[發明專利]細胞核圖像輪廓捕獲設備及其方法

有效

• 申請號: 201610914518.5
• 申請日: 2016-10-20
• 公開（公告）號: CN107316311B
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發明（設計）人: 鄭茗徽;陳彥君;尤崇智;潘柏瑋;吳春森
• 申請（專利權）人: 財團法人金屬工業研究發展中心
• 主分類號: G06T7/13
• 分類號: G06T7/13;G06T7/66;G06K9/00
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 郭紅梅;曲鵬

本發明為一種于細胞圖像中找出目標細胞的細胞核的方法，其中細胞圖像包括目標細胞及至少一變異細胞，且目標細胞包含細胞質及細胞核，該方法包括：(a)處理細胞圖像，以使細胞質、細胞核及變異細胞具不同色彩深淺；(b)分別標定細胞質、細胞核及變異細胞之輪廓；(c)分別計算各輪廓之重心；(d)分別計算細胞質輪廓重心與細胞核輪廓重心及變異細胞輪廓重心的距離；以及(e)自細胞核輪廓重心及變異細胞輪廓重心找出與細胞質輪廓重心之間具有最短距離的特定重心，并定義具特定重心之對應輪廓為細胞核。

技術領域

本發明關于一種細胞核圖像輪廓捕獲設備及其方法，特別是能夠自細胞圖像中排除發炎細胞并擷取細胞核圖像輪廓之裝置及其方法。

背景技術

人類乳突病毒(HPV)是一種乳頭瘤病毒科乳頭瘤病毒屬的DNA病毒。該類病毒主要感染人體的表皮與黏膜組織。目前約有170種類型的HPV被鑒定出來，其中有些類型的HPV入侵人體后會引起疣或癌癥，但其他則沒有任何癥狀。經研究，99.7％的子宮頸癌都是因感染HPV所造成。

根據世界衛生組織(WHO)的報告，子宮頸癌是全球婦女第二常見的癌癥。中國臺灣婦女子宮頸癌的年發生率約為每十萬名女性中有27例，年齡標準化死亡率為每十萬例9.18人，每年平均1000余名女性死于子宮頸癌，即每天有3人因子宮頸癌而死亡。因此，需要子宮頸癌的病理檢測來得知子宮頸細胞是否有病變。

2012年全球病理檢測市場約有19.8億美元，預估2020年將達57億美元，復合增長率高達14.3％，其中亞太市場復合增長率22.2％，躍居全球市場之冠，成為最具市場發展潛力之地區。而北美+歐洲占79％，仍為全球最普遍使用數字病理檢測與辨識的區域。全球病理檢測市場分類為全視野切片成像(Whole Slide Imaging,WSI)、圖像分析信息儲存(Image Analysis-InformaticsStorage)及通訊整合平臺(Communication andIntegrated Platforms)等產品，其中WSI市場需求最大。由此看出，全球數字病理篩檢診斷系統比預期增長更為快速，正因過去病理篩檢完全是靠人力來一片片分析與觀察，跟不上現在抹片增長率與數量，故對于能輔助病理師特征分析與辨識比對的系統，完全是符合臨床需求與市場預期，可解決病理師與醫師人力不足與過勞等問題。

一般子宮頸癌化細胞會變形且細胞核會變大，故在子宮頸細胞是否癌化的判斷上，會利用細胞特征參數來進行分析，細胞特征參數包括細胞核質半徑比、細胞核質面積比、細胞核形態、細胞膜形態、細胞染色密度等。例如，癌化細胞的細胞核會變大，造成細胞核與細胞質的面積或半徑比例(核質比)較正常細胞的核質比大，故在判斷是否為癌化細胞時，核質比變大的細胞就會是癌化細胞。現有的病理篩檢系統是如何對子宮頸細胞影像圖像進行切割、特征計算與癌化分類之方法，但實際的抹片影像圖像中存在有許多噪聲，其中發炎細胞的大小與顏色與子宮頸細胞的細胞核最為相似，很容易造成細胞核輪廓擷取時將發炎細胞誤判為細胞核，近而導致細胞切割與特征計算錯誤，使得后續的細胞癌化分類辨識效果不佳。例如，理想的細胞切片影像圖像中，是沒有發炎細胞的，使其細胞核明顯可辨(如圖1a所示)，但女性陰道口一定存在有或多或少的發炎細胞，故子宮頸抹片在采樣的過程中，會將女性陰道口附近的發炎細胞一并采樣，這些發炎細胞的大小及顏色與子宮頸細胞的細胞核有著高相似度的影像圖像特征，這些發炎細胞會散落于細胞質外(如圖1b所示)或細胞質內(如圖1c所示)。因此，對數字影像圖像軟件辨識系統而言，容易將散落在子宮頸細胞質中的發炎細胞誤判為子宮頸細胞的細胞核。此外，若未排除發炎細胞，系統會將所有發炎細胞皆定義為細胞核來進行細胞特征參數分析(如核質比)，使后來在計算核質比時會把所有發炎細胞的面積或半徑皆列入計算，造成核質比變大，因而誤判細胞為癌化細胞或是有異常。因此，為避免錯誤判的之情形發生，需要更進一步的排除影像圖像中的噪聲(如發炎細胞)，使系統在篩檢子宮頸細胞影像圖像時準確率更高。

發明內容

本案申請人鑒于已知技術中的不足，經過悉心試驗與研究，并一本鍥而不舍之精神，終于構思出本案，能夠克服先前技術之不足，以下為本案之簡要說明。