专利名称：肿瘤图像诊断方法及系统的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种医学诊断领域中的肿瘤图像诊断方法及系统，分为肿瘤图像诊断的步骤、依据及方法和包括计算机图像处理系统硬件及图像处理专用软件的肿瘤图像诊断系统。
现有的检查诊断癌肿的方法及系统有许多类型，如以中医经络原理检查癌肿的方法，但从社会上实际情况的角度说，通常是已感不适的患者，通过医院的各类化验检查，才能发现患者的癌肿，由于病人已处于癌的中、晚期，给治疗和康复增加了极大的难度，患者手术后的成活期也较短，成活率较低。到目前为止，仍没有一种可靠、简便而有效的方法或手段可以从人群中筛选出癌肿患者，特别是癌肿的早期诊断更为困难。
本发明的目的是应用癌生物学研究的结果，引入计算机图像处理分析系统，早期发现人体中的癌病变，研制一种高灵敏度、安全、简便、对人体无副作用、客观性强的肿瘤图像诊断方法及系统。
癌生物学研究结果表明癌细胞在人体内发生、发展过程中将引起机体内多种生化过程的变化，而这些变化哪怕是极其微小的也能够在血液系统中得以体现，绝大多数癌细胞都具有与正常细胞不同的抗原性，而这种抗原性可以被人体的免疫系统识别，并引起体内相应的免疫应答。大量存在于血液中的淋巴细胞正是免疫系统的重要组成部分，它们的生物活性大小即可直接并灵敏地反映出体内癌变的进展程度与免疫状况的相互关系。80年代以来，银染核仁技术已被广泛应用于表现细胞生物学活性的大小，业已确认细胞中核仁形成区可被银染的部分只能是那些具有生物活性，并可以进行正常转录的rDNA区域周围起调控作用的非组蛋白，因此，细胞核仁被银染区域的面积、积分光密度的大小及其功率能量谱的分布即可表明该细胞中rDNA转录活性的强弱，从而较为准确地反映出该细胞生物活性的高低。
本发明应用肿瘤图像诊断系统，对多种癌变患者同正常人及炎症病人外周血淋巴细胞中核仁的银染强度进行的系统对比测试发现由核仁银染强度所反映出的淋巴细胞rDNA转录活性在体内癌变过程中显著下降，明显低于正常人和非肿瘤炎症病人。这表明淋巴细胞rDNA转录活性的大小，可以灵敏地反映出体内癌变进展程度与机体免疫状况的相互关系，从而为临床诊断癌症提供了一种全新的、简便可行的方法。
本发明所应用的方法及系统优点在于1.取样简单、安全、无副作用、易为所有被检查者接受。
2.诊断信息是从体内血液中淋巴细胞核内获取，灵敏度高，信息来源直接，减小了人为及仪器的误差所带来的错误诊断。
3.本方法是一种非诱导性的常规检查方法，客观性强，能真实地反映人体中癌变的信息。
4.本系统中的计算机图像处理设备为精确测量、统计、计算提供了手段及保障，使得出的结论更准确和完善，避免了人为因素的干扰，极大地减轻了操作人员的工作强度，提高了检查诊断的效率。
5.本系统从时空域、积分光密度、频谱能量域较全面地分析所获得的各种信息，排除了因某一指标的特异性造成的误诊。
6.本系统具有自学习功能，诊断标准是根据系统所存贮的所有病历数据，由计算机自动产生，属于一种智能诊断系统，提高了系统的诊断正确率和技术水平。
7.本系统相对其他诊断方法及系统而言，成本低，敏感度高，操作简单，易推广。
下面介绍本发明的肿瘤图像诊断方法及系统的操作步骤及原理1.血样采集对就诊患者每人抽取1～3毫升的血液，加入抗凝剂后，置于试管中。
2.细胞培养将血样培养于1640培养液中，置于37℃恒温条件下，培养时间为24～72小时。
3.样片的制备将培养后的血样在离心机上分离出淋巴细胞，用浓度为50%的硝酸银水溶液染色制成样片。
4.计算机显微图像处理检测将制备好的样片置于带摄像机接口的显微镜下，对样片上足够多(10～15个)的细胞核的核仁银染强度相对值进行如下指标的测量和计算①计算银染核仁积分面积比S＝银染核仁积分面积/细胞核积分面积S=1/(m*n)*Σj=1mΣi=1nAij/Bij]]>其中Aij为每个细胞核内银染核仁的积分面积，Bij为每个细胞核的积分面积，m为每组制片数，n为每张制片上被观测细胞数。
②计算银染核仁积分光密度比I＝银染核仁积分光密度(I.O.D.)/细胞核积分光密度(I.O.D.)S=1/(m*n)*Σj=1mΣi=1nCij/Dij]]>其中Cij为每个细胞中银染核仁的积分光密度(I.O.D.)，Dij为每个细胞核的积分光密度(I.O.D.)，③计算银染核仁积分功率能量谱的分布比P＝银染核仁功率能量谱分布积分值/细胞核功率能量谱分布积分值
