基于顯微圖像處理的細(xì)胞活性研究.pdf

1、在制藥領(lǐng)域，新藥的藥效學(xué)研究是其中一個重要的方面。它主要是指對藥物作用的觀測和作用機(jī)理的探討。藥效學(xué)主要是在動物、離體臟器、細(xì)胞或者分子水平考察藥物的作用。在細(xì)胞水平，細(xì)胞被病毒感染后，通過觀察施加藥物后細(xì)胞活性的變化規(guī)律，可以了解這些藥物的作用機(jī)理及作用效果，從而為臨床治療時藥物的施加時間和施加劑量提供參考。進(jìn)而輔助醫(yī)學(xué)研究逐步從定性研究轉(zhuǎn)化為定量研究。對于藥效學(xué)的研究，一般采用群體統(tǒng)計的方法來研究。群體統(tǒng)計的方法雖然比較好的反映了整

2、體的效果，但是它不能區(qū)分特定的細(xì)胞。分類的統(tǒng)計方法可以針對性的對各類細(xì)胞的藥效進(jìn)行分析。為了獲取細(xì)胞的活性并且對細(xì)胞進(jìn)行分類研究，本文主要進(jìn)行了細(xì)胞跟蹤方法研究、細(xì)胞活性獲取和分類方法研究以及基于細(xì)胞形態(tài)學(xué)的細(xì)胞活性評價標(biāo)準(zhǔn)研究這三方面內(nèi)容。
　　 在細(xì)胞跟蹤方法研究方面，考慮到細(xì)胞之間相對位置較為穩(wěn)定的特點，本文提出并設(shè)計實現(xiàn)了基于鄰域特征相似性的細(xì)胞跟蹤算法。算法主要采用細(xì)胞的鄰域特征對細(xì)胞進(jìn)行跟蹤。為了確定細(xì)胞跟蹤的正確性

3、，算法首先進(jìn)行了雙向跟蹤，然后對雙向跟蹤的序列進(jìn)行匹配性驗證。為了提高跟蹤的正確率，算法在跟蹤過程中不斷的進(jìn)行特征集衍化，然后對未成功跟蹤細(xì)胞進(jìn)行再次跟蹤。在所有20張進(jìn)行跟蹤的細(xì)胞圖中，細(xì)胞最多84個，最少67個，成功跟蹤33個，正確跟蹤32個，跟蹤正確率為97％。結(jié)果表明，本文的算法可以有效的進(jìn)行細(xì)胞跟蹤，并能有效的克服細(xì)胞的移動和變形等問題。
　　 為了進(jìn)行細(xì)胞活性變化研究，本文首先采用綠色熒光圖像的灰度直方圖獲取了背景亮

4、度，然后通過對綠色熒光圖像處理獲取了細(xì)胞的亮度變化規(guī)律，最后通過對細(xì)胞亮度變化規(guī)律進(jìn)行分類獲取了藥物對不同類型細(xì)胞的影響。結(jié)果表明，通過分類，可以更直觀的觀察藥物對各類細(xì)胞活性的影響。
　　 為了給出基于細(xì)胞形態(tài)學(xué)的細(xì)胞活性評價標(biāo)準(zhǔn)，本文首先通過Snake算法獲得細(xì)胞的形態(tài)參數(shù)，然后采用主成分分析法對六個形態(tài)參數(shù)進(jìn)行了化簡，最后采用多元線性回歸分析得出二者之間的關(guān)系。結(jié)果表明，細(xì)胞的形態(tài)參數(shù)可以有效的描述細(xì)胞的活性，為細(xì)胞活性的