基于尿液的早期膀胱癌檢查方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于尿液的早期膀胱癌檢查方法及系統(tǒng)，包括如下步驟：a)制作尿液的病理玻片；b)通過具有顯微鏡頭的圖像獲取機構獲取病理玻片的圖像；c)獲取所述圖像中各細胞的細胞核細胞質(zhì)的面積比K；d)比較所述面積比K和預設的面積比范圍，根據(jù)比較結果檢查出疑似癌變細胞。該方法和系統(tǒng)能夠對所獲取的細胞信息進行全檢、比對，快速得到癌變細胞的檢查結果，為醫(yī)生后續(xù)進行癌變細胞確認提供了精準的一手數(shù)據(jù)。
【專利說明】基于尿液的早期膀胱癌檢查方法及系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于尿液的早期膀胱癌檢查方法及系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]癌癥是當今世界最常見的致命疾病之一，全球每年死于癌癥的人高達數(shù)百萬以上，人類在面對癌癥這一世紀頑疾的過程中，始終沒有找特效的治療方法和藥物。
[0003]癌細胞的增殖速度用倍增時間計算，I個變2個，2個變4個…以此類推。胃癌、腸癌、肝癌、胰腺癌、食道癌的倍增時間平均是31天；乳腺癌倍增時間是40多天。由于癌細胞不斷倍增，癌癥越往晚期發(fā)展得越快。
[0004]癌癥可以分為3個階段，
[0005]前三分之一可以預防、治愈；
[0006]中三分之一通過治療可以減輕癥狀，早發(fā)現(xiàn)，早治療，治愈率可達80%以上；
[0007]后三分之一治愈率只有10%~20%甚至更低。
[0008]癌癥檢測現(xiàn)狀:
[0009]1、目前判斷是否患癌癥最終確診在病理科，診斷依據(jù)量化病變信息很少，完全憑借病理科觀察醫(yī)生的經(jīng)驗。
[0010]2、觀察漏檢:
[0011]血液、尿液中出現(xiàn)代謝、脫落細胞的比率為百萬分之一至千分之一，遠遠超出人力所能勝任檢測范疇。
[0012]癌癥檢測存在如下問題:
[0013]1)形成過程很少被發(fā)現(xiàn)，如發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)血尿等不適征兆再檢查，往往已經(jīng)處于中晚期
[0014]2)在顯微鏡下放大到數(shù)千倍后，一個標準病理玻片大約需要數(shù)萬至數(shù)百萬個“視場”，目前的專家醫(yī)生資源稀缺，多為在門診醫(yī)生“疑似”的情況下做最終確診，不可能實現(xiàn)
“檢查”。
[0015]3)檢查過程極為痛苦，目前的檢查手段多為膀胱鏡，如男性需從生殖器前端插入至膀胱.[0016]4)極易出現(xiàn)漏查一膀胱是一個“倒梨形”，膀胱鏡有效檢查面積僅為幾個平方厘米，內(nèi)壁表面積約為數(shù)千平方厘米。
[0017]因此，有必要提供一種新的癌癥檢測方法和系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018]本發(fā)明提供一種新的基于尿液的早期膀胱癌檢查方法及系統(tǒng)。
[0019]本發(fā)明提供一種基于尿液的早期膀胱癌檢查方法，包括如下步驟:
[0020]a)制作尿液的病理玻片；
[0021]b)通過具有顯微鏡頭的圖像獲取機構獲取病理玻片的圖像；[0022]c)獲取所述圖像中各細胞的細胞核細胞質(zhì)的面積比K ；
