一种外周血细胞形态学分析计数方法与流程

本发明属于外周血细胞形态学检测技术领域，尤其涉及一种外周血细胞形态学分析计数方法。

背景技术：

在外周血液样本中，含有三种有形的血细胞：红细胞、白细胞和血小板，根据包含在核与原形质中的颗粒不同，白细胞又分为粒细胞，单核细胞和淋巴细胞，粒细胞又根据颗粒的性质不同分为嗜酸性粒细胞，嗜碱性粒细胞和中性粒细胞。各类白细胞与全体白细胞总数的成分百分比是外周血液检查的重要项目，经瑞氏染色后，根据各种成熟白细胞在显微镜下核染色、胞浆染色、核形等形态来区分白细胞的种类。

通过显微镜、利用目视方法来定性地分析细胞图像，并对人们的健康状况做岀诊断的方法在临床病理学上一直占有重要的地位。随着计算机技术的发展，计算机图像处理与分析技术在临床诊断和治疗中起着越来越重要的作用,开发新的图像分析系统,用计算机来自动处理免疫组化细胞图像,进行定量分析，辅助医生做出快速准确的判断在医学疾病诊断上有重要应用前景。

但目前的图像分析系统对重叠细胞识别分割的准确率还不够高，常常需要医生手动操作进行辅助。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的是提供一种外周血细胞形态学分析计数方法，解决现有技术的图像分析系统对重叠细胞识别分割的准确率还不够高，常常需要医生手动操作进行辅助的问题。

本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：

一种外周血细胞形态学分析计数方法，包括以下步骤：

s1：扫描涂片，并对目标进行图像预处理操作；s2：将扫描图像划分为若干区域，并在若干区域内随机选取若干大小相同的计数区域d1、d2、d3……dn；s3：将a1、a2、a3……an细胞分别设定颜色值区为a1、a2、a3……an，扫描d1计数区域，采集计数区域图像的rgb三色空间的颜色值分布概况；s4：将计数区域中a1颜色值区保留，其余a2、a3……an的像素设置为黑色，得出单独的a1细胞图像b1并储存，同理获得b2、b3……bn图像并储存；s5：分别在图像b1、b2、b3……bn的rgb值上运行c均值聚类算法，将图像进行分割。并对分割后的图像进行细胞重叠识别，若判定为重叠细胞，则进行细胞重叠分割；s6：对分割完成后的图像进行细胞计数，统计d1计数区域内各类细胞数量，再转至s3，扫描d2计数区域，进行统计，直至将dn计数区域统计完成，得出a1细胞的总数c1，以及其余各类细胞的总数c2、c3……cn和总的计数区域面积，并通过计算得出各类细胞的分布比值；s7：通过计算得出各类细胞的数据，将数据与正常参考值作对比，与现有疾病建立联想，并进行联想分析。

作为优选：所述s5中的细胞重叠识别，其方法为：b1：通过形状因子分析法判定细胞是否出现重叠，pe＝4πa/l²，式中a为判定细胞面积，由判定细胞中像素个数得出；l为判定细胞周长，用边缘上相邻像素间距离之和表示，若采用8邻点距离d8,2个倾斜方向上的相邻像素fi,j与fm,n间的距离为：

形状因子的取值范围为0<pe≤1，当判定图像接近圆时,其形状因子接近1，确定形状因子的阀值p0，若pe>p0则表示判定细胞不存在重叠，若pe<＝p0则表示判定细胞为重叠细胞；b2：计算提取重叠区域细胞核心坐标数量n和整个重叠区域的核心坐标e，由细胞核心坐标数量n的个数进一步判断细胞是否重叠，若n小于2则判定为不重叠。

作为优选：所述s5中的细胞重叠分割，其方法为：c1：通过向量积法判断重叠细胞图像顶点的凹凸性，得出凹点；c2：根据凹点数n1与细胞核心坐标数量n2关系，若n1＝n2则判定为并联，若n1>n2则判定为串联；c3：若细胞之间为串联，则将成对的凹点连接直线分离重叠区域，若细胞之间为并联，则将凹点与重叠区域的核心坐标e连接成直线分离重叠区域。

作为优选：所述s6中细胞计数时，以a为a1细胞计数的目标量，当a>c1时，进行下一个计数区域计数，当a<＝c1时，则将该计数区域统计完成后停止计数。

作为优选：所述s1中预处理操作包括灰度变换、直方图修正、空域滤波和频域滤波。

作为优选：所述s7包括以下步骤:d1：分别对各类细胞的数据与数据库中的现有疾病进行联想；d2：将每种联想疾病的相似度与相异度作对比，当相似度大于相异度时，将该疾病归纳为疑似疾病；d3：将完成匹配的疑似疾病的相似度相乘以及相异度相乘，最终得出整体的检测结果对该疾病的相似度和相异度；d4：将相似度按照从高到低排序，完成对数据的分析和与疾病的联想。

作为优选：所述b2中计算提取重叠区域细胞核心坐标数量n和整个重叠区域的核心坐标e的方法为：通过数学形态学方法，将细胞边界一层层腐蚀，直至分离成单个细胞，之后提取出重叠细胞区域中各个细胞的核心。

本发明的有益效果：

1、本申请将图像划分为若干区域，分别对若干区域内的细胞进行统计，使用c均值聚类算法计算时，减少了单次计算的计算量，缓解对计算机的运算速度要求。

2、本申请通过各类细胞rgb三色空间的颜色值的区域不同，将各类细胞图像单独储存计算，避免了计算时各类细胞之间的干扰。

3、通过形状因子分析法判定细胞之间是否出现重叠，并通过提取重叠区域细胞核心坐标数量n和整个重叠区域的核心坐标e，由细胞核心坐标数量n的个数进一步判断细胞是否重叠。

