+

RU2763667C1 - Device for morphological analysis of blood smears - Google Patents

Device for morphological analysis of blood smears Download PDF

Info

Publication number
RU2763667C1
RU2763667C1 RU2021125132A RU2021125132A RU2763667C1 RU 2763667 C1 RU2763667 C1 RU 2763667C1 RU 2021125132 A RU2021125132 A RU 2021125132A RU 2021125132 A RU2021125132 A RU 2021125132A RU 2763667 C1 RU2763667 C1 RU 2763667C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
blood
controller
color
stage
camera
Prior art date
Application number
RU2021125132A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Станислав Владимирович Березовский
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Медика Продакт"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Медика Продакт" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Медика Продакт"
Priority to RU2021125132A priority Critical patent/RU2763667C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2763667C1 publication Critical patent/RU2763667C1/en
Priority to PCT/RU2022/050250 priority patent/WO2023027610A1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/483Physical analysis of biological material
    • G01N33/487Physical analysis of biological material of liquid biological material
    • G01N33/49Blood
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00Microscopes
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00Microscopes
    • G02B21/36Microscopes arranged for photographic purposes or projection purposes or digital imaging or video purposes including associated control and data processing arrangements

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Ecology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)

Abstract

FIELD: medical technology.
SUBSTANCE: invention relates to the field of medical technology and can be used for the classification of blood cells, morphological assessment of blood cells and their count. The device for morphological analysis of blood smears consists of an optical microscope with a trinocular attachment, an automated stage and a focusing drive, a digital camera and a computer controller with software. The controller is configured to calibrate the digital camera settings in two stages. At the first stage, the controller adjusts the camera in the area of ​​pure light; at the second stage, it aligns the color of the blood cells of the smear under study. The digital camera is made with the ability to automatically calibrate its settings before each scan of blood cell images for a series of blood smears under study, depending on their color. The focusing drive of the optical microscope is configured to move the stage in accordance with the control signals of the controller.
EFFECT: increasing the accuracy, reliability and speed of morphological analysis of a series of investigated blood smears due to automatic calibration of the chamber in order to standardize the color of cells in blood smears with different colors.
1cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области медицинской техники и может использоваться для классификации клеток крови, морфологической оценки клеток крови и их подсчета. The invention relates to the field of medical technology and can be used for classifying blood cells, morphological evaluation of blood cells and their counting.

Для выполнения исследования кровь помещают на предметное стекло, высушивают, окрашивают специальным красителем и готовят мазок крови. Однако цвет клеток различных мазков крови зависит как от способа приготовления, так и от клеточного состава, также как и средний фон поля зрения зависит от толщины стекла и количества используемой краски. To perform the study, the blood is placed on a glass slide, dried, stained with a special dye and a blood smear is prepared. However, the cell color of various blood smears depends both on the method of preparation and on the cellular composition, just as the average background of the visual field depends on the thickness of the glass and the amount of dye used.

Традиционно оценку мазка крови проводят с использованием микроскопа в «ручном» режиме, при этом врачу лабораторной диагностики приходится постоянно перемещать столик микроскопа. Traditionally, the evaluation of a blood smear is carried out using a microscope in a "manual" mode, while the doctor of laboratory diagnostics has to constantly move the microscope stage.

Известно устройство для анализа состава крови, содержащее оптический микроскоп, снабженный механизированным предметным столиком (на котором помещен сухой окрашенный мазок крови) с механизмами перемещения в его плоскости и механизмом фокусировки, выполненными на основе шаговых двигателей, последовательно соединенную с оптическим микроскопом цветную телевизионную камеру, блок управления шаговыми двигателями и систему функциональных блоков, включающую аналого-цифровой преобразователь, блок кодирования видеосигнала, временное запоминающее устройство, микрокомпьютер и цифро-аналоговый преобразователь (RU 2122733, опубл. 27.11.1998 г.). A device for analyzing blood composition is known, containing an optical microscope equipped with a mechanized object table (on which a dry stained blood smear is placed) with mechanisms for moving in its plane and a focusing mechanism made on the basis of stepper motors, a color television camera connected in series with the optical microscope, a block control of stepper motors and a system of functional blocks, including an analog-to-digital converter, a video signal encoding unit, a temporary storage device, a microcomputer and a digital-to-analog converter (RU 2122733, publ. 27.11.1998).

Однако, такое устройство сложно и неудобно в эксплуатации, не автоматизировано и содержит ряд отдельных функциональных блоков, требующих самостоятельных ручных настроек, и не обеспечивает высокую информативность клеточного состава крови.However, such a device is difficult and inconvenient to operate, is not automated and contains a number of separate functional blocks that require independent manual settings, and does not provide high information content of the cellular composition of the blood.