[0023]d)比較所述面積比K和預設的面積比范圍，根據(jù)比較結果檢查出疑似癌變細胞。
[0024]預設的面積比范圍可以僅包括早期癌變細胞的細胞核細胞質(zhì)面積比范圍，從而可以實現(xiàn)膀胱癌的早期檢查。當然，預設的面積比范圍也可以包括早期癌變細胞、中期癌變細胞和晚期癌變細胞中的一個或多個細胞核細胞質(zhì)面積比范圍。
[0025]細胞核細胞質(zhì)的面積比包括:a)細胞核和細胞質(zhì)的面積比；b)細胞核和細胞的面積比；c)細胞質(zhì)和細胞的面積比。
[0026]進一步的，所述步驟b)中，通過所述顯微鏡頭和所述病理玻片之間的相對運動來獲取所述圖像，所述相對運動包括所述病理玻片不動而所述顯微鏡頭沿X軸連續(xù)運動的行運動；及所述病理玻片沿Y軸運動而所述顯微鏡頭不動的列運動，所述病理玻片的長邊和短邊中之一與所述X軸平行，所述病理玻片的長邊和短邊中之另一與所述Y軸平行。
[0027]每次行運動完成后，使病理玻片列運動，接著再次行運動，循環(huán)下去，從而能夠實現(xiàn)對病理玻片逐行逐列掃描，使每兩張圖片之間沒有縫隙，這樣拍攝下來的所有圖片的總和即為病理玻片的全部信息。
[0028]進一步的，所述步驟c)中，獲取所述面積比K時，先找出各細胞的邊緣，判斷出細胞輪廓，通過積分計算出細胞面積；接著，根據(jù)細胞核的色差特點積分計算出細胞核面積；最后，根據(jù)所述細胞面積和細胞核面積計算得出細胞質(zhì)面積，根據(jù)所述細胞質(zhì)面積和細胞核面積計算出所述面積比K。
[0029]一種基于尿液的膀胱癌檢查系統(tǒng)，包括圖像獲取機構、三維運動平臺及中央控制系統(tǒng)，所述圖像獲取機構包括固定一體的顯微鏡頭及圖像傳感器，所述三維運動平臺帶動所述圖像獲取機構和病理玻片相對運動，所述圖像傳感器獲取所述顯微鏡頭視場內(nèi)的病理玻片的圖像，所述中央控制系統(tǒng)獲取所述圖像中各細胞的細胞核細胞質(zhì)的面積比K，并比較所述面積比K和預設的面積比范圍，根據(jù)比較結果檢查出疑似癌變細胞。
[0030]進一步的，所述三維運動平臺包括相互垂直并均由動力部件驅動的X軸、Y軸及Z軸，所述Z軸豎直并設于所述X軸，所述Y軸上固定有用于定位所述病理玻片的玻片夾具，所述圖像獲取機構固定于所述Z軸且所述顯微鏡頭豎直朝下，各所述動力部件與所述中央控制系統(tǒng)動力連接。
[0031]進一步的，所述動力部件為步進電機，所述X軸、Y軸和Z軸為絲桿。
[0032]本發(fā)明的有益效果是:該方法和系統(tǒng)能夠對所獲取的細胞信息進行全檢、比對，快速得到癌變細胞的檢查結果，為醫(yī)生后續(xù)進行癌變細胞確認提供了精準的一手數(shù)據(jù)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]圖1是正常細胞的結構示意圖；
[0034]圖2是癌變細胞的結構示意圖；
[0035]圖3是本實施方式檢查系統(tǒng)的主視圖；
[0036]圖4是本實施方式檢查系統(tǒng)的仰視圖。
【具體實施方式】
[0037]下面通過【具體實施方式】結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。[0038]如圖1所示，細胞由細胞膜I (cell membrane)、細胞質(zhì)2 (cytoplasm)和細胞核3 (nucleus)三部分組成。如圖2所示，對于病變的癌變細胞，其明顯特征是細胞核膨脹而細胞質(zhì)減少，即細胞核的面積增大而細胞質(zhì)的面積減小。
