LabVIEW使用圖像處理檢測顯微圖像中的白血病

人體最重要的部分是血液，因為它使人活著。它執(zhí)行許多重要功能，例如轉(zhuǎn)移氧氣，二氧化碳，礦物質(zhì)等。血液量不足會極大地影響新陳代謝，如果不及早治療，這可能是非常危險的。常見的血液疾病之一是白血病。白血病是兒童中常見的癌癥類型。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。一般來說，細(xì)胞會隨著身體的需要而生長和繁殖以形成新的細(xì)胞。當(dāng)細(xì)胞變老時，它們會死亡，新細(xì)胞取而代之。有時，此循環(huán)無法正常工作。在癌癥中，當(dāng)身體不需要新細(xì)胞時會形成新細(xì)胞，而舊細(xì)胞不會在應(yīng)亡時死亡。

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)一個人患有白血病時，骨髓不能正常工作。骨髓產(chǎn)生異常的未成熟細(xì)胞，稱為白血病細(xì)胞。白血病細(xì)胞大多被稱為“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)胞來攜帶氧氣，孩子可能會出現(xiàn)貧血，并感到非常疲倦。如果沒有產(chǎn)生足夠的血小板，血液將無法正常凝結(jié)，患者可能容易出血。當(dāng)白細(xì)胞不夠豐富時，身體無法抵抗細(xì)菌，并且該人可能會經(jīng)常感染。白血病可以是急性或慢性類型。

白血病的診斷通常遵循常規(guī)血液檢查，導(dǎo)致血細(xì)胞計數(shù)異常。一旦懷疑患有白血病，醫(yī)生可能會采集骨髓和血液樣本來檢查細(xì)胞形狀。樣本也被送到病理學(xué)實(shí)驗室，以識別位于表面和染色體上的蛋白質(zhì)和變化。這些信息對于個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，以及一個人過去遇到的問題。一個人的病史也有助于診斷白血病。

2.????全血細(xì)胞計數(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)測試需要血液或骨髓來幫助識別單個染色體。它顯示染色體異常，有助于診斷和識別白血病的類型。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)胞類型。

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

用于開發(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)灰度圖像的對比度。

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

步驟5：計算平均值和標(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：要刪除小像素組，使用形態(tài)侵蝕。

步驟8：應(yīng)用索貝爾邊緣檢測器。

步驟9：計算幾何要素，例如分割像元的面積和周長。

步驟10：根據(jù)上述步驟中提取的特征，將細(xì)胞分類為原始細(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)計參數(shù)完成增強(qiáng)圖像的核分割。在結(jié)果中，將計算幾何要素，例如每個像元的面積和周長。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)行特征提取以檢測白血病。細(xì)胞核的形狀特征，如面積、周長等。考慮提高檢測準(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，因為該算法對輸入圖像變化的敏感性較低。

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