Наиболее близким к заявленному является устройство для анализа состава крови, содержащее биологический оптический микроскоп с тринокулярной насадкой и автоматизированным предметным столиком с механизмами сканирования и фокусировки, выполненными на основе соединенных с блоком управления шаговых двигателей, установленное на тринокулярной насадке устройство формирования цветных изображений и соединенный с ним и с блоком управления персональный компьютер, устройство формирования цветных изображений выполнено в виде цифровой видеокамеры, соединенной с установленной в персональном компьютере интерфейсной платой оцифровки и ввода изображений, а блок управления выполнен в виде установленной в персональном компьютере интерфейсной платы управления шаговыми двигателями (RU 32279, опубл.10.09.2003 г.). Closest to the claimed is a device for analyzing blood composition, containing a biological optical microscope with a trinocular nozzle and an automated object stage with scanning and focusing mechanisms made on the basis of stepper motors connected to the control unit, a color imaging device installed on the trinocular nozzle and connected to it and with a personal computer control unit, the color imaging device is made in the form of a digital video camera connected to the interface board for digitization and image input installed in the personal computer, and the control unit is made in the form of an interface board for controlling stepper motors installed in the personal computer (RU 32279, publ. .10.09.2003).

Данное устройство работает следующим образом: приготовленный окрашенный мазок крови в виде монослоя помещают на подвижную часть автоматизированного предметного столика, поле зрения мазка вводится в память персонального компьютера в виде серии цифровых кадров, в каждом сохраненном кадре выделяются (сегментируются) клетки всех типов и их внутриклеточные структуры, подсчитывается количество выделенных клеток каждого типа (эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов), определяется их соотношение, измеряются выделенные объекты с возможностью воспроизведения формы объекта с заданной точностью, проводится классификация изображений клеток эритроцитов и лейкоцитов, выделяются нормальные и патологические формы эритроцитов и подсчитывается их соотношение, определяется лейкоцитарная формула. This device works as follows: the prepared stained blood smear in the form of a monolayer is placed on the movable part of the automated object table, the field of view of the smear is entered into the memory of a personal computer in the form of a series of digital frames, cells of all types and their intracellular structures are isolated (segmented) in each saved frame , the number of selected cells of each type (erythrocytes, leukocytes, platelets) is counted, their ratio is determined, the selected objects are measured with the ability to reproduce the shape of the object with a given accuracy, the images of erythrocyte and leukocyte cells are classified, normal and pathological forms of erythrocytes are distinguished and their ratio is calculated, the leukocyte formula is determined.

Однако это известное устройство не позволяет осуществить калибровку настроек цифровой камеры под различные окраски мазков крови и, соответственно, получить достоверные результаты морфологического анализа при сканировании серии мазков крови разной окраски.However, this known device does not allow to calibrate the settings of a digital camera for different colors of blood smears and, accordingly, to obtain reliable results of morphological analysis when scanning a series of blood smears of different colors.

Технический результат — повышение точности, достоверности и скорости морфологического анализа серии исследуемых мазков крови за счет автоматической калибровки камеры с целью стандартизации цвета клеток мазков крови с разной окраской. EFFECT: improved accuracy, reliability and speed of morphological analysis of a series of blood smears under study due to automatic camera calibration in order to standardize the color of blood smear cells with different colors.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для морфологического анализа мазков крови, состоящем из оптического микроскопа с тринокулярной насадкой, автоматизированным предметным столиком и приводом фокусировки, цифровой камеры и контроллера ЭВМ с программным обеспечением, согласно изобретению, контроллер выполнен с возможностью калибровки настроек цифровой камеры в два этапа, при этом на первом этапе контроллер осуществляет настройку камеры в области чистого света, на втором этапе осуществляет выравнивание цвета клеток крови исследуемого мазка, при этом цифровая камера выполнена с возможностью автоматической калибровки ее настроек перед каждым сканированием изображений клеток крови для серии исследуемых мазков крови в зависимости от их окраски, а привод фокусировки оптического микроскопа выполнен с возможностью перемещения предметного столика в соответствии с управляющими сигналами контроллера.The technical result is achieved by the fact that in a device for morphological analysis of blood smears, consisting of an optical microscope with a trinocular attachment, an automated object stage and a focus drive, a digital camera and a computer controller with software, according to the invention, the controller is configured to calibrate the settings of the digital camera in two stages, at the same time, at the first stage, the controller adjusts the camera in the area of pure light, at the second stage, it aligns the color of the blood cells of the studied smear, while the digital camera is configured to automatically calibrate its settings before each scanning of blood cell images for a series of blood smears under study depending on their color, and the focusing drive of the optical microscope is made with the possibility of moving the object stage in accordance with the control signals of the controller.

