[发明专利]一种基于图像分析的肿瘤细胞DNA含量检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物医学领域与计算机图像分析应用领域，具体是一种基于图像分析的肿瘤细胞DNA含量检测方法。

背景技术

近年来，随着环境污染，食品安全等问题日趋严重，我国癌症发病率呈上升趋势，据报道，2015年我国约有430万人被确诊癌症，另外280万人因癌症去世。癌症因其极高的死亡率也成为我国公共健康的主要问题。如何能更早、更准确地发现癌症病情，对降低癌症病人的死亡率有重要意义。

对癌症肿瘤的诊断有很多方法，其中DNA的定量分析在帮助发现癌前病变、协助肿瘤早期诊断中有着重要的意义。

人体正常细胞均具有比较稳定的DNA二倍体含量。当人体发生癌变或具有恶性潜能的癌前病变时,在其发生、发展过程中可伴随细胞DNA含量的异常改变,因此DNA的精确测量,可作为诊断癌前病变发展至癌变中的一个有价值的标志,能对癌前病变的性质及发展趋势作出科学估价,有助于癌变的早期诊断。

DNA的定量分析还有助于肿瘤的诊断及预后判断。DNA非整倍体细胞峰的存在可为肿瘤诊断提供有力的依据。肿瘤细胞DNA倍体分析对病人预后的判断有重要作用,异倍体肿瘤恶性病变的复发率高、转移率高、死亡率也高,而二倍体及近二倍体肿瘤的预后则较好。

同时,DNA的定量分析在肿瘤疗效评估及细胞凋亡和多药耐药基因研究中的作用也不可忽略。如流式细胞术可根据化疗过程中肿瘤细胞DNA分布直方图的变化,了解细胞动力学的变化,可根据细胞周期各时相的分布情况,及时选用有效的药物,设计最佳的治疗方案,对肿瘤细胞达到最大的杀伤效果。通过DNA含量分析,结合对细胞体积、光散射及特异性抗原基因测定,还可分析细胞凋亡的情况。检测DNA含量,有助于对多药耐药基因和凋亡抑制基因及凋亡活化基因表达的测定,可为临床治疗效果分析提供依据。

DNA含量测定对分析肿瘤的早期诊断、组织学的分级和预后的判断及治疗方案选择有较大的参考价值。

传统肿瘤细胞DNA含量检测的方法有定糖法、分光光度法等，由于传统方法检测繁琐，检测时间较长，不能完成对病人肿瘤细胞的及时诊断。

本发明根据肿瘤细胞与正常二倍体细胞DNA含量的不同，采用显微拍照技术，获取正常二倍体细胞与肿瘤细胞病理切片照片，利用计算机图像分析技术，测量并比较肿瘤细胞DNA含量与正常二倍体细胞DNA含量的差异，判断病变细胞是否为肿瘤细胞，该方法不仅方便快捷，而且准确性更高。

发明内容

本发明的目的是采用先进的图像分析技术，对细胞的DNA含量进行测定，并根据肿瘤细胞与正常二倍体细胞的差异，判断所检测的细胞是否为肿瘤细胞，对肿瘤病变的筛查与早期诊断有重要的作用。

本发明的基本思路是：由于肿瘤细胞在发生、发展过程中，常常因为DNA含量大量增加而细胞不分裂，形成了DNA非整倍体细胞。DNA的非整倍体性已经是肿瘤的公认特异性标志之一。本发明的工作原理是根据肿瘤细胞在显微镜下观察可见癌细胞具有一定的形态异常，如细胞核形态异常、核浆比失调、染色质增多等。基于此，本发明通过采集正常二倍体细胞和肿瘤细胞的图像，通过图像分析方法，根据肿瘤细胞与正常二倍体细胞细胞核图像颜色的差异性，通过图像分析，计算出细胞的DNA指数(DI)，然后根据细胞DI值异常情况，判断病人细胞的变异情况。

本发明目的是这样达到的：本发明进行检测所需的硬件设备包括显微镜、摄像头、计算机和打印机。摄像头安装在显微镜上部，通过显微镜摄像接口与显微镜相连，对显微镜下观察到的视野进行图像采集；摄像头通过数据连接线连接到计算机的USB端口，将摄像头观察到的病理切片图像传输到计算机；打印机通过USB端口和计算机相连。