S=1/(m*n)*Σj=1mΣi=1nEij/Fij]]>其中Eij为每个细胞中银染核仁的功率能量谱分布积分值，Fij为每个细胞核的功率能量谱分布积分值。
5.计算机诊断系统，将计算得到的结果S、I、P值与诊断标准进行对比，判断该患者属于癌症病人、正常人或非癌肿炎症病人，打印输出病历诊断报告。肿瘤图像诊断系统检查诊断的标准是癌症患者的淋巴细胞核仁银染积分面积比S低于7%，正常人为7.5%～9.5%，炎症病人大于9.5%;核仁银染积分光密度比I癌症病人低于9%，正常人为9.5%～11%，炎症病人大于11%;银染核仁功率能量谱分布积分比P癌症病人低于8%，正常人为8.5%～11%，炎症病人大于11%。
6.计算机系统的病历存贮和自学习每做一例病人的计算，将其结果及病历存贮于计算机磁盘内，每做完一定数量的病人，计算机系统自动对所有病历数据进行统计分析，确定新的诊断标准。
附
图1是本发明肿瘤图像诊断系统的原理示意图;
附图2是本发明肿瘤图像诊断系统的高性能数字图像处理板原理示意图。
本发明所述的计算机肿瘤图像诊断系统包括一套生物制片设备[1]，一台带摄像机接口的光学显微镜[2]，一台高清晰度的CCD摄像机[6]及其控制电源，一块高性能数字图像处理板[7]，一台IBMPC兼容的个人计算机[8]，一台高清晰度监视器[9]和一台针式输出打印机[4]及工作台电源[10]等。整个系统置于工作台上，样片放在带摄像机接口的光学显微镜[2]上，CCD摄像机[6]将显微细胞核图像摄入数字图像处理板[7]并将图像显示于监视器[9]上，计算机[8]执行图像分析专用软件，通过将数字图像处理板[7]内采集的数字图像数据，读取入计算机[8]中进行银染核仁积分面积比、银染核仁积分光密度比和银染核仁功率能量谱积分比的统计计算，将计算结果与诊断标准相比较，得出诊断结论，通过针式打印机[4]输出诊断报告，同时将病历存贮于计算机的磁盘存贮器中。
计算机图像处理分析系统硬件[3]是由高清晰度的CCD摄像机[6]、高性能数字图像采集处理板[7]、专业视频监视器[9]、IBMPC兼容的计算机[8]、计算机存储及打印外设[4]和工作台电源[10]组成;高清晰度的CCD摄像机[6]将带摄像接口的显微镜[2]下的细胞核图像摄入，其图像信号送到高性能数字图像采集处理板[7]内，IBMPC兼容的计算机[8]从高性能数字图像采集处理板[7]内读取数字化的图像数据按专用软件[5]所规定的程序进行处理分析，采集处理的图像显示在专业视频监视器[9]上，处理分析的结果输出到计算机存储及打印外设[4]进行数据存储和打印，工作台电源[10]给整个硬件系统供电。
高性能数字图像采集处理板[7]是由前置放大器[11]、同步分离器[12]、高速视频A/D[13]、高速视频D/A[14]、图像帧存储器[15]、地址数据切换电路[16]、快地址发生器[17]、电视时序发生器[18]、控制逻辑电路[19]、I/O译码器[20]和锁相环电路[21]组成。制备好的样片放在带摄像机接口的光学显微镜[2]上，由高清晰度的CCD摄像机[6]进行摄像，输出的图像模拟信号由前置放大器[11]放大后，传送到高速视频A/D[13]进行数字化成为数字图像数据，图像帧存储器[15]将数字图像数据存储起来，高速视频D/A[14]将数字图像数据还原成图像模拟信号送到专业视频监视器[9]上显示出图像。电视时序发生器[18]自动产生电视时序脉冲信号，包括行场同步脉冲信号、行场消隐脉冲信号、复合同步脉冲信号及复合消隐脉冲信号，并将这些信号传送到快地址发生器[17]和高速视频D/A[14]，控制快地址发生器[17]的工作时序，同时在高速视频D/A[14]上与图像模拟信号复合成全电视图像模拟信号。快地址发生器[17]产生的快地址信号由地址数据切换电路[16]与计算机[8]地址信号切换后送到图像帧存储器[15]的地址总线上。I/O译码器[20]将计算机[8]的控制命令译码后传送到控制逻辑电路[19]，由控制逻辑电路[19]经逻辑运算后控制各部分电路的工作。同步分离器[12]从输入的图像模拟信号中分离出同步脉冲信号传送到锁相环电路[21]，由锁相环电路[21]进行同步锁定。
