生物顯微鏡-顯微圖像分析系統(tǒng)及其使用

在形態(tài)特征上，組織與細(xì)胞的有形成分主要有膜結(jié)構(gòu)（包括質(zhì)膜、線粒體膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜、高爾基復(fù)合體膜、核膜等）、顆粒結(jié)構(gòu)（包括線粒體、溶酶體、微體、分泌顆粒等）、纖維結(jié)構(gòu)（包括微管、微絲）。這些點(diǎn)狀、線狀和面狀的組織與細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)的定量問(wèn)題一直困擾著顯微形態(tài)學(xué)的發(fā)展，少數(shù)顯微形態(tài)計(jì)量分析也于二維結(jié)構(gòu)水平，很難客觀反映細(xì)胞本來(lái)的三維結(jié)構(gòu)。

細(xì)胞形態(tài)立體計(jì)量學(xué)可將顯微鏡下所觀察到不同形態(tài)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維數(shù)字化重建，定量地反映出細(xì)胞立體結(jié)構(gòu)的特征。目前，隨著計(jì)算機(jī)圖形圖像分析技術(shù)的飛速發(fā)展，國(guó)內(nèi)外已有許多技術(shù)公司開發(fā)出不同功能的自動(dòng)顯微圖像分析系統(tǒng)。使顯微形態(tài)學(xué)研究進(jìn)入了一個(gè)客觀、、可量化地反映形態(tài)結(jié)構(gòu)變化的階段。

一、顯微圖像分析系統(tǒng)簡(jiǎn)介

生物顯微鏡顯微圖像分析系統(tǒng)主要用客觀而的數(shù)字來(lái)表達(dá)存在于標(biāo)本中的各種信息，可稱為數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)。它已經(jīng)成為一種*的形態(tài)學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)研究工具，并且逐漸展現(xiàn)出巨大的潛力。顯微圖像中包含著極其豐富的內(nèi)容，圖像測(cè)量將會(huì)隨著信息科學(xué)和人工智能曲發(fā)展而日益顯示其重要作用。現(xiàn)代圖像測(cè)量是光學(xué)、電子學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等相互滲透的跨學(xué)科的結(jié)果，涉及廣泛的學(xué)科領(lǐng)域，運(yùn)動(dòng)解剖學(xué)只是其中一個(gè)分支。不同的自動(dòng)顯微圖像分析系統(tǒng)其圖像分析的參數(shù)也不盡相同。較常用的有組織和細(xì)胞的幾何形態(tài)分析，如細(xì)胞的面積、周長(zhǎng)、長(zhǎng)短軸、宜徑、形態(tài)因子和核漿比等；灰度值參數(shù)是分析待測(cè)物質(zhì)顏色深淺的表達(dá)程度。目前，灰度值參數(shù)的測(cè)量可以定性和半定量測(cè)量；密度參數(shù)常用于分析待測(cè)物質(zhì)的陽(yáng)性表達(dá)率、酶標(biāo)記、原位雜交分析等，密度參數(shù)測(cè)量有面積密度（面積百分比）和數(shù)量密度〔數(shù)量百分比）的測(cè)量。熒光定量分析是經(jīng)熒光免疫組化特殊染色后，測(cè)定細(xì)胞的DNA、RNA和蛋白質(zhì)等相對(duì)含量。細(xì)胞或組織經(jīng)熒光標(biāo)記后，可以定量分析鈣離子、洛陽(yáng)體和DNA等的含量。由于標(biāo)記方法的不同，還可做多個(gè)熒光標(biāo)記的分析測(cè)量。

二、生物顯微鏡顯微圖像分析系統(tǒng)的構(gòu)成

顯微圖像分析系統(tǒng)由光學(xué)顯微鏡、攝像機(jī)（或照相機(jī)、圖像掃描器）、圖像處理機(jī)（計(jì)算機(jī)）和顯微圖像分析軟件等組成。組織切片的制備質(zhì)量、光學(xué)顯微鏡產(chǎn)品的質(zhì)量和攝像機(jī)（或照相機(jī)、圖像掃描器）的分辨率與質(zhì)量是關(guān)系生物顯微鏡顯微圖像質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。組織切片一般厚度為5—7μm，光學(xué)顯微鏡的物鏡一般配有平場(chǎng)消色差鏡頭，攝像機(jī)（或照根機(jī)、圖像掃描器）的分辨宰應(yīng)在500萬(wàn)像家以上，顯微圖像分析軟件應(yīng)具有形態(tài)立體計(jì)量學(xué)所需要的參數(shù)設(shè)計(jì)和灰度恒、光密度值、平均光密度值以及積分光密度值等參數(shù)。

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