[发明专利]细胞核图像轮廓捕获设备及其方法

说明书

本发明为一种于细胞图像中找出目标细胞的细胞核的方法，其中细胞图像包括目标细胞及至少一变异细胞，且目标细胞包含细胞质及细胞核，该方法包括：(a)处理细胞图像，以使细胞质、细胞核及变异细胞具不同色彩深浅；(b)分别标定细胞质、细胞核及变异细胞之轮廓；(c)分别计算各轮廓之重心；(d)分别计算细胞质轮廓重心与细胞核轮廓重心及变异细胞轮廓重心的距离；以及(e)自细胞核轮廓重心及变异细胞轮廓重心找出与细胞质轮廓重心之间具有最短距离的特定重心，并定义具特定重心之对应轮廓为细胞核。

技术领域

本发明关于一种细胞核图像轮廓捕获设备及其方法，特别是能够自细胞图像中排除发炎细胞并撷取细胞核图像轮廓之装置及其方法。

背景技术

人类乳突病毒(HPV)是一种乳头瘤病毒科乳头瘤病毒属的DNA病毒。该类病毒主要感染人体的表皮与黏膜组织。目前约有170种类型的HPV被鉴定出来，其中有些类型的HPV入侵人体后会引起疣或癌症，但其他则没有任何症状。经研究，99.7％的子宫颈癌都是因感染HPV所造成。

根据世界卫生组织(WHO)的报告，子宫颈癌是全球妇女第二常见的癌症。中国台湾妇女子宫颈癌的年发生率约为每十万名女性中有27例，年龄标准化死亡率为每十万例9.18人，每年平均1000余名女性死于子宫颈癌，即每天有3人因子宫颈癌而死亡。因此，需要子宫颈癌的病理检测来得知子宫颈细胞是否有病变。

2012年全球病理检测市场约有19.8亿美元，预估2020年将达57亿美元，复合增长率高达14.3％，其中亚太市场复合增长率22.2％，跃居全球市场之冠，成为最具市场发展潜力之地区。而北美+欧洲占79％，仍为全球最普遍使用数字病理检测与辨识的区域。全球病理检测市场分类为全视野切片成像(Whole Slide Imaging,WSI)、图像分析信息储存(Image Analysis-InformaticsStorage)及通讯整合平台(Communication andIntegrated Platforms)等产品，其中WSI市场需求最大。由此看出，全球数字病理筛检诊断系统比预期增长更为快速，正因过去病理筛检完全是靠人力来一片片分析与观察，跟不上现在抹片增长率与数量，故对于能辅助病理师特征分析与辨识比对的系统，完全是符合临床需求与市场预期，可解决病理师与医师人力不足与过劳等问题。

一般子宫颈癌化细胞会变形且细胞核会变大，故在子宫颈细胞是否癌化的判断上，会利用细胞特征参数来进行分析，细胞特征参数包括细胞核质半径比、细胞核质面积比、细胞核形态、细胞膜形态、细胞染色密度等。例如，癌化细胞的细胞核会变大，造成细胞核与细胞质的面积或半径比例(核质比)较正常细胞的核质比大，故在判断是否为癌化细胞时，核质比变大的细胞就会是癌化细胞。现有的病理筛检系统是如何对子宫颈细胞影像图像进行切割、特征计算与癌化分类之方法，但实际的抹片影像图像中存在有许多噪声，其中发炎细胞的大小与颜色与子宫颈细胞的细胞核最为相似，很容易造成细胞核轮廓撷取时将发炎细胞误判为细胞核，近而导致细胞切割与特征计算错误，使得后续的细胞癌化分类辨识效果不佳。例如，理想的细胞切片影像图像中，是没有发炎细胞的，使其细胞核明显可辨(如图1a所示)，但女性阴道口一定存在有或多或少的发炎细胞，故子宫颈抹片在采样的过程中，会将女性阴道口附近的发炎细胞一并采样，这些发炎细胞的大小及颜色与子宫颈细胞的细胞核有着高相似度的影像图像特征，这些发炎细胞会散落于细胞质外(如图1b所示)或细胞质内(如图1c所示)。因此，对数字影像图像软件辨识系统而言，容易将散落在子宫颈细胞质中的发炎细胞误判为子宫颈细胞的细胞核。此外，若未排除发炎细胞，系统会将所有发炎细胞皆定义为细胞核来进行细胞特征参数分析(如核质比)，使后来在计算核质比时会把所有发炎细胞的面积或半径皆列入计算，造成核质比变大，因而误判细胞为癌化细胞或是有异常。因此，为避免错误判的之情形发生，需要更进一步的排除影像图像中的噪声(如发炎细胞)，使系统在筛检子宫颈细胞影像图像时准确率更高。

发明内容

本案申请人鉴于已知技术中的不足，经过悉心试验与研究，并一本锲而不舍之精神，终于构思出本案，能够克服先前技术之不足，以下为本案之简要说明。