專利名稱：腫瘤藥物敏感性試驗(yàn)圖像分析儀攝像裝置的制作方法
專利說(shuō)明 本實(shí)用新型涉及一種圖像分析儀攝像裝置，特別是一種用于腫瘤藥物敏感性試驗(yàn)圖像分析的攝像裝置。醫(yī)學(xué)研究及臨床檢驗(yàn)涉及測(cè)定腫瘤對(duì)各種抗腫瘤藥物的敏感性，為臨床選擇抗腫瘤藥物提供依據(jù)。Rotman.B等人在《Sel Cancer Ther》1989年5卷4期185-92頁(yè)一文中公開了一種腫瘤藥物敏感性試驗(yàn)方法，該法是將細(xì)胞團(tuán)置于擦鏡紙上培養(yǎng)，在藥物作用前后分別加入熒光素二醋酸酯作短時(shí)間培養(yǎng)，活細(xì)胞的酯酶將進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的熒光素二醋酸酯水解為熒光素，細(xì)胞在紫外線照射下發(fā)出綠色熒光，通過(guò)拍攝并比較藥物作用前后細(xì)胞團(tuán)的熒光圖像，可確定腫瘤細(xì)胞活性的變化及藥物對(duì)腫瘤細(xì)胞的抑制作用。該法的熒光圖像不穩(wěn)定，結(jié)果的重復(fù)性差。本發(fā)明人在《癌癥》1996年15卷3期181-183頁(yè)發(fā)表“鼻咽癌體外藥物敏感性的初步研究”一文中公開了一種濾紙支持組織塊培養(yǎng)、MTT終點(diǎn)和圖像分析腫瘤藥物敏感性試驗(yàn)方法。該法是在多孔培養(yǎng)板的孔中放置一個(gè)板凳狀不銹鋼網(wǎng)支架，支架上放置一張濾紙，加入培養(yǎng)液剛至濾紙，將腫瘤組織塊置于處于培養(yǎng)液與空氣界面的濾紙上培養(yǎng)，在加藥物作用前用帶有攝像頭的計(jì)算機(jī)圖像分析儀攝取腫瘤組織塊的圖像，對(duì)圖像作二值化處理，計(jì)算腫瘤組織塊的面積，加入藥物作用后再加入MTT作短時(shí)間培養(yǎng)，存活細(xì)胞的還原酶將黃色MTT還原為藍(lán)色產(chǎn)物使含有存活的細(xì)胞的那部分組織藍(lán)染，用圖像分析儀攝取腫瘤組織塊的藍(lán)染圖像，對(duì)圖像作二值化處理計(jì)算腫瘤組織塊的藍(lán)染面積，用如下公式1計(jì)算抑制率，確定藥物對(duì)腫瘤細(xì)胞的抑制作用。
該法加藥處理前的腫瘤組織塊的圖像和加藥處理后的腫瘤組織塊的藍(lán)染圖像均較穩(wěn)定，結(jié)果的重復(fù)性好。該文未涉及具體裝置。此法的實(shí)施存在2個(gè)問(wèn)題，其一是在用圖像分析儀攝取藥物作前的腫瘤組織塊的圖像時(shí)，如用一般的正面光照明，組織塊與濾紙反差小，不能準(zhǔn)確測(cè)定腫瘤組織塊的面積。其二是在加藥處理后攝取組織塊的藍(lán)染圖像時(shí)，由于組織塊富含水份，表面光滑，采用普通光源照明在組織塊表面發(fā)生鏡面反射，不能拍攝得到準(zhǔn)確的藍(lán)染圖像。為解決攝取藥物作前的腫瘤組織塊的圖像時(shí)反差小、攝取組織塊藍(lán)染圖像時(shí)組織塊表面發(fā)生鏡面反射的問(wèn)題，本發(fā)明提供一個(gè)圖像分析儀攝像裝置，該裝置由箱體、箱門、橫隔板、一個(gè)透射光源、一套漫射光源照明裝置、攝像頭及攝像頭位置調(diào)節(jié)裝置組成，箱體下半部設(shè)置橫隔板(3)，橫隔板開有透光孔(22)，透光孔上方裝有向下拍攝的攝像頭(23)，發(fā)光器件(21)安裝在透光孔下方的箱底部，攝像頭(23)、橫隔板透光孔(22)和發(fā)光器件(21)自上而下處在同一直線上。橫隔板兩邊各有下沉的凹糟(31)，2個(gè)凹糟各裝有一個(gè)發(fā)光器件(32)，其頂部不高于橫隔板(3)的上平面。
