图像处理和分析在肿瘤细胞DNA测量中的应用

　　1 引言

　　肿瘤细胞DNA含量测量和倍体分析在国内外肿瘤病理诊断中已得到广泛应用，它对于恶性肿瘤的病理诊断、恶性程度判定、疗效估价、预测预后等具有重要价值。目前主要采用流式细胞术(FCM)和图像细胞光度术(ICM)进行这项测量。由于ICM不仅能对组织细胞切片上极少量的细胞核作DNA含量测量和倍体分析，且同时可以测量对诊断和预后判断都极具价值的细胞核的某些形态参数，因此目前普遍认为IcM对肿瘤细胞DNA的测量更具实际意义。

　　ICM是一种用来测定细胞经染色后的光密度的专门技术。能进行图像细胞光度测量的仪器称为图像细胞光度计，是一种高精度的光密度定量仪器，其核心技术之一是数字图像处理和分析技术。

　　本文在进行CDAS一I型肿瘤细胞DNA分析系统研制工作的基础上，深人探讨图像细胞光密度测量以及图像分析技术在其中的应用。

　　2肿瘤细胞ONA测量原理

　　肿瘤细胞DNA测量是一种细胞光密度测量。它主要定量测定细胞或组织化学反应后最终反应产物的量，并以标准物作对照，得出定量测量结果。细胞光度测量从原理上可以诸多光学现象的任何一种作为基础，最常用的方法是吸收光度测量，这同时也是ICM所采用的方法。吸收光度测量取决于嗜色物质所吸收的光线比例与所在的嗜色物质数量之间的关系。吸收物质的透光率T可用透射光强I:和人射光强I。之比表示，而光密度OD则为其倒数的对数，即:

　　吸收光度的光密度测量必须符合Beer一Lambert定律。该定律阐明，单色光对均一吸收物质的光密度与光线所通过的该吸光物质的量成比例，即:

　　式中:

　　k为吸光物质的特性(吸收性);

　　c为浓度;

　　l为光线穿过的光程长。

　　图像细胞光度术作光密度测量时，其图像的基本单位是像素。每个像素的光密度可描述为函数n(x，y)，其中x，y为像素的坐标。由Beer-Lambert定律可得:

　　式中:

　　L为人射光强，通常是在玻片空白处所测得的透射光强;

　　I，为出射光强，是透过组织切片的光强;

　　c为在给定波长及吸收物质下的消光系数，单位:林m沛g;

　　m为在图像视野中每个像素点面积中所含吸收物质的质量;

　　a为像素点的面积，单位脚nZ;

　　入，b为具有b范围的特定选择波长。

　　由此可以计算出一个待测对象的质量总和，即:

　　对于一特定系统和染色过程来说，a/s。、可视为一实验常数，即本次测量的定标系数;M为待测对象的质量，IcM以此作为定量参数;艺艺n(x，y)为待测对象的积分光密度。