[发明专利]基于全息成像的红细胞多项生理参数检测方法

说明书

本发明涉及一种基于全息成像的红细胞多项生理参数的检测方法，首先将大幅红细胞全息图分块重建，进行增强或平滑处理；然后再次对整幅重建图进行分块，使用对数正态分布曲线拟合各重建图像素灰度曲线，根据曲线曲率设置灰度阈值提取红细胞区域，并通过形态学手段进一步精确细胞分布，仍将各块拼接整合为整幅图像；之后计算整幅图像所有红细胞区域中各像素点距离背景的最短欧氏距离作为该区域的形态学距离分布，依据其极值点进行粘连细胞的辨认，并完成红细胞数量、面积统计；最后将独立红细胞的数量、面积等参数结合样液的稀释倍数、成像所用样液体积等，计算整合得到血样中红细胞的各项生理指标参数。本发明能测量人体血样中红细胞数量与形态。

技术领域

本发明属于数字全息成像技术的医学应用领域，涉及一种基于全息成像的红细胞多项生理参数的检测方法。

背景技术

血液是人体不可或缺的重要组成部分，血液中各类细胞、内容物含量的正常与否直接关系到人自身身体的健康状况。其中红细胞作为数量最为庞大的一种血细胞，是人体内运送氧气、排出二氧化碳的重要媒介，其数量、形态对于人健康状况影响重大。

血液常规检测是医疗中一种常见化验项目，用以反应人体血细胞情况。随着目前检测技术的进步，能够用于血常规的检测的方法手段越发丰富：

①、显微计数法：

原理：采用人工镜检(多使用细胞计数板，又称牛鲍板)，借助染色剂、造影剂或荧光染料，直接由医检人员对各类血细胞观察标记、分类计数。

缺点：人工检测成本高、效率低下，无法满足医疗需求；受限于显微镜的狭窄视野，无法对大样本血样同时观察计数；需借助染料染色，对细胞造成不可逆伤害。

②、库尔特计数法：

原理：利用血细胞通过充满电解液的小孔管时，由于排开了相同体积的电解液而导致小孔管内外两电极间电阻变化而产生电位脉冲，通过处理直流阻抗-射频阻抗等信息来检测血细胞直径、表面形貌等信息，进而对通过的血细胞进行分类计数。

缺点：设备体积庞大，价格昂贵，不能便携，内部结构复杂不易小型化；对于细胞回流、孔间徘徊、粘连等情况的分辨处理能力不佳。

③、流式细胞术

原理：利用光散射理论，通过检测细胞的前向散射特征、侧向散射特征以及荧光特征等，对处于快速直线运动中的细胞进行逐个、多参数的快速定性、定量分析及分选。

缺点：价格昂贵，设备维护成本高，仪器内血样流路繁复、光路复杂。

④、图像分析法

原理：将显微镜和图像处理技术相结合，利用图像处理技术进行自动检测。

缺点：对样品和图像质量要求较高，往往需要对样品进行繁琐的预处理；受限于显微镜捕获图像时的视野，包含样品量较低，引入的偶然误差较大。

作为一种新兴的成像手段，数字全息成像技术完美继承了图像处理方法灵活的处理方法的同时，还基于自身特点规避了上述方法中诸多缺陷。数字全息是一种精度可达微米级别的成像方法，可由CCD等光学元器件直接记录获取样本图像，光路极其精简，易于集成和小型化。同时其具有全视场、非接触、无损伤、实时性、定量化的优点。加之无需对样本染色即可清晰成像，故特别适合于活体生物样品的定量三维重建和快速跟踪，得以在生物医学应用领域尤其是细胞培养观测中发展迅速。此外由于全息图视野直接对应于光学元器件的尺寸，所以全息图具有得天独厚的大视野成像的优点。在同时能够对微米级别物体准确成像的基础上，全息图视野下所记录的物体信息远丰富于常规光学显微镜。因此一次成像可涵盖较大体积的血液样液，计数样本的增大降低了偶然因素引入的误差，有助于使用过量稀释的方法减少细胞粘连、增加散布距离。