一種利用計算機鑒定免疫固定電泳m蛋白成份的方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種利用計算機鑒定免疫固定電泳M蛋白成份的方法和系統(tǒng)，具體屬 于臨床鑒別診斷領域。
[0002] 發(fā)明背景
[0003] 隨著計算機技術的不斷發(fā)展，計算機技術在醫(yī)學中的應用也越來越多，其中自動 識別M蛋白成分的檢測是醫(yī)學檢驗中的一個重要組成部分，M蛋白血癥的診治主要依靠實 驗室工作人員根據(jù)區(qū)帶電泳和肉眼觀察免疫固定電泳的圖進行識別和分類。這種工作效率 低，主觀因素多，易造成錯誤的鑒定。目前國內(nèi)外相關學者在這方面很少研宄。它們僅對免 疫印跡法的區(qū)帶進行廣泛的研宄，歐蒙印跡法圖像處理系統(tǒng)就是通過對反應后的試驗膜上 的條帶進行高清拍攝，或者掃描（平板掃描儀）得到一組可以使用標準化判讀軟件，識別判 讀的數(shù)字高清圖片，來實現(xiàn)膜條上的數(shù)字化轉化存儲，繼而識別膜條測定條帶的反應結果， 并自動將結果轉化為可見的圖像報告樣式，實現(xiàn)了免疫印跡法檢測操作的自動化。但這些 都不包含智能綜合分析給出正確臨床鑒別診斷。隨著計算機模式識別技術和人工智能研宄 的不斷發(fā)展，希望計算機能做到與醫(yī)學檢驗專家一樣，快速準確地識別M蛋白的成分并做 出相應的診斷成為一個新課題。
[0004] M蛋白血癥是在血液中出現(xiàn)M蛋白疾病的總稱，又稱異常免疫球蛋白，臨床上 通常分為惡性或，良性的，前者為免疫球蛋白的形成細胞惡性增殖多見于多發(fā)性骨髓瘤 (multiple myeloma，MM),巨球蛋白血癥（macroglobulinemia)及惡性淋巴瘤（malignant lymphoma)都是以M英文字母開頭，及慢性淋巴細胞白血病等，，后者為反應性增殖，屬于 良性，二者基礎疾病完全不同。
[0005] 由于M蛋白分型種類多，血清蛋白電泳及免疫學方法已成為確診M蛋白血癥的重 要手段，其中血清免疫固定電泳是對MM患者血清中的單克隆免疫球蛋白進行分型鑒定具 有高特異性和高靈敏性（參見文獻：崔凡.免疫固定電泳檢查在M蛋白分型鑒定中的應用， 臨床和實驗醫(yī)學雜志.2010, 9 (8) : 587-588)。
[0006] -般免疫固定電泳鑒定M蛋白成份主要由6個組分組成。1.蛋白電泳2.免疫球 蛋白G 3.免疫球蛋白A 4.免疫球蛋M 5.免疫球蛋白K鏈6.免疲球蛋白入鏈，第1組分 為總的血清蛋白成份，第2?4組分為免疫球蛋白G、A、M簡稱"重鏈"，其實免疫球蛋白是 由2條重鏈和2條輕鏈組成的，第5?6組分為輕鏈，共有六個組分的電泳帶組成。正常人 免疫固定電泳中的蛋白電泳只出現(xiàn)清蛋白等5種蛋白成份，不出現(xiàn)M蛋白成份區(qū)帶，且免 疫球蛋白G、A、M及K鏈和λ鏈電泳帶顏色較淺，掃描后一般鋒寬大于鋒高。正常人免疫固 定電泳掃描可以形成六張峰形圖譜，不直觀，也不智能。
[0007] 雖然免疫固定電泳圖譜簡單，但在目前臨床醫(yī)學檢驗中對M蛋白的分型、判斷、識 另IJ，都是人工肉眼觀察，易產(chǎn)生主觀判斷誤差及漏判。
[0008] 目前尚無文獻報道運用電腦掃描模式識別技術，采用計算機智能方法能對血清蛋 白電泳和免疫固定電泳圖譜實現(xiàn)自動識別、分類、綜合分析并給出正確鑒別結果的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的在于提供一種利用計算機鑒定免疫固定電泳M蛋白成份的方法。該 方法同時計算出K和λ鏈的比值，這個比值在以往的傳統(tǒng)免疫固定電泳方法肉眼判斷時 是無法辨別的，因為肉眼不能判斷顏色的確切深淺值，然而K和λ鏈的比值在診斷多發(fā)性 骨髓瘤是很有價值的。這樣我們這個軟件可以同時測定K和λ鏈比值，減少了病人再次 測定K和λ鏈所帶來的麻煩。
