[发明专利]基于机器视觉的DNA倍体定量分析装置及其应用方法

权利要求书

1.一种基于机器视觉的DNA倍体定量分析装置，其特征在于，其包括显示单元、光学单元、载物单元、图像分析单元、调节单元，所述显示单元与光学单元电连接，所述显示单元与图像分析单元电连接，所述载物单元与所述调节单元相连接，调节所述调节单元，能控制所述载物单元上下左右精确移动。

2.如权利要求1所述的基于机器视觉的DNA倍体定量分析装置，其特征在于，所述光学单元包括光源、物镜、成像系统、调谐电路，所述光源、物镜、成像系统位于同一光路上，所述物镜通过调谐电路与成像系统电连接。

3.如权利要求2所述的基于机器视觉的DNA倍体定量分析装置，其特征在于，所述光源包括超高压汞灯、低压钨丝灯、氙灯、LED灯的一种或一种以上灯源。

4.如权利要求2所述的基于机器视觉的DNA倍体定量分析装置，其特征在于，所述成像系统光谱段为390nm-780nm。

5.如权利要求1所述的基于机器视觉的DNA倍体定量分析装置，其特征在于，所述图像分析单元包括机器学习分类系统、光波区分处理单元、图像灰度化处理单元、灰度反转处理单元、计算单元、形态学分析系统。

6.如权利要求5所述的基于机器视觉的DNA倍体定量分析装置，其特征在于，所述机器学习分类系统包括逻辑回归分类器、SVM支持向量机、贝叶斯分类器、K近邻分类器、卷积神经网络、决策树中的一种。

7.一种如权利要求1-6任一项所述的基于机器视觉的DNA倍体定量分析装置的应用方法，其特征在于，其包括如下步骤：

1)制备样品液：使用脱落细胞取样刷刮取患处取样，然后将取样刷放入细胞保存液中固定、保存、成团细胞分离以及洗脱细胞；

2)细胞染色：按照液基薄层细胞(TCT)法，从细胞保存液中转移到加有细胞粘附剂的载玻片上，加入染色剂对细胞核进行染色；

3)图像采集：将载玻片放在载物单元上，利用光学单元进行检测，采集视野图像；

4)图像分割：将所采集到的视野图像进行图像分割，将分割的图像输入到图像分析单元，图像分析单元从图像分割块中挑选得到目标细胞核分割块；

5)灰度化处理：对挑选得到的细胞核分割块进行灰度化处理，灰度化处理后再对图像进行灰度反转处理；

6)DNA核酸倍体值计算：将灰度反转处理的细胞核分割块进行量化累加计算求和以及按照求和大小排序，得到目标细胞核分割块的DNA核酸倍体值；

7)细胞核检测：将目标细胞核分割块输入机器学习分类器进行细胞核形态学分析，判断所检测的细胞核是否病变，输出并记录检测结果。

8.如权利要求7所述的基于机器视觉的DNA倍体定量分析装置的应用方法，其特征在于，步骤2)中所述染色剂中为苏木素、美兰、结晶紫、核固红、伊红、天青I、天青II中一种或一种以上的溶液组合，染色方法也可以是巴氏染色法、瑞氏染色法、革兰氏染色、迈格吉染色法、苏木素-伊红(HE)染色法中的一种。

9.如权利要求7所述的基于机器视觉的DNA倍体定量分析装置的应用方法，其特征在于，步骤4)中所述图像分割方法选自基于阈值分割算法、基于边缘分割算法、基于区域分割算法、遗传算法、主动轮廓模型、神经网络中的至少一种的组合。

10.如权利要求7所述的基于机器视觉的DNA倍体定量分析装置的应用方法，其特征在于，步骤6)中所述DNA核酸倍体值计算包括如下步骤：

A)对反转灰度的细胞分割块进行量化累加计算求和，得到单一细胞核分割块的DNA含量；

B)对步骤A)中所有细胞核分割块DNA含量进行升序排序，记为原始细胞核序列，剔除原始细胞核序列前端一定百分比的细胞核分割块，剩余原始细胞核序列记为现有细胞核序列；

C)从步骤B)中现有细胞核序列前端选取一组细胞核分割块，求和后取其平均值，记为淋巴细胞DNA含量；

D)从原始细胞核序列中后端选取DNA含量较大的一组，对其DNA含量进行求和后取平均值，记为倒序，将倒序与步骤C)中所得淋巴细胞DNA含量的比值，记为DNA核酸倍体值。