[發明專利]一種粒子自動分類方法

有效

• 申請號: 201110387439.0
• 申請日: 2011-11-29
• 公開（公告）號: CN102507417A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 宋潔;朱海波;孫媛媛;丁立明
• 申請（專利權）人: 長春迪瑞醫療科技股份有限公司
• 主分類號: G01N15/10
• 分類號: G01N15/10;G06F17/30
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司 22100
• 代理人: 魏征驥

技術領域

本發明涉及粒子分類方法，尤其適用于流式細胞儀的自動分類方法。

背景技術

流式細胞儀以及基于流式細胞儀技術的血液分析儀、尿液分析儀及粒子分析儀等都是通過收集或者分析粒子的二維或者多維數據的方法來識別液體中的不同粒子以將它們分成不同的類別。如圖1所示，在流式細胞儀中，細胞或者粒子的懸液在鞘液的包裹下逐個通過光照區域，在光照區域中粒子受到激光的照射而產生不同的光信號，如前向散射信號，側向散射信號，以及多路熒光信號。大角度信號反映了細胞復雜度信息，小角度信號反映了細胞體積信息。分析系統將檢測器收集來的這些信號生成二維或者三維數據的散點圖，在散點圖上劃分多個區域，細胞或者粒子的多參數信號落在同一個區域的那些粒子被歸為同一類，并統計這些類別內的粒子數目和百分比，用以分析樣本的統計特性。傳統的方法是在散點圖上用固定邊界進行分類，固定邊界能體現出大部分正常樣本特征，缺點是不能對不同的樣本進行邊界調整，當某些樣本的粒子的信號特征顯著不同于固定邊界所表達的特征時就會出現較大的偏差。US.Pat.No.4987086、4727020、4704891、4599037、4987086、6014904都使用了一些方法識別和分類計數血液樣本中的細胞的分類方法。

用事先劃分好的邊界可以在散點圖上生成不同的區域代表著不同類粒子類別，然而這些離散的區域可能會有重疊，落在重疊區域的粒子可能會被錯誤的識別分類。U.S.Pat.No.5627040使用了一種“重心引力因子“的方法解決了此問題。這種方法使用尺寸、形狀、和方位固定而位置不固定的邊界在散點圖進行分類，用一種優化算法根據每個類的引力因子將這個類的邊界位置固定下來。由于血液細胞個體差異很大，重心引力因子雖然可以調整尺寸，但是形狀和方位還是固定的，因此這種方法只適合于大多數具有共性的樣本的問題。

當出現個體差異的時候可以在散點圖上手動重新劃定邊界，US.Pat.No.6944338指出了一種自動的分類方法，用修改后的Koonst?and?Fukunaga算法尋找二維數據的分界線即二維數據的波谷，使用這些分界線分別將落在同一區域中的粒子歸為一類，以此將粒子分成多個類別。這種方法的局限性：散點圖上的數據不連續，非常離散，很多點周圍沒有數據，此算法會對這些點尋找邊界并最終將它們歸為單獨一類，而實際上這些點不是一類而是某個大類的，只不過這些粒子比較分散而已；即使采樣格數據平滑也很難解決問題，平滑的越厲害，計算出來的波谷到原始數據上出現的偏差越大；此算法對二維散點圖上的每個點都進行一次運算，但是實際上散點圖上真正有效的點并不多，有很多的區域都沒有數據，二維的散點圖實際上一個稀疏矩陣，如果對每個點都進行查找會導致算法的效率下降。

國內CN101226190A公開了一種流式細胞術的自動分類方法和裝置，使用了一種層次聚類的分類方法來分類粒子的類別。通過計算所有有效細胞或者粒子每兩個粒子的有效距離，查找出距離最小的兩個細胞或者粒子，用于將查找出的最小的細胞或者粒子合并到一個維數相同的新類中，用于在距離集合中刪除與該細胞粒子相關的距離，用于計算新類與其他類粒子或者細胞之間的相關距離，每一個粒子都要找到與其最近的距離，計算距離的計算量是(N*N*(N+1)/2)*O(N^2)，使用k均值聚類方法計算距離的計算量是(3*N)*n*O(N^2)，n次迭代結束，N總共的粒子數量，缺點是運算速度慢。

發明內容

本發明提供一種粒子自動分類方法，解決以上重疊區域的粒子分類出現偏差和速度慢的問題，自動調整粒子的邊界，大小和方向，提高對異常樣本的適應能力和準確性。

本發明采取的技術方案是，包括以下步驟：

A1、根據得到的每個細胞或粒子逐一通過光照區域時產生的至少兩路光信號，將每個細胞或者粒子表示為每一個與其光信號強度相關的、至少二維的特征向量；

B1、計算所有有效細胞或粒子與其每一類中心細胞的距離，即距離越近，每一類細胞或粒子之間的相似程度越高；

C1、直到每一類細胞的中心位置與前一次中心位置小于一個足夠小的值時，每一類的細胞或者粒子的相似程度達到最高；

D1、反復步驟C1，至少將所有有效細胞或者粒子聚類成符合樣本的測量原理所應有的類別數。

本發明一種實施方式是：在步驟A1之后，步驟B1之前包括如下步驟：設定閾值，將不符合閾值條件或者和周圍數據差異很大的細胞或者粒子去掉。