[0039]設SI為細胞核面積，S2為細胞質(zhì)面積，K=S1/S2。
[0040]對于正常細胞，k〈a ；
[0041]對于早期癌變細胞，a〈K〈b ；
[0042]對于中期癌變細胞，b〈K〈c ；
[0043]對于晚期癌變細胞，c〈K〈d。
[0044]對于上述K值的范圍，可以是通過有限次實驗和數(shù)據(jù)采集后，統(tǒng)計得出的經(jīng)驗值范圍。
[0045]根據(jù)上述正常細胞、癌變細胞的細胞核、細胞質(zhì)的面積比關系，能夠實現(xiàn)膀胱癌的早期檢查。
[0046]—種基于尿液的早期膀胱癌檢查方法，包括如下步驟:
[0047]a)制作尿液的病理玻片；
[0048]b)通過具有顯微鏡頭的圖像獲取機構獲取病理玻片的圖像；
[0049]c)獲取所述圖像中各細胞的細胞質(zhì)細胞核的面積比K ；
[0050]d)比較各細胞的面積比K和預設的面積比范圍，根據(jù)比較結果檢查出癌變細胞。
[0051]制作病理玻片時，取定量尿液，將該尿液離心后涂片、染色。
[0052]如圖3及圖4所示，制作好的病理玻片送至檢查系統(tǒng)，該檢查系統(tǒng)包括三維運動平臺4、圖像獲取機構、玻片夾具5及中央控制系統(tǒng)，該三維運動平臺帶著圖像獲取機構平面運動，該圖像獲取機構可以包括固定一體的顯微鏡頭及圖像傳感器，該玻片夾具用于定位病理玻片，該圖像獲取機構位于該玻片夾具的上方。三維運動平臺及圖像獲取機構均與中央控制系統(tǒng)信號連接。
[0053]獲取(拍攝)病理玻片圖像時，顯微鏡頭與待拍攝的病理玻片平面平行相對，三維運動平臺帶著顯微鏡頭沿著病理玻片邊沿連續(xù)運動，圖像傳感器拍攝顯微鏡頭內(nèi)的病理玻片影像并傳遞到中央控制系統(tǒng)。
[0054]三維運動平臺有三個軸，分別為相互垂直的X軸41、Y軸42和Z軸43，其中Z軸掛接于X軸，Z軸行程大于等于顯微鏡頭的最大工作距離，Z軸運動到最低時顯微鏡頭到病理玻片的距離小于等于鏡頭的最小工作距離。工作時，將病理玻片通過玻片夾具固定在Y軸上，使病理玻片的短邊與X軸平行，使病理玻片的長邊與Y軸平行。將顯微鏡頭豎直朝下的固定在Z軸上，通過Z軸運動調(diào)整顯微鏡頭的焦距。X軸運動帶動顯微鏡頭運動，實現(xiàn)對病理玻片的“行運動”，Y軸帶動病理玻片運動，實現(xiàn)對病理玻片的“列運動”。該X軸、Y軸及Z軸如現(xiàn)有絲桿，該絲桿由動力部件44驅動，該動力部件如步進電機。
[0055]中央控制系統(tǒng)比較圖像中各細胞的細胞核細胞質(zhì)的面積比K和預設的面積比范圍(如前述的早期癌變細胞范圍(a，b)、中期癌變細胞范圍(b，C)、晚期癌變細胞范圍(C，
d))，根據(jù)比較結果檢查出疑似癌變細胞。檢查完成后，可以形成檢測報告，提供不同級別(早期癌變細胞、中期癌變細胞和晚期癌變細胞)來供專業(yè)醫(yī)生進行最后判斷。
[0056]檢查系統(tǒng)可以提供與病理玻片完全相符的圖像信息，醫(yī)生可以在顯示器上瀏覽整張病理玻片的信息，醫(yī)生用鼠標點擊檢測報告上的疑似癌癥細胞的信息，系統(tǒng)會自動把該點信息鏈接到原始圖片上，醫(yī)生還可以用放大工具把該點細胞無極放大，更方便觀察原始信息。類似于人們所熟知的Google地圖，本系統(tǒng)所開發(fā)的瀏覽器模塊可以顯示病理玻片的整體信息，在其上標出設備所檢測出的疑似癌癥細胞的位置，做整體觀察，也可以由醫(yī)生手動放大，觀察某一區(qū)域的局部信息。放大后圖像不失真，保留所有原始信息。