图像处理分析是以高性能数字图像采集处理板[7]和IBMPC兼容的计算机[8]为硬件基础进行的。计算机[8]从高性能数字图像采集处理板[7]中读取图像数据，经过图像直方图密度分层后，按密度梯度阈值边界进行具有膨胀或收缩算法的跟踪勾边，从而确定所需处理的银染核仁区域和细胞核区域，并对所确定区域内的信息做积分处理，由计算机[8]按所述的三个公式计算限定区域内银染核仁积分面积比和银染核仁积分光密度比及银染核仁功率能量谱分布积分比。
智能诊断自学习功能是以IBMPC兼容的计算机[8]和计算机存储及打印外设[4]为硬件基础实现的。计算机磁盘存储器[4]将病人的病历结果存储起来，并建立病人的病历数据库。计算机[8]内自学习专家诊断算法中的诊断标准的界限是计算机[8]通过已检查病人的病历记录，自动修改而确定的，随着病历记录的逐渐增加，诊断标准的界限将逐渐趋于更加精确。
本发明所述的计算机肿瘤图像诊断系统中的图像分析专用软件的编制方法分为样片细胞核的预处理算法、银染核仁积分面积比和银染核仁积分光密度比及银染核仁功率能量谱积分比的统计计算算法、病历存贮自学习专家诊断算法三个主要部分。样片细胞核的预处理算法是首先将所摄取的图像进行直方图密度分层，按密度梯度阈值边界进行具有膨胀或收缩算法的跟踪勾边，确定所需处理的银染核仁区域和细胞区域。所述的统计计算算法，是对预处理所确定区域内的信息分别做所述三个公式规定的统计计算。病历存贮自学习专家诊断算法是将每一个病人的诊断结果及病历存贮于计算机的磁盘中，计算机通过已检查病人的病历记录，自动统计修改诊断标准，从而得出基于更多病历的更为准确的诊断标准。
本发明所涉及的计算机肿瘤图像诊断系统，可被应用于各级医院和卫生单位进行肿瘤的早期诊断门诊，更适合于进行大规模的肿瘤普查，以筛选出肿瘤的高危人群，并跟踪观察，直至确诊。随着人民生活水平的提高，饮食结构发生了很大的变化，肿瘤的患病率，特别是恶性肿瘤的患病率呈上升的趋势，本发明肿瘤图像诊断方法及系统的实施必将对人民的健康做出应有的贡献。
权利要求
1.一种肿瘤图像诊断方法及系统，其特征在于检测诊断方法由血样采集和培养、银染制片、计算机显微图像系统检查诊断、诊断方法及诊断标准四个主要步骤组成；肿瘤图像诊断系统由生物制片设备[1]、带摄像接口的显微镜[2]、计算机图像处理分析系统硬件[3]、计算机存储及打印外设[4]和专用软件[5]组成；按步骤用生物制片设备[1]进行血样的采集和培养、银染制片后，将所得的细胞核样片放在带摄像接口的显微镜[2]下观察，利用计算机图像分析系统硬件[3]按专用软件[5]所规定的程序进行分析计算，其结果送计算机存储及打印外设[4]存储和打印输出，并使系统具有智能诊断自学习功能。
2.根据权利要求1所述的检测诊断方法，其特征在于血样的采集和培养是每人抽血1～3毫升，加入抗凝剂后，培养于1640培养液中，置于恒温条件37℃下，24～72小时。
3.根据权利要求1或2所述的检测诊断方法，其特征在于银染制片过程是将培养后的血样，分离出淋巴细胞后，用50%浓度的硝酸银水溶液染色后制成样片。
4.根据权利要求1至3任一所述的检测诊断方法，其特征在于计算机显微图像系统检查诊断的方法是，对样片上足够多(10～15个)的细胞的核仁银染强度相对值按以下三个检测指标的数学模式分别测量①银染核仁积分面积比 SS＝银染核仁积分面积/细胞核积分面积S=1/(m*n)*Σj=1mΣi=1nAij/Bij]]>②银染核仁积分光密度比 II＝银染核仁积分光密度(I·O·D·)/细胞核积分光密度(I·O·D·)S=1/(m*n)*Σj=1mΣi=1nCij/Dij]]>③银染核仁功率能量谱分布积分比 PP＝银染核仁功率能量谱分布积分值/细胞核功率能量谱分布积分值S=1/(m*n)*Σj=1mΣi=1nEij/Fij]]>m为每组制片数，n为每张制片上被观测细胞数，Aij为每个细胞中银染核仁总面积，Bij为每个细胞核的面积，Cij为每个细胞中银染核仁的积分光密度(I.O.D.)，Dij为每个细胞核的积分光密度(I.O.D.)，Eij为每个细胞中银染核仁的功率能量谱分布积分值，Fij为每个细胞核的功率能量谱分布积分值。