[0010] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種利用計算機鑒定免疫固定電泳M蛋白成份的系 統(tǒng)。
[0011] 本發(fā)明的主要技術方案是：
[0012] 首先采用免疫固定泳方法將病人血清樣本電泳后掃描，轉換形成六幅峰狀電泳圖 譜見圖1，為了便于智能化鑒定M蛋白成份，通過按鍵精靈軟件計算機自編程序處理，采用 不同的顏色把六幅電泳圖合并為一張電泳圖并將六張電泳圖掃描轉換成一維數(shù)據(jù)儲存成 EXCEL文檔里，自編軟件包自動識別M蛋白帶，再根據(jù)其它5個不同組分的圖像信息進行綜 合匹配處理，綜合分析后給出正確鑒別結果。
[0013] 具體步驟是把六幅圖像經(jīng)過用按鍵精靈軟件，將六張電泳圖掃描轉換成一維數(shù)據(jù) 儲存成EXCEL文檔，將電泳峰值數(shù)據(jù)標準化糾正，以免不同因素引起偏差干擾，然后根據(jù)正 常人質控品（上海市臨檢中心提供質控血清）的免疫固定電泳六組的一維數(shù)據(jù)的峰高與峰 寬的閾值范圍及顏色深淺來判斷病人血清免疫固定電泳某組分峰值特征是否有意義（見 注解）見圖4,即判斷患有M蛋白血癥是根據(jù)M蛋白在蛋白電泳對應的位置可在α 2至γ 區(qū)形成濃度高的區(qū)帶，從掃描圖中可見基底較窄，高而尖銳的峰，在γ區(qū)蛋白峰高大于 峰寬，在β區(qū)和α2區(qū)也是如此，以此參數(shù)來判斷M蛋白的真?zhèn)?，所以智能判斷首先要?到深色的M蛋白帶（數(shù)值較大）然后再判斷是否蛋白峰高大于峰寬（峰較窄4:1)二者都 符合可以推斷是M蛋白，見流程圖1，2,假如兩者中有一個不符，則判斷M蛋白打個問號，建 議重做，假如兩者都不符合，則報正常。這樣就糾正了由于電泳條件不一致而引起的誤差， 也為判斷M蛋白窄峰實現(xiàn)了標準化的依據(jù)。
[0014] 免疫固定電泳智能化鑒定M蛋白成份的電泳特點見表1
[0015] 表1智能化鑒定免疫固定電泳M蛋白成份電泳特點
[0016]
【主權項】
1. 一種利用計算機鑒定免疫固定電泳M蛋白成份的方法，包括W下步驟： A、 采用免疫固定電泳方法用全自動電泳儀獲得血清樣本的電泳圖譜； B、 掃描儀掃描電泳圖片，輸入計算機； C、 將步驟B的電泳圖掃描轉換成一維數(shù)據(jù)儲存成EXCEL文檔； D、 打開步驟C獲得的EXCEL文檔，獲得免疫固定電泳中蛋白電泳DY，IgG，IgA, IgM，K 型，A型數(shù)據(jù).獲得各條線的參數(shù)，包括；1.峰值坐標、，2.左波谷坐標，3.右波谷坐標，4 波寬是否大于波高峰值，5.各線峰值；K/A比值.如果病人輸出的峰值比標準峰值大，正 常人質控品同時實驗，即根據(jù)各線的標準化處理峰值比較，也就是說經(jīng)過正常蛋白電泳峰 值矯正，得到電泳峰值矯正系數(shù)；y =正常對照樣品各組分電泳峰值除W待測樣品各組分 電泳峰值；若Y<1說明不正常，則該條線的峰還要進一步判斷是否有價值，也就是根據(jù)左波 谷坐標至右波谷坐標的峰寬是否大于峰高，如果峰高大于峰寬4:1，W上二者都符合可W 推斷是M蛋白帶，假如兩者中有一個不符，則判斷M蛋白打個問號，建議重做，假如兩者都不 符合，則報正常；然后進一步按流程鑒定為哪一類型的M蛋白； E、 輸出鑒別結果 根據(jù)判斷M蛋白帶的理論依據(jù)尋找屬于哪一類單克隆免疫球蛋白病，并打印報告包括 K和A鏈的比值。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種利用計算機鑒定免疫固定電泳M蛋白成份的方法，其特 征在于，所述步驟C中，將步驟B的電泳圖掃描轉換成一維數(shù)據(jù)儲存成EXC化文檔，是采用 按鍵精靈軟件內(nèi)部編程語句自編成小精靈軟件，利用由按鍵精靈提供的顏色插件進行圖片 數(shù)據(jù)轉換。