Выполнение контроллера с возможностью калибровки настроек цифровой камеры в два этапа, при этом на первом этапе контроллер осуществляет настройку камеры в области чистого света, на втором этапе осуществляет выравнивание цвета клеток крови исследуемого мазка, а также выполнение цифровой камеры с возможностью автоматической калибровки ее настроек перед каждым сканированием изображений клеток крови для серии исследуемых мазков крови в зависимости от их окраски, при выполнении привода фокусировки оптического микроскопа с возможностью перемещения предметного столика в соответствии с управляющими сигналами контроллера позволяет в реальном времени определять средний фон изображения поля зрения и средний цвет клеток и приближать их к «эталонным» значениям в независимости от окраски мазков крови, т.к. средний фон и средний цвет клеток будет единым для мазка крови, приготовленным любыми известными способами. Execution of the controller with the ability to calibrate the settings of the digital camera in two stages, while at the first stage the controller adjusts the camera in the area of pure light, at the second stage it aligns the color of the blood cells of the studied smear, as well as the execution of the digital camera with the possibility of automatically calibrating its settings before each scanning images of blood cells for a series of blood smears under study, depending on their color, when the focusing drive of the optical microscope is performed with the possibility of moving the object stage in accordance with the control signals of the controller, it allows in real time to determine the average background of the image of the field of view and the average color of the cells and bring them closer to "reference" values, regardless of the color of blood smears, because the average background and the average color of the cells will be the same for a blood smear, prepared by any known methods.

Так как эталонные значения параметров заданы программой перед сканированием, то цвета картинки можно персонализировать под каждого врача. Since the reference values of the parameters are set by the program before scanning, the colors of the picture can be personalized for each doctor.

Устройство позволяет регулировать настройки камеры перед каждым новым сканированием таким образом, чтобы цвет клеток и фона на каждом мазке из серии был постоянным и приближался к эталонным значениям.The device allows you to adjust the camera settings before each new scan so that the color of the cells and the background on each smear from the series is constant and approaches the reference values.

Автоматизация процесса настройки камеры микроскопа, исключение человеческого фактора и ошибок при ручной настройке позволяет быстро, точно и достоверно классифицировать клетки крови не зависимо от окраски мазка.Automation of the process of setting up the microscope camera, eliminating the human factor and errors during manual adjustment allows you to quickly, accurately and reliably classify blood cells, regardless of the color of the smear.

Устройство для анализа мазков крови с автоматической калибровкой камеры под различные условия окраски мазков более эффективно по сравнению с известными аналогичными устройствами благодаря функции калибровки камеры для стандартизации цвета клеток мазков крови независимо от условий окраски мазков, при этом позволяет сканировать серии мазков крови без настройки освещения вручную перед каждым отдельным мазком крови и получать более точную классификацию клеток и высокую скорость работы. Оно удобно в эксплуатации и может широко использоваться для общего анализа крови в диагностических центрах и лабораториях.A blood smear analysis device with automatic camera calibration for various smear staining conditions is more efficient than known similar devices due to the camera calibration function for standardizing the color of blood smear cells regardless of smear staining conditions, while allowing you to scan a series of blood smears without manually adjusting the lighting before every single blood smear and get more accurate cell classification and high speed. It is convenient to operate and can be widely used for complete blood count in diagnostic centers and laboratories.

Изобретение проиллюстрировано следующими фигурами.The invention is illustrated by the following figures.

На фиг. 1 схематично изображено заявляемое устройство.In FIG. 1 schematically shows the claimed device.

На фиг. 2 показано как выглядят расфокусированное и сфокусированное изображения клетки крови.In FIG. 2 shows what the defocused and focused images of a blood cell look like.

На фиг. 3 изображен тринокулярный микроскоп с предметным столиком, который может перемещаться в пространстве по координатам X, Y, Z.In FIG. 3 shows a trinocular microscope with an object stage that can move in space along the X, Y, Z coordinates.

На фиг. 4 — изображения на мониторе ЭВМ, где а) — изображение с камеры; б) — слой эритроцитов; в) — слой без эритроцитов.In FIG. 4 - images on the computer monitor, where a) - image from the camera; b) - a layer of erythrocytes; c) — layer without erythrocytes.

