[发明专利]基于人工智能的脑脊液细胞自动分析系统

说明书

基于人工智能的脑脊液细胞自动分析系统，该系统包括脑脊液细胞图像特征库的建立方法、脑脊液细胞图像特征采集方法和装置、脑脊液细胞图像自动化识别和计数方法；本发明克服了现有技术缺陷，提供了脑脊液细胞图像库建立方法、脑脊液细胞图像采集方法和装置以及脑脊液细胞图像自动化识别和计数方法。通过自动化地对脑脊液细胞图像进行特征提取，对脑脊液细胞进行像素级别的分割，对分割后的脑脊液细胞进行分类并且对整张脑脊液细胞图像的细胞进行计数。本发明大大提高了脑细胞检测工作效率，降低了人工劳动强度，对中枢神经系统感染、脑膜白血病、淋巴瘤、脑寄生虫病、脑血管病以及免疫变性等疾病的诊断提供了重要的脑脊液细胞检测手段。

技术领域

本发明属于脑脊液细胞学检测技术领域，具体地说，涉及一种基于人工智能的脑脊液细胞自动分析系统。

背景技术

脑脊液是一种无色透明的粘稠液体，位于脑膜的蛛网膜和脑膜之间以及脊髓中。它由脑室脉络膜丛中的特异室管膜细胞产生，并被蛛网膜颗粒吸收。每个人体内大约有125mL的脑脊液，每天大约会产生500mL。它是一种含有微神经胶细胞的纯生理盐水，主要用作对大脑皮质的机械性缓冲，为头骨内部的大脑提供基本的机械和免疫保护，在大脑自动调节脑血流量重也起着至关重要的作用。脑脊液占据了蛛网膜下腔以及大脑和脊髓周围和内部的心室系统。因此医学上可以通过腰椎穿刺获取脑脊液样本，并对样本进行分析得到相关的诊断结果。脑脊液中的细胞主要为淋巴细胞，还包含其它单核细胞等种类，通过对这些细胞的检测和技术可以用于诊断中枢神经系统、脑血管和淋巴系统相关的疾病。

在临床意义上，脑脊液检查结果对中枢神经系统疾病的诊断具有非常重要的意义。其检查对细菌性脑膜炎、结核性脑膜炎和真菌性脑膜炎检查有高灵敏度和高度特异性，对病毒性脑膜炎、蛛网膜下腔出血、多发性硬化症、神经梅毒、椎旁脓肿等检查有灵敏度和中等特异性，对脑膜恶性肿瘤检查有中等灵敏度和高特异性，对颅内出血、病毒性脑炎、硬膜下血肿有中等灵敏度和中等特异性的提示作用。脑脊液中检出病原体对具有直接诊断的意义，对脑脊液成分的检测可为治疗效果评估、预后判断提供参考。中枢神经系统病变的脑脊液，细胞数目增多且增多程度及细胞类型与病变性质有关。化脓性脑膜炎、流行性脑脊髓膜炎、基底膜脑膜炎、脑脓肿等细菌性感染主要表现为白细胞增多以中性粒细胞为主；病毒性、结核性和真菌性脑膜炎则主要表现为淋巴细胞增高；脑囊虫病、包虫病、脑型肺吸虫病、脑血吸虫病等则表现为嗜酸性粒细胞增多；浆液性脑膜炎则会出现内皮细胞增多的情形。故脑脊液细胞的分析在判断脑部疾病属于细菌性、病毒性还是寄生虫等提供了重要的临床数据参考意义。

从细胞分类学来看，脑脊液细胞数量少、种类多、形态各异、变化较大，有些细胞与血细胞相似但又不完全相同，因此准确辨认各类脑脊液细胞的形态和数量，是临床脑脊液细胞学检查的关键内容，对临床诊断与治疗判断起着至关重要的作用。但在医院的临床检查实践中，由于脑脊液细胞的形态多样性和复杂性，对检验人员的数量和各项素质方面要求较高。

目前脑脊液细胞检测采用脑脊液细胞玻片离心仪收集细胞，借助普通光学显微镜，经特殊染色来观察细胞成分和形态变化。由于依靠人工目测分析，受识别经验、操作易疲劳等因素影响易造成不可避免的人为误差。国内该类专业技术人员非常缺乏，仅个别少数三甲医院开展此项工作，严重影响该类疾病的早期诊断和治疗。国外有一些学者尝试将血细胞自动分析仪、尿沉渣分析仪来对脑脊液细胞进行分析；国家知识产权局公开的由日本希森美康株式会社申请的《血细胞分析仪、体液分析方法及其控制系统》(专利申请号CN200810005239.2)，介绍了血细胞分析仪，可对脑脊液、胸水、腹水、心囊液、关节液在内的体液分析。上述装置在测试过程中，因细胞表面和核结构、形态、纹理和大小不同，在不同角度上所测散射光会有差别，易导致对脑脊液细胞识别错误。

发明内容

本发明的目的是针对现有脑细胞分析方法装置存在的不足，提供一种基于人工智能的脑脊液细胞自动分析系统。

本发明借助多年对脑脊液细胞检测分析研究基础，通过建立脑脊液细胞特征库，对脑脊液细胞图像特征的提取分析和识别，在人工智能基础上建立脑脊液细胞自动分析系统。