3. -種利用計算機鑒定免疫固定電泳M蛋白成份的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括電泳儀、掃描儀 W及處理器，所述的處理器包括W下模塊： A電泳模塊，用全自動電泳儀獲得血清樣本的凝膠電泳圖； B掃描模塊，用掃描儀掃描步驟A所得電泳圖，輸入計算機； C轉換模塊，在計算機中將步驟B電泳圖掃描轉換成一維數(shù)據(jù)儲存在EXC化文檔里； D鑒別模塊，用計算機軟件打開步驟C獲得的EXC化文檔數(shù)據(jù)，然后進一步按鑒別流程 鑒定為哪一類型的M蛋白并輸出鑒別結果及圖像。
4. 根據(jù)權利要求3所述的一種利用計算機鑒定免疫固定電泳M蛋白成份的系統(tǒng)，其特 征在于，步驟A的設備為SPI陽3000或4000型全自動電泳儀。
5. 根據(jù)權利要求3所述的一種利用計算機鑒定免疫固定電泳M蛋白成份的系統(tǒng)，其特 征在于，步驟B所用的設備為SPI陽4000,或SPI陽3000與Canon KEW36823的組合。
6. -種利用計算機鑒定免疫固定電泳M蛋白成份的設備，由W下設備組成： A電泳儀，用W獲得血清樣本的凝膠電泳圖； B掃描儀，用W掃描步驟A所得電泳圖，輸入計算機； C計算機的處理器，在計算機中將步驟B電泳圖掃描轉換成一維數(shù)據(jù)儲存在EXC化文檔 里；用計算機軟件打開步驟C獲得的EXC化文檔數(shù)據(jù)，然后進一步按鑒別流程鑒定為哪一 類型的M蛋白并輸出鑒別結果及圖像； D打印機，用W智能鑒定結果輸出。
7. 根據(jù)權利要求6所述的一種利用計算機鑒定免疫固定電泳M蛋白成份的設備，其特 征在于，步驟A的電泳儀為SPI陽3000或4000型全自動電泳儀。
8. 根據(jù)權利要求6所述的一種利用計算機鑒定免疫固定電泳M蛋白成份的設備，其特 征在于，步驟B所用的掃描儀為SPI陽4000,或SPI陽3000與Canon KEW36823的組合。
9. 根據(jù)權利要求6所述的一種利用計算機鑒定免疫固定電泳M蛋白成份的設備， 其特征在于，步驟D所用的打印機為HP-Laser Jet P1007激光打印機或EPSON stalls C65serise彩色打印機。
【專利摘要】本發(fā)明屬于臨床鑒別診斷領域，具體涉及一種利用計算機鑒定免疫固定電泳M蛋白成份的方法和系統(tǒng)。本發(fā)明通過采集免疫固定電泳后的樣本圖片經(jīng)電腦掃描后轉換形成六幅峰狀電泳圖譜，采用不同的顏色把六幅電泳圖合并為一張電泳圖，先找到M蛋白帶，再根據(jù)其它5個不同組分的圖像信息進行綜合匹配處理。本發(fā)明采用計算機編程可對免疫固定電泳圖譜中血清蛋白電泳及各組分實現(xiàn)自動識別、分類、綜合分析給出正確鑒別結果。利用計算機鑒定免疫固定電泳M蛋白成份的方法經(jīng)臨床應用準確度96％，統(tǒng)計學上和傳統(tǒng)方法比較無顯著性差異，大大避免了目前傳統(tǒng)方法還在用肉眼判斷免疫固定電泳M蛋白分型的主觀誤差，為臨床實驗室?guī)砹藰O大方便。
【IPC分類】G06F19-10
【公開號】CN104598767
【申請?zhí)枴緾N201510022062
【發(fā)明人】謝松業(yè), 謝婧, 劉慶中, 欒超琦, 黃盛 , 葛永新, 陸元善, 俞華, 丁星, 陳頻
【申請人】上海市第一人民醫(yī)院
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2015年1月16日