LabVIEW使用圖像處理檢測(cè)顯微圖像中的白血病

人體最重要的部分是血液，因?yàn)樗谷嘶钪Ｋ鼒?zhí)行許多重要功能，例如轉(zhuǎn)移氧氣，二氧化碳，礦物質(zhì)等。血液量不足會(huì)極大地影響新陳代謝，如果不及早治療，這可能是非常危險(xiǎn)的。常見(jiàn)的血液疾病之一是白血病。白血病是兒童中常見(jiàn)的癌癥類(lèi)型。所有的癌癥都始于身體細(xì)胞，而白血病是一種始于血細(xì)胞的癌癥。一般來(lái)說(shuō)，細(xì)胞會(huì)隨著身體的需要而生長(zhǎng)和繁殖以形成新的細(xì)胞。當(dāng)細(xì)胞變老時(shí)，它們會(huì)死亡，新細(xì)胞取而代之。有時(shí)，此循環(huán)無(wú)法正常工作。在癌癥中，當(dāng)身體不需要新細(xì)胞時(shí)會(huì)形成新細(xì)胞，而舊細(xì)胞不會(huì)在應(yīng)亡時(shí)死亡。

白血病是一種涉及骨髓、脾臟和淋巴結(jié)造血組織的癌癥。它的特點(diǎn)是未成熟血細(xì)胞的不受控制地產(chǎn)生。

?骨髓是淋巴細(xì)胞和其他血細(xì)胞的形成部位。它是一種海綿狀組織，存在于身體的許多大骨頭內(nèi)。骨髓產(chǎn)生三種類(lèi)型的血細(xì)胞：紅細(xì)胞含有血紅蛋白，并將氧氣和其他物質(zhì)輸送到全身組織;血小板有助于形成凝塊;白細(xì)胞有助于抵抗體內(nèi)感染。當(dāng)一個(gè)人患有白血病時(shí)，骨髓不能正常工作。骨髓產(chǎn)生異常的未成熟細(xì)胞，稱(chēng)為白血病細(xì)胞。白血病細(xì)胞大多被稱(chēng)為“原始細(xì)胞”。這些未成熟的癌細(xì)胞排擠了骨髓中的其他造血細(xì)胞。如果骨髓不能產(chǎn)生足夠的紅細(xì)胞來(lái)攜帶氧氣，孩子可能會(huì)出現(xiàn)貧血，并感到非常疲倦。如果沒(méi)有產(chǎn)生足夠的血小板，血液將無(wú)法正常凝結(jié)，患者可能容易出血。當(dāng)白細(xì)胞不夠豐富時(shí)，身體無(wú)法抵抗細(xì)菌，并且該人可能會(huì)經(jīng)常感染。白血病可以是急性或慢性類(lèi)型。

白血病的診斷通常遵循常規(guī)血液檢查，導(dǎo)致血細(xì)胞計(jì)數(shù)異常。一旦懷疑患有白血病，醫(yī)生可能會(huì)采集骨髓和血液樣本來(lái)檢查細(xì)胞形狀。樣本也被送到病理學(xué)實(shí)驗(yàn)室，以識(shí)別位于表面和染色體上的蛋白質(zhì)和變化。這些信息對(duì)于個(gè)體患者的診斷很重要。

現(xiàn)有的診斷方法

1.????病史和體格檢查：當(dāng)前癥狀的記錄，以及一個(gè)人過(guò)去遇到的問(wèn)題。一個(gè)人的病史也有助于診斷白血病。

2.????全血細(xì)胞計(jì)數(shù)：在顯微鏡下采集血液并檢查紅細(xì)胞、白細(xì)胞和血小板的數(shù)量。

3.????骨髓穿刺：在胸骨上用針頭去除骨髓。在顯微鏡下觀察取出的樣品以尋找異常細(xì)胞。

4.????細(xì)胞遺傳學(xué)分析：細(xì)胞遺傳學(xué)測(cè)試需要血液或骨髓來(lái)幫助識(shí)別單個(gè)染色體。它顯示染色體異常，有助于診斷和識(shí)別白血病的類(lèi)型。結(jié)果通常在3周內(nèi)提供。

5.????免疫組織化學(xué)：細(xì)胞的血液樣本在免疫組織化學(xué)中用特殊抗體處理。在顯微鏡下可以看到顏色的變化。它有助于確定存在的細(xì)胞類(lèi)型。

顯微圖像的質(zhì)量取決于顯微鏡染色過(guò)程的曝光。曝光過(guò)度和不足設(shè)置可能會(huì)導(dǎo)致檢測(cè)困難。圖像增強(qiáng)過(guò)程由一系列技術(shù)組成，這些技術(shù)試圖將圖像轉(zhuǎn)換為更適合人類(lèi)或機(jī)器分析的形式。

用于開(kāi)發(fā)細(xì)胞核分割技術(shù)的算法如下：

步驟1：將彩色血液幻燈片圖像輸入系統(tǒng)。

步驟2：將彩色圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖像。

步驟3：使用直方圖均衡方法增強(qiáng)灰度圖像的對(duì)比度。

步驟4：計(jì)算統(tǒng)計(jì)參數(shù)，例如圖像的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差

步驟5：計(jì)算平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差的平均值。

步驟6：采用多閾值方法，以標(biāo)準(zhǔn)差為下限，均值為下限，255為閾值上限。

步驟7：要?jiǎng)h除小像素組，使用形態(tài)侵蝕。

步驟8：應(yīng)用索貝爾邊緣檢測(cè)器。

步驟9：計(jì)算幾何要素，例如分割像元的面積和周長(zhǎng)。

步驟10：根據(jù)上述步驟中提取的特征，將細(xì)胞分類(lèi)為原始細(xì)胞或正常細(xì)胞。

在使用LabVIEW的細(xì)胞核分割算法中，使用直方圖均衡方法增強(qiáng)圖像，并使用均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差等統(tǒng)計(jì)參數(shù)完成增強(qiáng)圖像的核分割。在結(jié)果中，將計(jì)算幾何要素，例如每個(gè)像元的面積和周長(zhǎng)。根據(jù)特征值，細(xì)胞分為爆炸細(xì)胞或普通細(xì)胞。

?

主要目的是細(xì)胞核分割，然后進(jìn)行特征提取以檢測(cè)白血病。細(xì)胞核的形狀特征，如面積、周長(zhǎng)等?？紤]提高檢測(cè)準(zhǔn)確性。結(jié)果表明，所提出的基于均值和標(biāo)準(zhǔn)差的圖像分割和基于Otsu閾值的統(tǒng)計(jì)參數(shù)產(chǎn)生了良好的分割性能。此外，使用基于LabVIEW的算法可以更好地實(shí)現(xiàn)完全分割的細(xì)胞核，因?yàn)樵撍惴▽?duì)輸入圖像變化的敏感性較低。

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