5.根据权利要求1至4任一所述的检测方法，其特征在于肿瘤图像诊断系统检查诊断的标准是癌症患者的淋巴细胞核仁银染积分面积比S的数值低于7%，正常人为7.5%～9.5%，炎症病人大于9.5%;核仁银染积分光密度比I的数值癌症病人低于9%，正常人为9.5%～11%，炎症病人大于11%;银染核仁功率能量谱分布积分比P癌症病人低于8%，正常人为8.5%～11%，炎症病人大于11%。
6.根据权利要求1至5任一所述的肿瘤图像诊断系统，其特征在于计算机图像处理分析系统硬件[3]是由高清晰度的CCD摄像机[6]、高性能数字图像采集处理板[7]、专业视频监视器[9]、IBMPC兼容的计算机[8]、计算机存储及打印外设[4]和工作台电源[10]组成;高清晰度的CCD摄像机[6]将带摄像接口的显微镜[2]下的细胞核图像摄入，其图像信号送到高性能数字图像采集处理板[7]内，IBMPC兼容的计算机[8]从高性能数字图像采集处理板[7]内读取数字化的图像数据按专用软件[5]所规定的程序进行处理分析，采集处理的图像显示在专业视频监视器[9]上，处理分析的结果输出到计算机存储及打印外设[4]进行数据存储和打印，工作台电源[10]给整个硬件系统供电。
7.根据权利要求1至6任一所述的肿瘤图像诊断系统，其特征在于高性能数字图像采集处理板[7]是由前置放大器[11]、同步分离器[12]、高速视频A/D[13]、高速视频D/A[14]、图像帧存储器[15]、地址数据切换电路[16]、快地址发生器[17]、电视时序发生器[18]、控制逻辑电路[19]、I/O译码器[20]和锁相环电路[21]组成;由高清晰度的CCD摄像机[6]输出的图像模拟信号由前置放大器[11]放大后，传送到高速视频A/D[13]进行数字化成为数字图像数据，图像帧存储器[15]将数字图像数据存储起来，高速视频D/A[14]将数字图像数据还原成图像模拟信号送到专业视频监视器[9]上显示出图像;电视时序发生器[18]自动产生电视时序脉冲，并传送到快地址发生器[17]和高速视频D/A[14]，快地址发生器[17]产生的快地址信号由地址数据切换电路[16]与计算机[8]地址信号切换后送到图像帧存储器[15]的地址总线上;I/O译码器[20]将计算机[8]的控制命令译码后传送到控制逻辑电路[19]，由控制逻辑电路[19]控制各部分电路的工作;同步分离器[12]从图像模拟信号中分离出同步脉冲信号传送到锁相环电路[21]，由锁相环电路[21]进行同步锁定。
8.根据权利要求1至7任一所述的肿瘤图像诊断系统，其特征在于图像处理分析是以高性能数字图像采集处理板[7]和IBMPC兼容的计算机[8]为硬件基础进行的;计算机[8]从高性能数字图像采集处理板[7]中读取图像数据，经过图像直方图密度分层后，按密度梯度阈值边界进行具有膨胀或收缩算法的跟踪勾边，从而确定所需处理的银染核仁区域和细胞核区域，并对所确定区域内的信息做积分处理，从而按权利要求4所述的三个公式计算银染核仁积分面积比和银染核仁积分光密度比及银染核仁功率能量谱分布积分比。
9.根据权利要求1至8任一所述的肿瘤图像诊断系统，其特征在于智能诊断自学习功能是以IBMPC兼容的计算机[8]和计算机存储及打印外设[4]为硬件基础实现的;计算机磁盘存储器[4]将病人的病历存储起来，计算机[8]内自学习专家诊断算法中的诊断标准的界限是计算机[8]通过已检查病人的病历记录，自动修改而确定的，随着病历记录的逐渐增加，诊断标准的界限将逐渐趋于更加精确。
全文摘要
本发明涉及一种医学诊断领域中的肿瘤图像诊断方法及系统，分为肿瘤图像诊断的步骤、依据及方法和包括计算机图像处理系统硬件及图像处理专用软件的肿瘤图像诊断系统。本发明的目的是应用癌生物学研究的结果，引入计算机图像处理分析系统，早期发现人体中的癌病变，发现和研制一种高灵敏度、安全、简便、对人体无副作用、客观性强的肿瘤图像诊断方法及系统，可被应用于各级医院和卫生单位进行肿瘤的早期诊断门诊，更适合于进行大规模的肿瘤普查。
文档编号G01N33/50GK1074365SQ9211494
公开日1993年7月21日 申请日期1992年12月29日 优先权日1992年12月29日
发明者马越, 陈立奇 申请人:北京市开隆仪器设备公司