[發明專利]宮頸液基細胞學自動篩查方法和系統

有效

• 申請號: 201210124711.0
• 申請日: 2012-04-25
• 公開（公告）號: CN102682305A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 張靈;唐盛;尹立東;鄭雙明;李靜立
• 申請（專利權）人: 深圳市邁科龍醫療設備有限公司
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62
• 代理公司: 深圳市康弘知識產權代理有限公司 44247
• 代理人: 胡朝陽;孫潔敏

技術領域

本發明涉及細胞病理學、圖像處理及模式識別，尤其涉及一種宮頸液基涂片中病變細胞的自動篩查方法和系統。

背景技術

宮頸癌是對婦女威脅最大的惡性腫瘤疾病。全世界每年有近250,000人死于宮頸癌。隨著宮頸癌篩查方法的發展，1996年美國FDA批準了改良的細胞學制樣技術——薄層液基細胞學。與傳統巴氏涂片法相比，此方法能使細胞均勻地分布在玻片上，提高了發現低度和高度病變的敏感度，有文獻報道薄層液基細胞學可檢出92.9％的高度病變和100％的瘤癌，與傳統涂片的77.8％和90.9％相比有顯著性差異。另一方面，細胞均勻平鋪也使計算機自動判讀更加可行。目前國內外尚未見到針對薄層液基制片的自動宮頸細胞學篩查系統的報道。

盡管薄層液基技術減少了傳統涂片中的細胞大量重疊的現象，但由于實際圖像的復雜性，對宮頸液基涂片中病變細胞的自動識別仍然存在著諸多難點，傳統方法往往忽視了這些問題：細胞核重疊或相互接觸；細胞核的形狀和大小千變萬化(某些人的正常細胞核比某些人的病變細胞核還大)；細胞核尤其是病變細胞核染色不均勻(這通常會導致欠分割現象，從而增加假陰性發生的概率)；細胞核和其背景間的對比度由于光照不均勻或胞漿堆疊而改變；雜質(如炎癥細胞、細胞碎片)的堆疊可能表現出類似病變細胞核的特征。

有鑒于此，有必要研發一種針對宮頸液基涂片的、對病變細胞具有較高敏感性、對正常細胞具有高特異性的自動篩查方法。

發明內容

本發明的目的是提供一種宮頸液基細胞學自動篩查方法和系統，該方法和系統能準確地挑選出宮頸液基涂片中的病變細胞，使細胞病理學家把精力集中在異常病例上，從而在減輕工作負擔的同時提高準確性。

為實現上述目的，本發明提出一種宮頸液基細胞學自動篩查方法，該方法包括下列步驟：

步驟1.圖像采集，圖像采集模塊控制自動上片裝置將涂片放置到自動載物臺上實現自動涂片掃描，通過數字攝像頭采集圖像；自動涂片掃描過程中，聚焦策略采用能同時處理單峰或雙峰準則函數波形的三點漸進均勻采樣法；

步驟2.圖像分割，圖像分析模塊對采集到的圖像進行預處理、二值化、粘連核分離操作，得到一系列目標物體；

步驟3.目標識別，圖像分析模塊判斷圖像中的目標物體是雜質、正常細胞、疑似病變細胞或者萎縮細胞；

步驟4.綜合分析，圖像分析模塊利用相對特征進行綜合分析，給出最終識別結果。

所述步驟2中，預處理的步驟為：提取HSV彩色空間中的V通道作為原始圖像，用對比度限制的直方圖均衡化算法增強核與周圍區域的對比度，用雙邊濾波增強核邊緣強度，再用均值濾波器去除高斯噪聲和脈沖噪聲。

所述步驟2中，二值化的步驟為：首先采用局部自適應閾值對預處理后的圖像進行粗分割，再對每一個連通目標進行細分割，最后使用形態學算子進一步修正分割結果。

所述步驟2中，粘連核分離的步驟為：首先判斷目標是否粘連，再用基于凹點對和徑向對稱中心的方法分離粘連核。

所述步驟3中，判斷圖像中的目標物體是否是雜質的步驟為：將目標物體依次送入細胞質過濾器、石墨和灰層過濾器、分葉狀白細胞過濾器、失焦過濾器、級聯核/雜質分類器，若目標物體未能通過這些流程，則認為其是雜質。

所述的級聯核/雜質分類器的訓練步驟為：按照自舉法思想訓練一個多層級聯分類器，特征集包含密度、尺寸、邊緣、形狀、紋理五類，每層分類器所用特征由二次互信息特征選擇算法選出。

所述步驟3中，判斷圖像中的目標物體是否是正常細胞的步驟為：按照自舉法的思想訓練一個多層級聯病變核/正常核分類器，特征集包含核密度、核尺寸、核形狀、核邊緣、核紋理五類，每層分類器所用特征由二次互信息特征選擇算法選出。

所述步驟3中，判斷圖像中的目標物體是否是萎縮細胞的步驟為：將疑似病變核的目標進行二次分割，若其中含有似核物體，則認為該目標是萎縮細胞。

所述步驟4中，綜合分析的步驟為：計算所有被識別為陰性核的物體的平均灰度、形狀、尺寸三方面的特征值，比較疑似病變核與這些特征值的加權差異，根據設定的閾值給出最終識別結果。