的系數(shù)表達圖像的特征。作為一種新的多尺度分析方法，具有更高的逼近精度和更好的稀疏表達能力。與圖像處理中常用的小波變換相比，曲線波(Curvelet)變換除了尺度和位移兩個參量外，還增加了方向參量，因此具有更好的方向辨識能力，即在二維情況下，當圖像具有奇異曲線并且曲線二次可微時，則曲線波(Curvelet)可以自適應地“跟蹤”奇異曲線，用于增強圖像中脆弱甚至人眼不可辨的線型信息。所以曲線波(Curvelet)變換特別適用于具有較多紋理特性的細胞核表面圖像的分析處理。

(4)、對所述細胞核表面圖像進行分類識別。

目前有多種方法可以實現(xiàn)對細胞核表面圖像的分類識別，作為優(yōu)選，所述的分類識別包括如下步驟：

a、對曲線波(Curvelet)變換得到的系數(shù)矩陣進行奇異值分解；

b、由奇異值分解構建樣品矩陣；