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Definiens图像智能分析软件应用实例

省部重点实验室

2013/12/20

生命科学仪器综合讨论

分子成像和基于细胞的检测可以对临床前的疗效研究给出非常重要的提示。组织样本和非侵入性成像可以对疾病及其前景提供极其重要的预测。

生命科学中多达70%的数据是图像格式的并且这个数字不断上涨。实验室的高通量图像采集设备每天正产生成千上万的图片。

现在，图像的分析主要是医疗领域的专家依靠他们多年的经验完成的，这种手动的过程非常慢，而且带有主观性。

为整个企业作自动图像分析解决方案，并且实验室实验台和病床之间联系的需求加大，然而，尽管进行了数十年的研发，自动图像分析解决方案已经远远落后于他们当初承诺的那样。

Definiens Cognition Network Technology是由扫描隧道显微镜和原子力显微镜的发明者之一，1986年诺贝尔物理学奖获得者Gerd Binnig和他的开发团队开发的，这种革命性的技术模仿人类从图片提取信息的认知过程。

为了模拟人类思维认知的能力，Definiens公司从根本上摆脱了传统方法，利用Definiens专利技术中的分割和分类程序，开发了展示语义网络知识的有效的方法。该项技术检测像素不是孤立的，而是联系环境的。它建立一个图像，反复识别对象的像素群。正如人类的思维一样，它利用对象的颜色、形状、纹理、大小以及它们的环境和相互关系来得出结论和推断，且同经验丰富的分析家得出结论的一样。以下为Definiens一些解决方案。

案例：

一、微核探测
Definiens智能图像分析软件可实现全自动化探测微核并对其进行定量分析。

可输出以下统计学信息：

1. 单个细胞面积

2. 单个细胞核面积

3. 图像中细胞总数

4. 图像中细胞核总数

5. 图像中微核总数

6. 微核细胞比例

二、肾盂上皮组织探测

肾盂中全自动化探测：

1. 上皮组织

2. 阳性及阴性细胞核探测和区分

3. 增值指数的计算

图1. 原始图像

图2. 所探测到的上皮组织、阳性和阴性细胞核轮廓线描述

图3. 所探测到的上皮组织面积，阳性与阴性细胞核数量信息

三、肾小管增值细胞检测
Definiens智能图像分析软件可实现全自动化分割并分类肾小管中BrdU染色阳性与阴性细胞。

1. 精确提取肾小管中细胞核，忽略肾小球与结缔组织中的细胞核

2. 根据BrdU染色区分阴性与阳性细胞核

3. 增值指数计算

4. 批量处理上千张图像

四、肾皮质与髓质判定
Definiens智能图像分析软件可实现全自动区分肾皮质与髓质，并对其进行详细的形态学定量分析。

分析策略与途径：

1. 探测肾小球

2. 根据肾小球的分布辨别并提取皮质

3. 辨别并提取髓质

五、肌细胞荧光染色
Definiens智能图像分析软件可以实现从多噪点图像数据中全自动化探测肌细胞抗体染色区域，并对其进行定量分析。

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