Заявляемое устройство содержит:The claimed device contains:

1 — тринокулярный микроскоп;1 - trinocular microscope;

2 — цифровая камера;2 - digital camera;

3 — привод фокусировки по координате Z;3 - focusing drive along the Z coordinate;

4 — блок управления предметным столиком по координатам X, Y;4 — block for controlling the object table along the X, Y coordinates;

5 — контроллер ЭВМ с программным обеспечением;5 - computer controller with software;

6 — монитор ЭВМ;6 - computer monitor;

7 — предметный столик микроскопа 2.7 — microscope stage 2.

Принцип работы устройства состоит в следующем. The principle of operation of the device is as follows.

Программное обеспечение контроллера 5 ЭВМ задает контрольные (эталонные) значения следующих параметров: The software of the controller 5 of the computer sets the control (reference) values of the following parameters:

- значение необходимого среднего цвета изображения в области чистого света:- the value of the required average color of the image in the area of pure light:

Figure 00000001
;
Figure 00000001
;

- значение необходимого среднего цвета изображения перед коррекцией фона:- the value of the required average color of the image before background correction:

Figure 00000002
;
Figure 00000002
;

(Средний цвет изображения — сумма всех значений интенсивности потоков каждого пикселя, поделённая на количество пикселей.)(The average color of an image is the sum of all flux intensity values for each pixel, divided by the number of pixels.)

- минимальные и максимальные значения среднего фона изображения:- minimum and maximum values of the average image background:

Figure 00000003
;
Figure 00000003
;

(Средний фон изображения — средний цвет изображения, на котором предварительно убраны все клетки крови.)(Medium image background is the average color of the image, in which all blood cells have been previously removed.)

- минимальные и максимальные значения оптической плотности эритроцитов:- minimum and maximum values of the optical density of erythrocytes:

Figure 00000004
.
Figure 00000004
.

(Оптическая плотность — мера непрозрачности слоя вещества для световых лучей).(Optical density is a measure of the opacity of a layer of matter to light rays).

Перед началом сканирования предметное стекло с мазком крови (не показано) размещают на предметном столике 7. Before the start of scanning, a slide with a blood smear (not shown) is placed on the stage 7.

Далее запускается сканер цифровой камеры 2, и начинается процесс сканирования мазков крови на предметном столике 7. Привод 3 по заданной программе контроллера 5 осуществляет фокусировку изображения по координате Z в тонкой части мазка (фиг. 2).Next, the scanner of the digital camera 2 is launched, and the process of scanning blood smears on the stage 7 begins. The drive 3, according to the given program of the controller 5, focuses the image along the Z coordinate in the thin part of the smear (Fig. 2).

Далее контроллер 5 выполняет первый этап, так называемую «автокалибровку в области чистого света». Данный этап выполняется на первом из серии мазков для настройки правильного освещения и выравнивания фона. Next, the controller 5 performs the first step, the so-called "pure light auto-calibration". This stage is performed on the first of a series of strokes to set the right lighting and background alignment.

Контроллер 5 запоминает текущую позицию предметного столика 7, т.е. координаты

Figure 00000005
. После этого столик 7 перемещается с помощью блока управления 4 в область чистого света, не меняя положение по оси
Figure 00000006
(положение сфокусированного изображения). Область чистого света — такое положение столика 7 микроскопа 1, в котором нет препятствия между объективом и осветителем, в частности стекла с мазком крови.The controller 5 remembers the current position of the stage 7, i.e. coordinates
Figure 00000005
. After that, the table 7 moves with the help of the control unit 4 to the area of pure light, without changing the position along the axis
Figure 00000006
(position of the focused image). The area of pure light is the position of the stage 7 of the microscope 1, in which there is no obstacle between the lens and the illuminator, in particular glass with a blood smear.

Далее контроллер 5 регулирует значение экспозиции камеры 2.Next, controller 5 adjusts the exposure value of camera 2.

Понятие «экспозиция» характеризует количество света, попавшее на светочувствительный материал матрицы камеры в течение определенного времени. Повышение экспозиции повышает значения среднего цвета, среднего фона изображения и наоборот, уменьшение значения экспозиции камеры уменьшает значения этих показателей изображения.The concept of "exposure" characterizes the amount of light that hit the photosensitive material of the camera matrix during a certain time. Increasing the exposure increases the values of the average color, the average background of the image and vice versa, decreasing the exposure value of the camera decreases the values of these image indicators.

При этом начальное значение экспозиции

Figure 00000007
установлено программой контроллера 5 в зависимости от выставленного перед сканированием значения
Figure 00000008
, а именно 10 % от этого значения
Figure 00000009
. При этом оно не должно быть меньше минимального значения допустимого камерой -
Figure 00000010
и не больше достаточно маленького фиксированной числа -
Figure 00000011
.In this case, the initial exposure value
Figure 00000007
set by the controller program 5 depending on the value set before scanning
Figure 00000008
, namely 10% of this value
Figure 00000009
. At the same time, it should not be less than the minimum value allowed by the camera -
Figure 00000010
and at most a small enough fixed number -
Figure 00000011
.