橫隔板上裝有多孔培養(yǎng)板(27)的推進(jìn)定位裝置。本圖像分析儀攝像裝置的透射光源安裝在箱體底部，從下方向上照射到被培養(yǎng)液濕潤(rùn)呈半透明的濾紙，使組織塊處于一個(gè)高亮度的背景之中，攝像頭從上向下拍攝組織塊，可得到輪廓清析的組織塊影像。本圖像分析儀攝像裝置的一個(gè)漫射光照明裝置由安裝在箱體橫隔板兩邊的下沉凹糟內(nèi)、其光線不直接照射到組織塊的發(fā)光器件與白色不發(fā)生鏡面反射的箱體內(nèi)壁構(gòu)成，采用漫射光照明裝置作工作照明，可有效消除組織塊表面發(fā)生的鏡面反射，攝取清晰的圖像。發(fā)光器件可以為日光燈或白熾燈。
為了不用打開箱門即可移動(dòng)孔板以方便測(cè)定，作為本圖像分析儀攝像裝置的一個(gè)改進(jìn)是在上述橫隔板加裝一個(gè)多孔培養(yǎng)板推進(jìn)定位裝置，其構(gòu)造為橫隔板(3)上有橫向凹糟(4)，凹糟裝上橫向滑板(5)，橫向滑板上有與橫向凹糟垂直的縱向凹糟，縱向凹糟上裝有縱向滑板(6)，多孔培養(yǎng)板推進(jìn)定位裝置主要由縱向滑板、橫向滑板和箱體橫隔板構(gòu)成，推動(dòng)縱向滑板和橫向滑板可推動(dòng)多孔培養(yǎng)板作前后左右運(yùn)動(dòng)。縱向滑板采用透明材料做成的長(zhǎng)方形板塊，置于箱體橫隔板上從箱內(nèi)通過(guò)箱門與箱體橫隔板之間的窄縫延伸出箱外，箱內(nèi)一端有一個(gè)多孔培養(yǎng)板套框(8)用以套住多孔培養(yǎng)板，箱外一端有實(shí)物大小的培養(yǎng)孔板平面圖案(7)，橫隔板箱外部分上有一培養(yǎng)孔指示標(biāo)記(41)。此標(biāo)記位置根據(jù)如下方法確定將一多孔培養(yǎng)板放入縱向滑板多孔培養(yǎng)板套框內(nèi)，推動(dòng)縱向和橫向滑板使培養(yǎng)板的一個(gè)孔處于攝像頭的正下方，縱向滑板箱外一端上培養(yǎng)孔板圖案中相應(yīng)的那一孔即為標(biāo)記的位置。通過(guò)觀察橫隔板的培養(yǎng)孔指示標(biāo)記與縱向滑板上的培養(yǎng)孔圖案的那一孔重合，可得知攝像頭所攝取的是那一個(gè)培養(yǎng)孔的組織塊圖像，從而可以在關(guān)閉箱門的情況下能夠有序地對(duì)每一個(gè)孔的組織塊進(jìn)行測(cè)量，提高效率。
本藥物敏感性試驗(yàn)該在加藥物作用前用透射光照明拍攝腫瘤組織塊的圖像時(shí)，如采用上述“鼻咽癌體外藥物敏感性的初步研究”一文中公開了的多孔培養(yǎng)板作組織培養(yǎng)，由于不銹鋼網(wǎng)支架阻擋光線，須將載有組織塊的濾紙移到另一空的多孔培養(yǎng)板才能拍攝腫瘤組織塊的影像。為此，本實(shí)用新型設(shè)置專用多孔培養(yǎng)板，即在透明多孔培養(yǎng)板的孔中放置開有透光孔的不銹鋼支架、支架上放置濾紙，將組織塊置于濾紙上培養(yǎng)，支架的透光孔可讓透射光通過(guò)，拍攝腫瘤組織塊的透射光照明圖像時(shí)，可直接將多孔培養(yǎng)板放入圖像分析儀攝像裝置內(nèi)拍攝，省去將載有組織塊和濾紙移到另一空多孔培養(yǎng)板這一步驟。
為防止細(xì)菌污染，多孔培養(yǎng)板在圖像攝取過(guò)程中必須保持蓋著上蓋，但在此過(guò)程中水汽會(huì)在板蓋內(nèi)側(cè)凝成霧水影響透明度。為解決此問(wèn)題，本發(fā)明所使用的多孔培養(yǎng)板的上蓋內(nèi)面設(shè)置防霧涂層，此防霧涂層由甘油或各種糖類等具有吸水性的物質(zhì)和改善涂布性的表面活性劑如吐溫80所組成。甘油在防霧劑中的比例為5-60％，表面活性劑吐溫80在防霧劑中的比例為0.5-10％。在空氣消毒良好的環(huán)境下可不加板蓋。


圖1為本實(shí)用新型外觀圖。
圖2為本實(shí)用新型縱剖視圖。
圖3為本實(shí)用新型橫剖視圖。。
圖4為本實(shí)用新型的多孔培養(yǎng)板推進(jìn)定位裝置及漫射光照明裝置的光源示意圖。
圖5為本實(shí)用新型縱向滑板的變化狀態(tài)圖。
