[發(fā)明專利]一種尿液細(xì)胞圖像分類識(shí)別系統(tǒng)及分類識(shí)別的方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210506289.5
• 申請(qǐng)日: 2012-11-29
• 公開（公告）號(hào): CN103018247A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫杰;張靜文;秦穎博
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N21/84
• 分類號(hào): G01N21/84;G06K9/62
• 代理公司: 天津佳盟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12002
• 代理人: 侯力

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于臨床醫(yī)學(xué)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，特別是對(duì)疾病診斷、治療監(jiān)測(cè)及健康普查具有重要的臨床意義。

背景技術(shù)

近年來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字圖像處理技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，在航空航天、工業(yè)生產(chǎn)、資源環(huán)境、氣象及交通監(jiān)測(cè)、文化教育等各個(gè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用需求，創(chuàng)造了巨額的社會(huì)價(jià)值。在生物醫(yī)學(xué)工程方面，如顯微圖像的處理與識(shí)別在血細(xì)胞自動(dòng)計(jì)數(shù)和結(jié)構(gòu)自動(dòng)分析及細(xì)胞的智能化診斷等方面已有了較好的應(yīng)用。借助顯微鏡，人們可以觀察到細(xì)胞的顯微和超顯微結(jié)構(gòu)，通過分析其形態(tài)，獲得疾病診斷所需的大量信息。但是，通過人眼的顯微觀察不僅容易使觀察者眼睛產(chǎn)生疲勞，進(jìn)而造成誤判的誤差，而且人眼主觀觀察受主觀因素影響較大，缺少客觀的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)性較差。

隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)醫(yī)學(xué)檢測(cè)客觀性的要求越來越高，于是血細(xì)胞分析和自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)便應(yīng)運(yùn)而生。近年來，人們研制了許多細(xì)胞分析和識(shí)別系統(tǒng)，用于對(duì)血細(xì)胞圖像進(jìn)行自動(dòng)分析，定量計(jì)算出我們所需要的診斷信息，這些細(xì)胞分析和自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)提高了診斷的客觀性，同時(shí)也減輕了醫(yī)務(wù)人員的工作負(fù)擔(dān)，提高了分析的準(zhǔn)確性。如何提高基于細(xì)胞圖像信息的病例診斷精度、速度和重復(fù)性是本發(fā)明的主要目的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是研究尿液細(xì)胞圖像識(shí)別分類，用于對(duì)尿液細(xì)胞圖像進(jìn)行自動(dòng)分析，定量計(jì)算出我們所需要的診斷信息，這些細(xì)胞分析和自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)提高了診斷的客觀性，同時(shí)也減輕了醫(yī)務(wù)人員的工作負(fù)擔(dān)，提高了分析的準(zhǔn)確性。

本發(fā)明提供的尿液細(xì)胞圖像分類識(shí)別系統(tǒng)，包括細(xì)胞篩、通路轉(zhuǎn)換控制器、顯微鏡、圖像識(shí)別分類器和計(jì)算機(jī)組成；

細(xì)胞篩，是由不同規(guī)格的分子篩構(gòu)成的，把不同規(guī)格的分子篩放在篩選盤上，通過計(jì)算機(jī)的旋轉(zhuǎn)控制對(duì)待測(cè)尿液進(jìn)行細(xì)胞篩選。而分子篩是一種具有立方晶格的硅鋁酸鹽化合物，含有電價(jià)較低而離子半徑較大的金屬離子和化合態(tài)的水。由于水分子在加熱后連續(xù)地失去，但晶體骨架結(jié)構(gòu)不變，形成了許多大小相同的空腔，空腔又有許多直徑相同的微孔相連，這些微小的孔穴直徑大小均勻，能把比孔道直徑小的分子吸附到孔穴的內(nèi)部中來，而把比孔道大得分子排斥在外,因而能把形狀直徑大小不同的分子分離開來。

