[发明专利]一种构建心肌细胞图像灰度层级结构信息的方法及系统

说明书

本发明公开了一种构建心肌细胞图像灰度层级结构信息的方法及系统，用以解决现有技术不能很好地检测与分析心肌细胞染色图像中细胞核独立情况与粘连情况的问题。该方法包括：S1、将心肌细胞区域染色为具有不同颜色的响应位点和响应强度；S2、采用多阈值最大类间方差算法，依据不同参数构建针对不同染色信息的不同灰度层级结构信息；S3、采用最佳参数选取方法确定最佳参数，并将其所对应的响应位点和响应强度的评估结果作为最佳灰度层级结构信息。本发明通过构建染色图像灰度层级结构信息，并基于层级结构信息关系检测和分析心肌细胞核粘连情况与独立情况，从而理解心肌细胞免疫组化图像内部的场景信息，有利于心肌细胞免疫组化图像的后处理。

技术领域

本发明涉及医学图像处理技术领域，尤其涉及一种构建心肌细胞图像灰度层级结构信息的方法及系统。

背景技术

心肌细胞又称心肌纤维，有横纹，受植物性神经支配，属于有横纹的不随意肌，具有兴奋收缩的能力。呈短圆柱形，有分支，其细胞核位于细胞中央，一般只有一个。各心肌纤维分支的末端可相互连接构成肌纤维网。广义的心肌细胞包括组成窦房结、房内束、房室交界部、房室束(即希斯束)和浦肯野纤维等的特殊分化了的心肌细胞，以及一般的心房肌和心室肌工作细胞。

细胞运动的研究一直是细胞学和生物学研究的重要组成部分，但是传统的研究方法在技术日益革新的现在已经渐渐变得不这么适用了，传统的在显微镜下利用细胞计数板用人眼进行染色、分类、计数、跟踪等这类不但需要大量繁琐的人为操作而且容易使得操作者变得疲劳从而影响结果的正确性，且其可重用性比较低。国内外的医学专家经过长期地实践与研究取得一致共识认为应该在细胞运动研究中引入数字视频技术和数字图像处理技术，从而极大地提高研究效率，减轻研究人员负担。用计算机来跟踪细胞运动，部分代替人类始终盯着显微镜来观察细胞的眼睛，尽量地把人从繁重的重复劳动中解脱出来进行更有创造性的工作。

因此，如何利用计算机图像处理、视频分析等相关技术手段来提高生物研究过程中的自动化程度已成为当前急需解决的非常有意义的难题。

公开号为CN103559724A的专利提供了一种高粘连度细胞环境下的多细胞同步跟踪方法。细胞序列图像中，多细胞的分割和同步跟踪是一个尚未解决的难题，尤其在高粘连度情况下多细胞检测与分割，更加迫切需要解决。该发明首先提出了一种改进的基于分水岭和多特征匹配的分割算法实现细胞分割，然后，建立适用于卡尔曼滤波的运动模型并加入多特征匹配实现细胞的预测和跟踪。该发明不能很好地处理心肌细胞核粘连情况与独立情况的分析。

发明内容

本发明要解决的技术问题目的在于提供一种构建心肌细胞图像灰度层级结构信息的方法及系统，用以检测心肌细胞核染色响应位点与响应强度，从而用以解决现有技术不能很好地检测与分析心肌细胞免疫组化染色图像中细胞核独立情况与粘连情况等问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种构建心肌细胞图像灰度层级结构信息的方法，包括步骤：

S1、将心肌细胞区域染色为具有不同颜色的响应位点和响应强度；

S2、采用多阈值最大类间方差算法，依据不同参数构建针对不同染色信息的不同灰度层级结构信息；

S3、确定多阈值最大类间方差算法的最佳参数C，并将其所对应的响应位点和响应强度的评估结果作为最佳灰度层级结构信息。

进一步地，其特征在于，所述步骤S1具体包括：

基于不同特异性蛋白的结合特性，将具有不同蛋白表达的所述心肌细胞区域染色为红色、绿色以及蓝色，且心肌细胞核区域主要呈现为红色与蓝色。

进一步地，其特征在于，所述步骤S2具体包括：