Далее контроллер 5 увеличивает экспозицию на камере 2 с шагом 20 % от текущего значения

Figure 00000012
, но не более достаточно маленького фиксированной величины
Figure 00000013
и не менее минимального значения допустимого камерой 2 (
Figure 00000014
) до тех пор, пока средний цвет изображения
Figure 00000015
с камеры 2 не превысит значение необходимого среднего цвета изображения в области чистого света (150): Next, controller 5 increases the exposure on camera 2 in steps of 20% of the current value
Figure 00000012
, but no more than a sufficiently small fixed value
Figure 00000013
and not less than the minimum value allowed by camera 2 (
Figure 00000014
) until the average color of the image
Figure 00000015
from camera 2 will not exceed the value of the required average color of the image in the area of pure light (150):

Figure 00000016
Figure 00000016

Figure 00000017
, где
Figure 00000017
, where

Figure 00000018
— интенсивность красного потока пикселя под номером
Figure 00000019
;
Figure 00000018
is the intensity of the red flux of the pixel under the number
Figure 00000019
;

Figure 00000020
— интенсивность зеленого потока пикселя под номером
Figure 00000019
;
Figure 00000020
is the intensity of the green flux of the pixel under the number
Figure 00000019
;

Figure 00000021
— интенсивность синего потока пикселя под номером
Figure 00000019
;
Figure 00000021
is the intensity of the blue flux of the pixel under the number
Figure 00000019
;

Figure 00000022
— количество пикселей на изображении.
Figure 00000022
is the number of pixels in the image.

После этого контроллер 5 выполняет автоматический баланс белого. Под балансом белого понимается процесс компенсации цветовых потерь при регистрации света матрицей в соответствие с заранее заданной цветовой температурой. Из этого следует, что баланс белого призван сохранять естественные цвета на изображении программным способом, чтобы компенсировать несовершенство матриц. Нейтральный цвет в представлении камеры — цвет, не обладающий никакими оттенками: белый, серый. Взяв такой цвет за точку отсчета, камера сможет и остальные цвета представить на изображении достоверно.After that, the controller 5 performs automatic white balance. White balance refers to the process of compensating for color losses when light is detected by a matrix in accordance with a predetermined color temperature. It follows from this that the white balance is designed to preserve natural colors in the image programmatically in order to compensate for the imperfection of the matrices. A neutral color in the camera view is a color that does not have any shades: white, gray. Taking this color as a reference point, the camera will be able to accurately represent the rest of the colors in the image.

Контроллер 5 увеличивает экспозицию на камере 2 c минимальным шагом, составляющем 20 % от текущей, но не менее минимально возможной экспозиции и не более 1:Controller 5 increases the exposure on camera 2 with a minimum step of 20% of the current one, but no less than the minimum possible exposure and no more than 1:

Figure 00000023
Figure 00000023

до тех пор, пока средний цвет изображения

Figure 00000024
с камеры не превысит значение необходимого среднего цвета изображения перед коррекцией фона (200):until the average color of the image
Figure 00000024
from the camera will not exceed the value of the required average image color before background correction (200):

Figure 00000025
Figure 00000025

Далее контроллер 5 выполняет коррекцию фона. Коррекция фона — метод корректировки неоднородной освещенности изображения с камеры путем деления на опорное.Next, the controller 5 performs background correction. Background correction is a method of correcting the non-uniform illumination of the image from the camera by dividing it by the reference one.

Для этого контроллер 5 уменьшает экспозицию на камере 5 c минимальным шагом 20 % от текущей, но не менее минимально возможной экспозиции камеры и не более 1: To do this, controller 5 reduces the exposure on camera 5 with a minimum step of 20% from the current one, but not less than the minimum possible exposure of the camera and not more than 1:

Figure 00000023
Figure 00000023

до тех пор, пока средний цвет изображения

Figure 00000026
с камеры максимально не приблизится к значению 245:until the average color of the image
Figure 00000026
from the camera will not approach the value of 245 as much as possible:

Figure 00000027
Figure 00000027

По сигналу контроллера 5 привод фокусировки 3 и блок управления 4 возвращают столик 7 в исходную позицию

Figure 00000005
, и камера 2 фокусируется на изображении.At the signal of the controller 5, the focus drive 3 and the control unit 4 return the table 7 to its original position
Figure 00000005
, and camera 2 focuses on the image.