通路轉(zhuǎn)換控制器，其作用相當(dāng)于一個(gè)開關(guān)，細(xì)胞篩將不同大小的細(xì)胞篩選出來，通過計(jì)算機(jī)控制開與關(guān)，將先后篩選的不同大小的細(xì)胞按順序傳輸?shù)斤@微鏡中；

圖像識(shí)別分類器，采用支持向量機(jī)分類器對(duì)待檢測(cè)的細(xì)胞圖片所有像素點(diǎn)進(jìn)行預(yù)測(cè)分類，最終達(dá)到識(shí)別分類的目的。

本發(fā)明同時(shí)提供了一種使用以上所述系統(tǒng)進(jìn)行尿液細(xì)胞圖像分類識(shí)別的方法，該方法是一種快速、精確的尿液潛血細(xì)胞分類方法，包括：

使用細(xì)胞篩進(jìn)行細(xì)胞篩選，主要運(yùn)用物理方法對(duì)尿液樣本進(jìn)行初步分類，先將尿液細(xì)胞進(jìn)行稀釋，再通過管道內(nèi)的活塞提供壓力來控制尿液的速度，通過計(jì)算機(jī)控制，旋轉(zhuǎn)細(xì)胞篩中的篩選盤到規(guī)格最小的分子篩上，然后尿液以0.1mm/s的速度流入細(xì)胞篩進(jìn)行篩選，然后再通過計(jì)算機(jī)控制旋轉(zhuǎn)篩選盤，旋轉(zhuǎn)到下一個(gè)分子篩上，達(dá)到了增大所篩選細(xì)胞大小的要求，重復(fù)此步驟，從而將尿液中不同大小的細(xì)胞分離開來，再由計(jì)算機(jī)控制通路轉(zhuǎn)換控制器的開關(guān)，將所篩選的不同大小的細(xì)胞傳輸給顯微鏡進(jìn)行圖像觀察和采集，然后傳輸給計(jì)算機(jī)；

計(jì)算機(jī)再將所獲取的圖片傳輸給圖像識(shí)別分類器，利用圖像預(yù)處理以及分割技術(shù)對(duì)待檢測(cè)圖像進(jìn)行處理，分割細(xì)胞圖像結(jié)構(gòu)，提取細(xì)胞特征參數(shù)以及形態(tài)特征參數(shù)以及紋理特征參數(shù)，在此基礎(chǔ)上根據(jù)各種不同細(xì)胞自身的特點(diǎn)篩選出多個(gè)重要的形態(tài)特征構(gòu)成用于識(shí)別的特征向量，最后根據(jù)這些特征向量用圖像識(shí)別的相應(yīng)方法進(jìn)行細(xì)胞分類，輸出統(tǒng)計(jì)信息供醫(yī)學(xué)臨床判斷。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

本發(fā)明將生物醫(yī)學(xué)技術(shù)與計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)以及一定的機(jī)器視覺技術(shù)聯(lián)系起來，發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，得出效果明顯的預(yù)期目標(biāo)。同時(shí)也減輕了醫(yī)務(wù)人員的工作負(fù)擔(dān)，提高了分析的準(zhǔn)確性。

附圖說明：

圖1是本發(fā)明尿液細(xì)胞分類識(shí)別系統(tǒng)工作流程圖；

圖2是細(xì)胞篩的結(jié)構(gòu)圖；

圖3是本發(fā)明中涉及的尿液細(xì)胞原始圖像；

圖4是本發(fā)明方法對(duì)圖2中圖像進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的識(shí)別分類結(jié)果圖。

具體實(shí)施方式：

實(shí)施例1、尿液細(xì)胞圖像分類識(shí)別系統(tǒng)

尿液細(xì)胞圖像分類識(shí)別系統(tǒng)包括細(xì)胞篩、通路轉(zhuǎn)換控制器、顯微鏡、圖像識(shí)別分類器和計(jì)算機(jī)組成；