[发明专利]一种染色体核型分析中染色体分割方法

说明书

一种染色体核型分析中染色体分割方法：采用高倍镜图像和高倍镜图像的掩膜图像对搭建的染色体初级分割网络进行训练，得到染色体初级分割模型；对搭建的二级重叠染色体分割网络进行训练，得到二级重叠染色体分割模型；用染色体初级分割模型对高倍镜图像进行初级分割，并提取染色体掩膜图像；使用二级重叠染色体分割模型对包含重叠染色体的高倍镜区域图像中的重叠染色体进行二级分割，得到只包含重叠染色体中的单条染色体的掩膜图像，即为包含重叠染色体的高倍镜区域图像中重叠染色体的最终分割结果；获取高倍镜图像中染色体的最终分割结果。本发明大幅度提高了单条染色体分割的准确率。本发明由于不需要人工辅助，节省了人力和时间。

技术领域

本发明涉及一种染色体分割方法。特别是涉及一种高倍镜图像的染色体核型分析中染色体分割方法。

背景技术

染色体主要由DNA和蛋白质组成，具有存储和传递遗传信息的作用，染色体核型是指一个细胞中的全部染色体按其大小和形状特征顺序排列所构成的图像。人类染色体的分析与识别是染色体遗传分析技术的经典方法，是遗传学科学研究和辅助临床诊断的重要手段之一。人类染色体的自动分割一直是染色体分析与识别的一个难题，由于染色体的柔软性和样本的离散性，染色体的样本中往往存在着各种重叠和粘连现象，使染色体分割变的困难。染色体图像分割是染色体图像分析的基础，分割的好坏直接影响到后续的分析和其他处理阶段，染色体分割结果不好，将影响染色体分析与识别的准确性。目前市场上的各种染色体处理系统均未提供染色体的完全自动分割，而采用了人机交互的方式，对操作人员素质要求较高，且费时费力，分析效率较低，无法满足科学研究以及疾病诊断的需求。

从高倍镜图像中提取单条染色体是染色体核型分析的工作的重要内容，单染色体分割不准确将严重影响染色体分析准确性，现有的医学图像分割方法分割染色体准确性不高，且需要人工辅助分割重叠、粘连的染色体。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够大幅度提高单条染色体分割准确率的染色体核型分析中染色体分割方法。

本发明所采用的技术方案是：一种染色体核型分析中染色体分割方法，是使用级联的深度学习模型，实现从高倍镜图像中自动提取单条染色体，具体包括如下步骤：

1)采用高倍镜图像和高倍镜图像的掩膜图像对搭建的染色体初级分割网络进行训练，得到染色体初级分割模型；

2)用包含重叠染色体的高倍镜区域图像，只包含重叠染色体中的单条染色体的掩膜图像及只包含重叠染色体中的单条染色体的局部的掩膜图像对搭建的二级重叠染色体分割网络进行训练，得到二级重叠染色体分割模型；

3)用染色体初级分割模型对高倍镜图像进行初级分割，从初级分割结果中提取染色体掩膜图像；

4)从染色体掩膜图像和高倍镜图像中获取单条染色体的轮廓集、重叠染色体的掩膜图像和包含重叠染色体的高倍镜区域图像，使用二级重叠染色体分割模型对包含重叠染色体的高倍镜区域图像中的重叠染色体进行二级分割，得到只包含重叠染色体中的单条染色体的掩膜图像，即为包含重叠染色体的高倍镜区域图像中重叠染色体的最终分割结果；

5)获取高倍镜图像中染色体的最终分割结果。

本发明的一种染色体核型分析中染色体分割方法，使用了人工智能的方法代替了传统的单染色体分割方法，实现对高倍镜图像中单条染色体的自动分割提取，这种方法不需要人工辅助，提取过程更加快捷，效率较高。使用初级分割网络先简单的完成单条染色体的提取，之后定位初级分割网络分割结果中的重叠染色体区域，提取重叠染色体，再使用二级重叠染色体分割网络实现对复杂情况下的染色体重叠区域中单条染色体的提取。这种级联的方法分割重叠、粘连的染色体效果更优越，大幅度提高了单条染色体分割的准确率。本发明由于不需要人工辅助，节省了人力和时间。

附图说明

图1是本发明的一种染色体核型分析中染色体分割方法的流程图；