Далее контроллер 5 выполняет второй этап сканирования, так называемое «выравнивание цвета клеток». На данном этапе регулируя гамму цифровой камеры 2 цвет клеток приводится к стандартному розовому.Next, the controller 5 performs the second stage of scanning, the so-called "cell color equalization". At this stage, by adjusting the gamma of the digital camera 2, the color of the cells is brought to the standard pink.

Второй этап повторяется перед сканированием каждого нового мазка крови, при этом контроллер 5 увеличивает или уменьшает экспозицию с шагом 1:The second step is repeated before each new blood smear is scanned, with controller 5 increasing or decreasing the exposure in increments of 1:

Figure 00000028
,
Figure 00000028
,

пока средний фон изображения не попадет в заданный необходимый диапазон минимального и максимального значений среднего фона изображения:until the average background of the image falls within the required range of minimum and maximum values of the average background of the image:

Figure 00000029
.
Figure 00000029
.

Камера 2 по сигналу контроллера 5 делает снимок поля зрения -

Figure 00000015
. и формирует новые изображения: из слоя, на котором только одни эритроциты, без фона -
Figure 00000030
и из слоя, на котором только фон, без эритроцитов —
Figure 00000031
(фиг. 4).Camera 2, at the signal of controller 5, takes a picture of the field of view -
Figure 00000015
. and forms new images: from a layer on which there are only erythrocytes, without a background -
Figure 00000030
and from the layer on which there is only a background, without erythrocytes -
Figure 00000031
(Fig. 4).

Расчет оптической плотности эритроцитов осуществляется по формуле:The calculation of the optical density of erythrocytes is carried out according to the formula:

Figure 00000032
Figure 00000032

Далее контроллер 5 изменяет гамму камеры 2 с шагом 0,2 Next, controller 5 changes the gamma of camera 2 in steps of 0.2

(

Figure 00000033
) таким образом, чтобы оптическая плотность эритроцитов приблизилась к заданному диапазону допустимых значений:(
Figure 00000033
) so that the optical density of erythrocytes approaches the specified range of acceptable values:

Figure 00000034
Figure 00000034

После этого экспозиция увеличивается или уменьшается с шагом 1: After that, the exposure increases or decreases in steps of 1:

Figure 00000028
,
Figure 00000028
,

пока средний фон изображения максимально не приблизится к середине минимального и максимального значений среднего фона изображения:until the average background of the image is as close as possible to the middle of the minimum and maximum values of the average background of the image:

Figure 00000035
Figure 00000035

Контроллер 5 производит коррекцию гаммы камеры 2 с изменением экспозиции до тех пор, пока оптическая плотность эритроцитов не попадет в заданный диапазон допустимых значений:Controller 5 corrects the gamma of camera 2 with a change in exposure until the optical density of erythrocytes falls within the specified range of acceptable values:

Figure 00000036
Figure 00000036

Гамма определяет отношение между численным значением пикселя и его действительной светимостью. Коррекция гаммы — это предыскажения яркости чёрно-белого или цветоделённых составляющих цветного изображения.Gamma defines the relationship between the numerical value of a pixel and its actual luminosity. Gamma correction is a pre-correction of the brightness of the black-and-white or color-separated components of a color image.

После проделанных манипуляций на первом и втором этапах сканирования средний фон и средний цвет клеток станет единым для мазков, приготовленных любыми известными способами. After the performed manipulations at the first and second stages of scanning, the average background and the average color of the cells will become the same for smears prepared by any known methods.

Так как необходимые параметры заранее задаются перед сканированием программой контроллера 5, то цвета изображений возможно персонализировать для конкретного врача. А автоматизация процесса настройки системы микроскопии и исключение человеческого фактора при ручной настройке устройства позволяет быстро, точно и достоверно классифицировать клетки крови не зависимо от окраски мазка.Since the necessary parameters are pre-set before scanning by the program of the controller 5, the colors of the images can be personalized for a particular doctor. And the automation of the process of setting up the microscopy system and the exclusion of the human factor when manually setting the device allows you to quickly, accurately and reliably classify blood cells, regardless of the color of the smear.

Далее появляется возможность осуществить заключительный этап — морфологический анализ клеток. Для этого захваченное с камеры 2 изображение анализирует классификатор общего анализа крови (ОАК), который все присутствующие на изображении лейкоциты, эритроциты и тромбоциты сохраняет и классифицирует по категориям, затем поле зрения меняется на соседнее.Then it becomes possible to carry out the final stage - morphological analysis of cells. To do this, the image captured from camera 2 is analyzed by the CBC classifier, which stores and classifies all leukocytes, erythrocytes and platelets present in the image, then the field of view changes to the neighboring one.

