[发明专利]一种脐静脉内皮细胞荧光分析系统

说明书

本发明公开了一种脐静脉内皮细胞荧光分析系统。在医学上对脐静脉内皮细胞的检测上，较多医生用显微镜观察内皮细胞的变化，本发明通过使用图像处理的方法，把暗淡、粘连的细胞图像，分割出一个个细胞，并能对细胞进行计数，测出每个细胞的荧光强度。主要采用了预处理、细胞图像分割、细胞定位标记校正、荧光强度提取技术，可以快速的实现对粘黏内皮细胞的分割和细胞荧光强度的提取，大大减少了人工观察的工作量，且能有效避免由于医生的诊断经验和知识水平所造成的分析误差。能定量的分析每个细胞的不同部分的荧光强度，从而为诊断提供依据。

技术领域

本发明涉及一种脐静脉内皮细胞荧光分析系统，具体属于生物细胞领域。

背景技术

血管内皮细胞属于分割血管壁与血液的屏障细胞，其功能的异常和损伤与多中疾病的发生有关。在医学上医生主要通过显微镜，利用人眼观察细胞的特征变化，然后依据掌握的病理学诊断经验和知识进行细胞特征变化判断，从而得到一个定性的诊断结果。这种方法不仅要求医生具有较高的诊断经验和知识水平，其结果也易受到外界的干扰且十分耗时。

在如今的图像分割中应用的基于距离变换的分水岭算法，在对形状偏矩形的长条形细胞核图的分割时，存在严重的过分割问题。且在对分割细胞图像的细胞计数时，由于依赖于分割的结果，容易造成计数错误和校正错误。

发明内容

针对上述技术的不足，本发明设计一种脐静脉内皮细胞荧光分析系统，通过细胞核与细胞图像的参考，完成对脐静脉内皮细胞图像的分割，并对脐静脉细胞图像的细胞，细胞核，细胞浆等荧光强度进行提取分析。其中，涉及到的算法主要有分水岭算法，细胞数字化计数于标记校正，荧光强度的提取。

一种脐静脉内皮细胞荧光分析系统：由以下模块组成：图像预处理模块、细胞图像分割模块、细胞定位标记校正模块、荧光强度提取模块，利用细胞核图像与细胞图像取种子点及优化后图像的对比分析，实现图像中细胞的精准分割与准确计数。

一种脐静脉内皮细胞荧光分析系统：具体包括以下步骤：

对原始的细胞与细胞核的24位图像进行灰度化处理，将产生的灰度图像利用otsu算法变换为二值图像；

利用倒角模板对得到的细胞核和细胞的二值图像进行距离变换，得到两者的灰度图像，在此时的灰度图像中，每个像素的灰度级是与其距离最近的背景间的距离；

得到距离图后，将细胞核距离图上像素值大于或等于周围八个像素点的灰度值非0像素点记为种子点，由于细胞核形状不规则，所以会导致一个细胞核中可能会存在多个种子点，采用邻域法进行种子点优化；

将经过优化后的各个种子点的灰度值设为255，图像中其他目标像素的灰度值赋1，背景灰度值置0，再扫描种子点图，得到细胞核和细胞图像完整的距离重构图；

采用改进后的分水岭算法，实现细胞核和细胞图像中，粘黏的细胞核和细胞的分割；

分割完的细胞核图中的像素点与对应的细胞荧光灰度图处的像素点的灰度值之和大于255，则为细胞核的位置，完成所有细胞核在细胞核荧光图片中定位，并进行区域标定，依此方法，实现细胞在细胞荧光图片中的定位，以细胞核的标记作为参考，将细胞的对应标记均改为细胞核的标记；

对标记计数的细胞、细胞核、细胞浆进行荧光强度提取，提取的荧光强度比值参数值可协助判断细胞内NF-κB蛋白的表达变换和核转位现象的发生特点。

一种脐静脉内皮细胞荧光分析系统：所述步骤(3)中邻域法为：对最初寻找到的种子点的某邻域进行判断，如果在该邻域中存在其他种子点则说明后来找到的种子点是冗余的种子点，需要将它们删除，即将它们的灰度值置为背景灰度值0，若不存在冗余种子点，则不执行任何操作，通过该方法可以保证单个细胞核中只有一个种子点。