基于顯微圖像處理的細胞活性研究.pdf

1、在制藥領域，新藥的藥效學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理的探討。藥效學主要是在動物、離體臟器、細胞或者分子水平考察藥物的作用。在細胞水平，細胞被病毒感染后，通過觀察施加藥物后細胞活性的變化規(guī)律，可以了解這些藥物的作用機理及作用效果，從而為臨床治療時藥物的施加時間和施加劑量提供參考。進而輔助醫(yī)學研究逐步從定性研究轉化為定量研究。對于藥效學的研究，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)分特定的細胞。分類的統(tǒng)計方法可以針對性的對各類細胞的藥效進行分析。為了獲取細胞的活性并且對細胞進行分類研究，本文主要進行了細胞跟蹤方法研究、細胞活性獲取和分類方法研究以及基于細胞形態(tài)學的細胞活性評價標準研究這三方面內容。
　　 在細胞跟蹤方法研究方面，考慮到細胞之間相對位置較為穩(wěn)定的特點，本文提出并設計實現(xiàn)了基于鄰域特征相似性的細胞跟蹤算法。算法主要采用細胞的鄰域特征對細胞進行跟蹤。為了確定細胞跟蹤的正確性

3、，算法首先進行了雙向跟蹤，然后對雙向跟蹤的序列進行匹配性驗證。為了提高跟蹤的正確率，算法在跟蹤過程中不斷的進行特征集衍化，然后對未成功跟蹤細胞進行再次跟蹤。在所有20張進行跟蹤的細胞圖中，細胞最多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％。結果表明，本文的算法可以有效的進行細胞跟蹤，并能有效的克服細胞的移動和變形等問題。
　　 為了進行細胞活性變化研究，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胞的亮度變化規(guī)律，最后通過對細胞亮度變化規(guī)律進行分類獲取了藥物對不同類型細胞的影響。結果表明，通過分類，可以更直觀的觀察藥物對各類細胞活性的影響。
　　 為了給出基于細胞形態(tài)學的細胞活性評價標準，本文首先通過Snake算法獲得細胞的形態(tài)參數(shù)，然后采用主成分分析法對六個形態(tài)參數(shù)進行了化簡，最后采用多元線性回歸分析得出二者之間的關系。結果表明，細胞的形態(tài)參數(shù)可以有效的描述細胞的活性，為細胞活性的