Третий этап повторяется до тех пор, пока не будет найдено необходимое для анализа количество клеток. По завершению сканирования мазка крови результаты будут сохранены в базе данных ЭВМ, и доступны для просмотра врачом на мониторе 6. The third stage is repeated until the number of cells required for analysis is found. Upon completion of the blood smear scan, the results will be stored in the computer database and are available for viewing by the doctor on monitor 6.

При необходимости исследования следующих мазков крови контроллер 5 начнет процесс сканирования со второго этапа. При перезапуске сканирование начнется с первого этапа.If further blood smears need to be examined, the controller 5 will start the scanning process from the second step. When restarted, the scan will start from the first step.

Так как необходимые параметры заранее задаются перед сканированием программой контроллера, то цвета изображений возможно персонализировать для конкретного врача. А автоматизация процесса настройки системы микроскопии и исключение человеческого фактора при ручной настройке устройства позволяет быстро, точно и достоверно классифицировать клетки крови не зависимо от окраски мазка.Since the necessary parameters are pre-set before scanning by the controller program, the colors of the images can be personalized for a particular doctor. And the automation of the process of setting up the microscopy system and the exclusion of the human factor when manually setting the device allows you to quickly, accurately and reliably classify blood cells, regardless of the color of the smear.

Устройство для анализа мазков крови с автоматической калибровкой камеры под различные условия окраски мазков более эффективно по сравнению с известными аналогичными устройствами благодаря функции калибровки камеры для стандартизации цвета клеток мазков крови независимо от условий окраски мазков, при этом устройство позволяет сканировать серии мазков крови без настройки освещения вручную перед каждым отдельным мазком крови и получать более точную классификацию клеток и высокую скорость работы. A blood smear analysis device with automatic camera calibration for various smear staining conditions is more efficient than known similar devices due to the camera calibration function for standardizing the color of blood smear cells regardless of smear staining conditions, while the device allows you to scan a series of blood smears without manually adjusting the lighting before each individual blood smear and get more accurate cell classification and high speed.

Оно удобно в эксплуатации и может широко использоваться для общего анализа крови в диагностических центрах и лабораториях.It is convenient to operate and can be widely used for complete blood count in diagnostic centers and laboratories.

Claims (1)

Устройство для морфологического анализа мазков крови, состоящее из оптического микроскопа с тринокулярной насадкой, автоматизированным предметным столиком и приводом фокусировки, цифровой камеры и контроллера ЭВМ с программным обеспечением, отличающееся тем, что контроллер выполнен с возможностью калибровки настроек цифровой камеры в два этапа, при этом на первом этапе контроллер осуществляет настройку камеры в области чистого света, на втором этапе осуществляет выравнивание цвета клеток крови исследуемого мазка, при этом цифровая камера выполнена с возможностью автоматической калибровки ее настроек перед каждым сканированием изображений клеток крови для серии исследуемых мазков крови в зависимости от их окраски, а привод фокусировки оптического микроскопа выполнен с возможностью перемещения предметного столика в соответствии с управляющими сигналами контроллера. A device for morphological analysis of blood smears, consisting of an optical microscope with a trinocular attachment, an automated object stage and a focus drive, a digital camera and a computer controller with software, characterized in that the controller is configured to calibrate the digital camera settings in two stages, while on at the first stage, the controller adjusts the camera in the area of pure light, at the second stage it aligns the color of the blood cells of the studied smear, while the digital camera is configured to automatically calibrate its settings before each scanning of blood cell images for a series of blood smears under study, depending on their color, and the focus drive of the optical microscope is configured to move the object stage in accordance with the control signals of the controller.
RU2021125132A 2021-08-25 2021-08-25 Device for morphological analysis of blood smears RU2763667C1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021125132A RU2763667C1 (en) 2021-08-25 2021-08-25 Device for morphological analysis of blood smears
PCT/RU2022/050250 WO2023027610A1 (en) 2021-08-25 2022-08-16 Device for morphological analysis of blood smears

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021125132A RU2763667C1 (en) 2021-08-25 2021-08-25 Device for morphological analysis of blood smears

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2763667C1 true RU2763667C1 (en) 2021-12-30

Family

ID=80039996

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021125132A RU2763667C1 (en) 2021-08-25 2021-08-25 Device for morphological analysis of blood smears

