[發明專利]結核感染T細胞免疫斑點分析儀及其圖像生成數據分析方法

無效

• 申請號: 201210439522.2
• 申請日: 2012-11-07
• 公開（公告）號: CN103698538A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 侯岳雷;彭羅枝;楊志英;張浩
• 申請（專利權）人: 北京安泰永信醫療科技有限公司
• 主分類號: G01N35/00
• 分類號: G01N35/00
• 代理公司: 北京三高永信知識產權代理有限責任公司 11138
• 代理人: 江崇玉

技術領域

本發明屬于電子醫療儀器領域，特別涉及到一種用于臨床診斷分析的結核感染T細胞免疫斑點分析儀及其圖像生成數據分析方法。

背景技術

作為醫學臨床診斷分析儀器，包括各種全自動或半自動的生化分析儀，它們的共同特點是提取和檢測人體生物化學方面的某些特征，采用計算機進行分析和處理。結核感染T細胞免疫斑點分析儀就是用于臨床診斷，針對結核病感染臨床實驗與診斷分析的儀器設備。

本儀器為集運動控制、圖像采集及圖像分析三大功能結合為一體的臨床診斷設備，在國內外尚屬首創。迄今為止，在已知技術中，只有用于科研領域的檢測酶聯斑點的一體化設備，檢測結核感染T細胞免疫斑點的方法僅有分立的專用設備，分別在顯微鏡下進行人工肉眼計數分析，通過電子顯微鏡進行局部的圖像數據采集、再將圖片導入電腦里通過圖像軟件進行計算機人工處理，使用中不僅步驟繁瑣，而且精度低，給使用者造成極其不便；為了提高檢測分析效率與精度，本公司創新研制了將上述集運動控制、圖像采集及圖像分析等三項功能結合為一體的一體化分析儀，滿足了用戶和患者要求。

發明內容

本發明需要解決的技術問題是，針對在已知技術中，進行結核感染T細胞免疫斑點檢測與分析時僅能依靠各單獨的專門性設備一項項地操作，使本項目的檢測分析工作繁瑣、低效且準確度低，為了克服這些缺點，需要設計一個集運動控制、自動圖像采集保存和圖像分析診斷數據輸出三大功能為一體的自動化醫學分析儀器；本發明的目的，是為提供一種結核感染T細胞免疫斑點分析儀及其圖像生成數據分析方法，為了達到這一發明目的，是采用以下技術方案來實現的：一種結核感染T細胞免疫斑點分析儀，主要包括該分析儀的一體化機箱，機箱下部設有高精度載物平臺，其平臺上方設有高清晰顯微單筒鏡頭及其升降架，該單筒鏡頭物鏡處裝配有環形LED光源，單筒鏡頭目鏡部分設有高分辨率彩色CCD攝像頭，運動系統的控制單元由PLC控制器組成，固定在在箱內電氣安裝板并連接到計算機系統；其特征在于，所述載物平臺依靠裝在箱體內底板上的兩正交滾珠絲杠機構在箱體底板平面作x、y方向精確運動，載物平臺上安裝固定一個觀察結核感染T細胞免疫斑點的可拆卸96孔細胞培養板及其固定夾片，在載物平臺表面位置處還設有一個使圖像更清晰的LED底光源裝置，控制單元將CCD攝像頭采集到的靜態圖像傳輸給計算機。上位機拍攝軟件根據不同指令發送相應信號給電機驅動器，帶動載物平臺自動移動到準確位置；插在計算機主板上的1394數據采集卡與高分辨率彩色CCD攝像頭通過數據線相連與上位機拍攝軟件通訊，對圖像采用高斯平滑濾波和Canny算法(邊緣檢測算法中的一種方法)進行細胞培養板孔自動居中，拍攝軟件將采集到的圖像保存在硬盤上相應工程目錄中；分析軟件打開硬盤中的數據圖片，對結核感染T細胞免疫斑點圖像進行自動數據分析，輸出每一個患者的檢測結果。所述帶LED底光源裝置的載物平臺，采用PLC控制器控制兩臺步進電機，通過滾珠絲杠機構傳動，驅動載物平臺在箱體底板平面作x、y方向運動，x、y方向運動極限位置處有限位傳感器控制止動。所述步進電機驅動輸入電壓、電機驅動器輸入電壓、限位傳感器輸入電壓均為DC24V。所述載物平臺X軸行程范圍為0～65±2mm，Y軸行程范圍為0～100±2mm，重復定位精度為±0.015mm。一種按上述的結核感染T細胞免疫斑點分析儀所生成圖像數據分析的方法，其特征在于，按以下步驟進行：①建立病人患者信息、確認樣本板的孔號位置，選用可拆卸96孔細胞培養板或不可拆卸96、48、24、12、6孔細胞培養板；②對板孔對角線的A1孔和H12孔自動定位圖像采用高斯平滑濾波和Canny算法與PLC控制器進行板孔自動定位；③根據用戶在樣本板上選擇的孔號，對圖像采用高斯平滑濾波和Canny算法進行自動居中補償，采集該孔對應圖像；④載物平臺出倉取出樣本；⑤進入分析軟件界面打開硬盤中采集的病人樣本圖片；⑥設置分析基準圓獲取自動分析參數：峰值、色調、直徑、飽和度、對比度、暈狀值、擴散度；⑦對圖像進行高斯平滑濾波，對圖像進行邊緣檢測，采用5*5搜索圖像找出下跌灰度極值點，以該點為中心點進行上下左右查找每一個邊界值，通過邊緣點和中心點位置確定斑點半徑大小。通過中心，半徑計算斑點范圍反過來驗證邊緣數據，根據通過驗證的邊緣數據統計出結核感染T細胞免疫斑點個數進行全自動計數；⑧計算統計結核感染T細胞免疫斑點個數、面積、光密度、位置坐標；⑨質控數據、生成數據圖片、輸出患者臨床檢驗結果。圖像生成后，為避免圖像中噪聲點干擾，采用高斯平滑濾波方法進行噪聲處理。圖像生成后的計數部分，通過峰值、色調、直徑、飽和度、對比度、暈狀值、擴散度等參數統計出結核感染T細胞免疫斑點個數進行全自動計數操作，也可以采用人為干預的手動操作進行計算，判斷計數的結果、得出患者是否感染結核病。