[0057]—種基于尿液的膀胱癌檢查系統(tǒng)包括圖像獲取機構、三維運動平臺及中央控制系統(tǒng)，圖像獲取機構用于獲取病理玻片的圖像，三維運動平臺用于帶動圖像獲取機構運動，中央控制系統(tǒng)用于檢查圖像中的癌變細胞。該檢查系統(tǒng)還可以包括顯示器，該顯示器能夠顯示出病理玻片的完整圖像，中央控制系統(tǒng)還可以包括便于專業(yè)醫(yī)生瀏覽圖像的瀏覽器模塊。
[0058]以上內(nèi)容是結合具體的實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換。
【權利要求】
1.一種基于尿液的早期膀胱癌檢查方法，其特征在于，包括如下步驟: a)制作尿液的病理玻片； b)通過具有顯微鏡頭的圖像獲取機構獲取病理玻片的圖像； c)獲取所述圖像中各細胞的細胞核細胞質(zhì)的面積比K; d)比較所述面積比K和預設的面積比范圍，根據(jù)比較結果檢查出疑似癌變細胞。
2.如權利要求1所述的一種基于尿液的早期膀胱癌檢查方法，其特征在于，所述步驟b)中，通過所述顯微鏡頭和所述病理玻片之間的相對運動來獲取所述圖像，所述相對運動包括所述病理玻片不動而所述顯微鏡頭沿X軸連續(xù)運動的行運動；及所述病理玻片沿Y軸運動而所述顯微鏡頭不動的列運動，所述病理玻片的長邊和短邊中之一與所述X軸平行，所述病理玻片的長邊和短邊中之另一與所述Y軸平行。
3.如權利要求1或2所述的一種基于尿液的早期膀胱癌檢查方法，其特征在于，所述步驟c)中，獲取所述面積比K時，先找出各細胞的邊緣，判斷出細胞輪廓，通過積分計算出細胞面積；接著，根據(jù)細胞核的色差特點積分計算出細胞核面積；最后，根據(jù)所述細胞面積和細胞核面積計算得出細胞質(zhì)面積，根據(jù)所述細胞質(zhì)面積和細胞核面積計算出所述面積比K。
4.一種基于尿液的早期膀胱癌檢查系統(tǒng)，其特征在于，包括圖像獲取機構、三維運動平臺及中央控制系統(tǒng)，所述圖像獲取機構包括固定一體的顯微鏡頭及圖像傳感器，所述三維運動平臺帶動所述圖像獲取機構和病理玻片相對運動，所述圖像傳感器獲取所述顯微鏡頭視場內(nèi)的所述病理玻片的圖像，所述中央控制系統(tǒng)獲取所述圖像中各細胞的細胞核細胞質(zhì)的面積比K，并比較所述面積比K和預設的面積比范圍，根據(jù)比較結果檢查出疑似癌變細胞。
5.如權利要求4所述的基于尿液的早期膀胱癌檢查系統(tǒng)，其特征在于，所述三維運動平臺包括相互垂直并均由動力部件驅動的X軸、Y軸及Z軸，所述Z軸豎直并設于所述X軸，所述Y軸上固定有用于定位所述病理玻片的玻片夾具，所述圖像獲取機構固定于所述Z軸且所述顯微鏡頭豎直朝下，各所述動力部件與所述中央控制系統(tǒng)信號連接。
6.如權利要求5所述的基于尿液的膀胱癌檢查系統(tǒng)，其特征在于，所述動力部件為步進電機，所述X軸、Y軸和Z軸為絲桿。
【文檔編號】G01N21/85GK103776836SQ201210417286
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年10月26日 優(yōu)先權日:2012年10月26日
【發(fā)明者】董濤, 蔡志明, 孫小娟, 吳松, 關弘 申請人:蔡志明, 董濤