[发明专利]一种精子形态异常检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种精子形态异常检测方法。

背景技术

通常的形态检测的基本过程是医务工作者将精液利用染色剂处理后，再通过100倍显微镜观测，人为进行形态分类及计数。常规的检测方法受检测环境、检验人员经验和水平等条件的影响很大，并且费时、费力、准确率不高，容易造成检测结果的误差，给临床治疗和科研工作带来困难。

计算机辅助精子形态分析是通过染色剂对精子进行染色，使精子失去活性，再通过图像采集系统对静止的精子图像进行采集，最终利用算法实现对精子形态的检测。该方法的检测参数主要有精子形态、畸形分类、其他细胞类别等。

精子的形态分析是在染色后进行的。染色后，精子失去了原有的活性，所以精子的形态分析也称为静态分析。首先，利用100倍的显微镜对染色后的精子进行图像采集，然后通过相应的算法进行精子识别以及精子各部分参数的计算。其中核心的步骤是从100倍精子图像中精确地分割出精子目标及其各个形态部分，而这方面应用比较广泛的算法是基于主动轮廓模型的边缘检测方法。

基于Snake模型的分割方法从产生之初到现在已经有了很多的改进，并且在医学图像分割上已经有了很多成功的应用。但分割方法局限于边界分割，缺少头部顶体、中段的边界检测。

发明内容

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案为：

一种精子形态异常检测方法，包括步骤：

1)采集经过化学试剂处理后的精子的图像；

2)对所采集的图像进行预处理，包括包括灰度化处理、对比度增强处理、图像平滑去噪和二值化处理；

3)对预处理后的图像进行图像分割处理：对二值化后的图像进行杂质的滤除、目标的提取；

4)进行轮廓识别：得到精确的精子整体目标轮廓和头部轮廓；

5)求取各个参数值：得出能够直接判断精子形态的相关参数。

所述的步骤3)的具体操作步骤为：

3a)根据图像中的目标平均面积进行滤除面积阙值设定；

3b)对杂质进行滤除；

3c)通过区域增长法初步确定精子目标的整体二值区域和头部二值区域。

所述步骤4)的具体操作步骤为：

4a)求取对精子目标二值区域进行初始轮廓序列；

4b)利用上述轮廓序列进行基于Snake模型的轮廓检测；

4c)根据梯度矢量流场外力，精确的分割出精子整体目标轮廓和头部轮廓。

所述步骤5)中所述的相关参数包括：

头部参数：包括头部面积、头部周长、头部长度、头部宽度以及通过这些参数计算得到的相关头部参数；

中段参数：包括中段的面积、中段的宽度、距离、角度。

所述头部面积是通过最终的头部轮廓进行连通域构造，形成头部连通域，再进一步利用边界序列的成员函数进行面积的求取；

所述面积周长是通过对头部轮廓点遍历，按照链码的原则进行求解。

所述中段面积为精子整体面积与头部面积之差；

所述中段宽度的求解过程是首先确定头部与中段的交界区域，再求该交界区域的宽度；

所述距离通过角度和头部长轴进行三角函数运算得到；

所述角度是指头部长轴与中段角度之差，通过获得的长轴端点和中段端点分别求得长轴角度和中段角度即可。

所述步骤1)中采集的图像为通过显微镜获得的100倍染色精子图像。

本发明的有益效果为：该方法不但有良好的客观性，易于核实验证，同时提高了检测效率，有很大的应用前景。

附图说明

图1为染色后待图像预处理的精子形态；

图2为精子形态检测流程图；

图3为预处理后的100倍精子图像；

图4为精子的二值图像；

图5为精子整体边界图像，其中(a)为精子目标初始边界图，(b)基于Snake模型的检测边界；

图6为精子头部边界图，其中(a)为精子头部初始边界，(b)为基于Snake模型检测到的头部边界；

图7为顶体边界图，其中(a)顶体初始边界，(b)为顶体Snake模型分割结果；

图8为精子头部参数示意图；

图9为链码示意图；

图10为精子中段参数示意图。

具体实施方式

为了更好的了解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步说明。