圖6為本實(shí)用新型的多孔培養(yǎng)板剖視圖。
圖7為本實(shí)用新型多孔培養(yǎng)板的培養(yǎng)孔變化狀態(tài)圖。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
本發(fā)明的圖像分析儀攝像裝置如
圖1至4所示，由箱體(1)、一個(gè)透射光源(21)、一套由凹槽(31)、漫射光源(32)及箱體內(nèi)反射面(33)組成的漫射照明光源、一個(gè)由橫隔板(3)、縱向滑板槽(4)、橫向滑板(5)、縱向滑板(6)構(gòu)成的培養(yǎng)孔板推進(jìn)定位裝置、攝像頭(23)、黃色濾光片(25)、藍(lán)色濾光片(26)及攝像頭位置調(diào)節(jié)裝置(24)組成。其中攝像頭通過(guò)信號(hào)線與一個(gè)裝有圖像卡和圖像分析軟件的微電腦連接，組成一個(gè)的圖像分析儀。
圖像分析儀攝像裝置的透射光源(21)為15W白熾燈，置于橫隔板(3)透光孔(22)下方，橫隔板上方裝有一攝像頭，白熾燈、橫隔板透光孔及攝像頭同處一條直線上。漫射光源(32)為8W日光燈，安裝在橫隔板兩面?zhèn)鹊陌荚?31)內(nèi)且位置低于橫隔板，箱體內(nèi)壁(33)貼上白紙，日光燈發(fā)出的光線經(jīng)箱體內(nèi)壁漫反射提供一個(gè)均勻的漫射光照明環(huán)境。
本發(fā)明多孔培養(yǎng)板采用24孔培養(yǎng)板(27)，將0.2mm厚的不銹鋼板裁成10mm×20m的長(zhǎng)方形條塊，中央沖出一個(gè)直徑6mm的圓形透光孔(53)，折成5mm高的板凳狀支架(52)，將此支架放入培養(yǎng)孔(51)中，支架上放上11mm×11mm的濾紙(54)，在培養(yǎng)孔加入1ml培養(yǎng)液(56)時(shí)液面剛好至濾紙。多孔培養(yǎng)板的上蓋(57)內(nèi)面薄薄涂上一層防霧涂層，此防霧涂層為含30％甘油和2％吐溫80的水溶液。
以下是一個(gè)肝癌藥物敏感性試驗(yàn)的實(shí)例。上述24孔培養(yǎng)板每孔加入1ml的培養(yǎng)液(56)。肝癌標(biāo)本切成直徑0.5～1mm的組織塊(55)放置于培養(yǎng)孔(51)的濾紙(54)上，每孔4～5塊，集中單層排放形成一片直徑1.5～2mm厚0.5～1mm的組織塊(55)，培養(yǎng)1天后，將多孔培養(yǎng)板放入縱向滑板(6)的孔板套框(8)內(nèi)，將藍(lán)色濾光片(26)置于光路中，關(guān)上箱門(2)，推動(dòng)縱向滑板(6)和橫向滑板(5)，同時(shí)觀察縱向滑板上的培養(yǎng)孔圖案(7)與橫隔板的培養(yǎng)孔指示標(biāo)記(41)的重合情況，以確定當(dāng)前處于攝像頭(23)下的培養(yǎng)孔為那一孔，在透射光照射下逐孔攝取腫瘤組織塊的影像，對(duì)圖像作二值化處理，計(jì)算腫瘤組織塊的面積。然后每孔加入藥物10μl，每種藥物4個(gè)重復(fù)孔，藥物終濃度為DDP12.5mg·ml-1、EADM 11.5mg·ml-1、5-FU 50.0mg·ml-1、MMC 3.75mg·ml-1和BLM 15mg·ml-1，另設(shè)置4個(gè)空白對(duì)照培養(yǎng)孔每孔加入生理鹽水10μl。培養(yǎng)4天后，每孔加入濃度為10mg·ml-1的MTT 25μl培養(yǎng)4小時(shí)，在漫射光照明下通過(guò)黃色濾光片(25)拍攝每孔組織塊的藍(lán)染圖像，對(duì)圖像作二值化處理，計(jì)算腫瘤組織塊藍(lán)染部分的面積。用公式1計(jì)算抑制率。結(jié)果各藥的抑制率分別為DDP92.1％、EADM50.0％、5-FU17.1％、MMC92.1％和BLM 41.0％。