4、通过向量积法判断重叠细胞图像顶点的凹凸性，得出凹点，并通过凹点数n1与细胞核心坐标数量n2关系，判定重叠细胞的重叠类型，通过将成对的凹点连接直线分离重叠区域，若细胞之间为并联，则将凹点与重叠区域的核心坐标e连接成直线分离重叠区域，实现重叠细胞的分割。

附图说明

图1是本发明一种外周血细胞形态学分析计数方法的流程图；

图2是本发明一种外周血细胞形态学分析计数方法的重叠细胞分割流程图。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明：

如图1-图2所示，本发明的一种外周血细胞形态学分析计数方法，包括以下步骤：s1：扫描涂片，并对目标进行图像预处理操作，预处理操作包括灰度变换、直方图修正、空域滤波和频域滤波。s2：将扫描图像划分为若干区域，并在若干区域内随机选取若干大小相同的计数区域d1、d2、d3……dn；s3：将a1、a2、a3……an细胞分别设定颜色值区为a1、a2、a3……an，扫描d1计数区域，采集计数区域图像的rgb三色空间的颜色值分布概况；s4：将计数区域中a1颜色值区保留，其余a2、a3……an的像素设置为黑色，得出单独的a1细胞图像b1并储存，同理获得b2、b3……bn图像并储存；s5：分别在图像b1、b2、b3……bn的rgb值上运行c均值聚类算法，将图像进行分割。并对分割后的图像进行细胞重叠识别，若判定为重叠细胞，则进行细胞重叠分割；s6：对分割完成后的图像进行细胞计数，统计d1计数区域内各类细胞数量，再转至s3，扫描d2计数区域，进行统计，直至将dn计数区域统计完成，得出a1细胞的总数c1，以及其余各类细胞的总数c2、c3……cn和总的计数区域面积，并通过计算得出各类细胞的分布比值；s7：通过计算得出各类细胞的数据，将数据与正常参考值作对比，与现有疾病建立联想，并进行联想分析。

s5中的细胞重叠识别，其方法为：b1：通过形状因子分析法判定细胞是否出现重叠，pe＝4πa/l²，式中a为判定细胞面积，由判定细胞中像素个数得出；l为判定细胞周长，用边缘上相邻像素间距离之和表示，若采用8邻点距离d8,2个倾斜方向上的相邻像素fi,j与fm,n间的距离为：

形状因子的取值范围为0<pe≤1，当判定图像接近圆时,其形状因子接近1，确定形状因子的阀值p0，若pe>p0则表示判定细胞不存在重叠，若pe<＝p0则表示判定细胞为重叠细胞；b2：计算提取重叠区域细胞核心坐标数量n和整个重叠区域的核心坐标e，由细胞核心坐标数量n的个数进一步判断细胞是否重叠，若n小于2则判定为不重叠。

s5中的细胞重叠分割，其方法为：c1：通过向量积法判断重叠细胞图像顶点的凹凸性，得出凹点；c2：根据凹点数n1与细胞核心坐标数量n2关系，若n1＝n2则判定为并联，若n1>n2则判定为串联；c3：若细胞之间为串联，则将成对的凹点连接直线分离重叠区域，若细胞之间为并联，则将凹点与重叠区域的核心坐标e连接成直线分离重叠区域。

s6中细胞计数时，以a为a1细胞计数的目标量，当a>c1时，进行下一个计数区域计数，当a<＝c1时，则将该计数区域统计完成后停止计数。

s7包括以下步骤:d1：分别对各类细胞的数据与数据库中的现有疾病进行联想；d2：将每种联想疾病的相似度与相异度作对比，当相似度大于相异度时，将该疾病归纳为疑似疾病；d3：将完成匹配的疑似疾病的相似度相乘以及相异度相乘，最终得出整体的检测结果对该疾病的相似度和相异度；d4：将相似度按照从高到低排序，完成对数据的分析和与疾病的联想。

b2中计算提取重叠区域细胞核心坐标数量n和整个重叠区域的核心坐标e的方法为：通过数学形态学方法，将细胞边界一层层腐蚀，直至分离成单个细胞，之后提取出重叠细胞区域中各个细胞的核心。

本发明以本院200列外周血检验图片为例，运用本计数方法进行计数，依据医师油镜检验计数的数据为对照指标，实验结果表明，运用本计数方法进行计数速度远高于人工检验的速度。且对于重叠细胞的分割效果，以及正确率与人工检验相比，误差几乎可忽略不计。

本申请将图像划分为若干区域，分别对若干区域内的细胞进行统计，使用c均值聚类算法计算时，减少了单次计算的计算量，缓解对计算机的运算速度要求。本申请通过各类细胞rgb三色空间的颜色值的区域不同，将各类细胞图像单独储存并计算，避免了计算时各类细胞之间的干扰。本申请通过形状因子分析法判定细胞之间是否出现重叠，并通过提取重叠区域细胞核心坐标数量n和整个重叠区域的核心坐标e，由细胞核心坐标数量n的个数进一步判断细胞是否重叠。本申请通过向量积法判断重叠细胞图像顶点的凹凸性，得出凹点，并通过凹点数n1与细胞核心坐标数量n2关系，判定重叠细胞的重叠类型，通过将成对的凹点连接直线分离重叠区域，若细胞之间为并联，则将凹点与重叠区域的核心坐标e连接成直线分离重叠区域，实现重叠细胞的分割。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。