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2763667C1 (en)
WO (1) WO2023027610A1 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU32279U1 (en) * 2003-05-13 2003-09-10 Боев Сергей Федотович Blood composition analyzer
US20040029213A1 (en) * 2000-06-08 2004-02-12 Callahan Daniel E. Visual-servoing optical microscopy
RU65495U1 (en) * 2007-03-05 2007-08-10 Наталья Владимировна Верденская HARDWARE AND SOFTWARE COMPLEX FOR DETERMINATION OF THE MICROBIAL STATUS
RU2308745C1 (en) * 2006-10-09 2007-10-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский инженерно-физический институт (государственный университет) Method for microscopic examination of a sample which contains micro-objects with heterogeneous zones
US20100157086A1 (en) * 2008-12-15 2010-06-24 Illumina, Inc Dynamic autofocus method and system for assay imager
RU2013142137A (en) * 2013-09-13 2015-03-20 Общество с ограниченной ответственностью "Медика Продакт" METHOD FOR CONTINUOUS AUTO FOCUSING OF AUTOMATIC MICROSCOPY SYSTEM WITH DIGITAL CAMERA
RU2014120835A (en) * 2014-05-22 2015-11-27 Общество с ограниченной ответственностью "Медика Продакт" METHOD FOR AUTOMATIC SETTING OF THE MICROSCOPY SYSTEM FOR PRODUCING A QUALITATIVE IMAGE FOR DIFFERENT COLOR DRUGS
RU2742466C1 (en) * 2018-01-12 2021-02-08 Иллюмина, Инк. Controller switching in real time

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040029213A1 (en) * 2000-06-08 2004-02-12 Callahan Daniel E. Visual-servoing optical microscopy
RU32279U1 (en) * 2003-05-13 2003-09-10 Боев Сергей Федотович Blood composition analyzer
RU2308745C1 (en) * 2006-10-09 2007-10-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский инженерно-физический институт (государственный университет) Method for microscopic examination of a sample which contains micro-objects with heterogeneous zones
RU65495U1 (en) * 2007-03-05 2007-08-10 Наталья Владимировна Верденская HARDWARE AND SOFTWARE COMPLEX FOR DETERMINATION OF THE MICROBIAL STATUS
US20100157086A1 (en) * 2008-12-15 2010-06-24 Illumina, Inc Dynamic autofocus method and system for assay imager
RU2013142137A (en) * 2013-09-13 2015-03-20 Общество с ограниченной ответственностью "Медика Продакт" METHOD FOR CONTINUOUS AUTO FOCUSING OF AUTOMATIC MICROSCOPY SYSTEM WITH DIGITAL CAMERA
RU2014120835A (en) * 2014-05-22 2015-11-27 Общество с ограниченной ответственностью "Медика Продакт" METHOD FOR AUTOMATIC SETTING OF THE MICROSCOPY SYSTEM FOR PRODUCING A QUALITATIVE IMAGE FOR DIFFERENT COLOR DRUGS
RU2742466C1 (en) * 2018-01-12 2021-02-08 Иллюмина, Инк. Controller switching in real time

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023027610A1 (en) 2023-03-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10841503B2 (en) System and method for image acquisition using supervised high quality imaging
CN115032196B (en) A full-scribing high-throughput color pathological imaging analysis instrument and method
CA2460801C (en) Method for quantitative video-microscopy and associated system and computer software program product
ES2542106T3 (en) Method for preparing quantitative videomicroscopy and associated system
CA2830255C (en) Full resolution color imaging of an object
BRPI0610115A2 (en) methods for image analysis based on chromogen separation
JP7661462B2 (en) Microscope system, program, and projection image generating method
GB2318637A (en) Cytological specimen analyser
CN109612992B (en) A rapid scanning method and system for cervical exfoliated cell smear
CN115460386B (en) Method and system for acquiring color image by black-and-white camera
CN112577905A (en) Urine color detection method and analyzer
US20120081546A1 (en) Inspection device
Puech et al. Standardisation of DNA quantitation by image analysis: quality control of instrumentation
US6989864B2 (en) Automatic focusing device for film scanner
RU2763667C1 (en) Device for morphological analysis of blood smears
CN114730548B (en) Method and device for adjusting white balance of spliced screen, electronic equipment and medium
Fermin et al. Colour thresholding and objective quantification in bioimaging
CN109856015B (en) A rapid processing method and system for automatic diagnosis of cancer cells
KR20170038726A (en) Celll imaging device and mehtod therefor
CA1196725A (en) Image measuring system
US12306085B2 (en) Automatic calibration
RU2824324C1 (en) Method for determination of presence of slide on microscope object table having multi-slide configuration
JP7679826B2 (en) Microscope system, imaging method, and imaging device
EP1129337A1 (en) Blood analysis device and method for establishing a serodiagnosis
US20220404258A1 (en) Automatic calibration
点击 这是indexloc提供的php浏览器服务,不要输入任何密码和下载