同一肝癌標(biāo)本進(jìn)行另一次試驗(yàn)，使用“鼻咽癌體外藥物敏感性的初步研究”一文中公開的多孔培養(yǎng)板作組織塊培養(yǎng)，培養(yǎng)1天后將載有組織塊的濾紙移到另一空多孔培養(yǎng)板，在經(jīng)空氣消毒的環(huán)境下，不加板蓋逐孔攝取腫瘤組織塊的透射光照射影像。其余步驟相同與上一試驗(yàn)相同。結(jié)果各藥的抑制率分別DDP90.8％、EADM 52.2％、5-FU 20.7％、MMC 91.5％和BLM 43.1％。2個(gè)體實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本相同。
權(quán)利要求1.一種腫瘤藥物敏感性試驗(yàn)圖像分析儀攝像裝置，包括箱體(1)、發(fā)光器件(21)及(32)、攝像頭(23)和攝像頭位置調(diào)節(jié)裝置(24)組成，其特征是箱體下半部設(shè)置橫隔板(3)，橫隔板開有透光孔(22)，透光孔上方裝有向下拍攝的攝像頭(23)，發(fā)光器件(21)安裝在透光孔下方的箱底部，攝像頭(23)、橫隔板透光孔(22)和發(fā)光器件(21)自上而下處在同一直線上；橫隔板兩邊各有下沉的凹糟(31)，2個(gè)凹糟各裝有一個(gè)發(fā)光器件(32)；橫隔板上裝有多孔培養(yǎng)板(27)的推進(jìn)定位裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述圖像分析儀攝像裝置，其特征在于發(fā)光器件(32)的頂部不高于橫隔板(3)的上平面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述圖像分析儀攝像裝置，其特征在于多孔培養(yǎng)板的推進(jìn)定位裝置的構(gòu)造為橫隔板(3)上有橫向凹糟(4)，凹糟裝上橫向滑板(5)，橫向滑板上有與橫向凹糟垂直的縱向凹糟，縱向凹糟上裝有縱向滑板(6)，縱向滑板箱內(nèi)一端有多孔培養(yǎng)板套框(8)，箱外一端有培養(yǎng)孔圖案(7)，橫隔板上有一標(biāo)記(41)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述圖像分析儀攝像裝置，其特征在于多孔培養(yǎng)板(27)的培養(yǎng)孔(51)內(nèi)放置支架(52)，支架開有透光孔(53)，支架上放置濾紙(54)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述圖像分析儀攝像裝置，其特征在于培養(yǎng)板上蓋(57)內(nèi)面有防霧層。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種腫瘤藥物敏感性試驗(yàn)圖像分析儀攝像裝置。該裝置箱體下半部有一開有透光孔的橫隔板，透光孔上方裝有一個(gè)向下拍攝的攝像頭，下方箱底部安裝一個(gè)向上照射的發(fā)光器件，橫隔板兩邊各有一個(gè)下沉的凹糟，糟內(nèi)裝有一個(gè)發(fā)光器件，箱體內(nèi)壁白色且不發(fā)生鏡面反射。橫隔板上還裝有推動(dòng)多孔培養(yǎng)板移動(dòng)的多孔培養(yǎng)板推進(jìn)定位裝置。配套使用的多孔培養(yǎng)板的孔內(nèi)放置開有透光孔的不銹鋼支架、支架上放置濾紙，板蓋內(nèi)面涂有防霧劑。采用透射光照明，可解決組織塊與背景反差少的問(wèn)題，拍攝得到組織塊清晰影像；采用漫射光照明，可避免組織塊的鏡面反射問(wèn)題，拍攝得到組織塊清晰的染色圖像。
文檔編號(hào)C12Q1/00GK2780773SQ200520053379
公開日2006年5月17日 申請(qǐng)日期2005年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月5日
發(fā)明者梁永鉅, 符立梧 申請(qǐng)人:中山大學(xué)