CN101685060A - 标本摄像装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种标本摄像装置，包括：摄像部件，拍摄含经染色的细胞的染色标本，生成关于该染色标本中所含细胞的细胞图像；及染色异常检测单元，根据上述摄像部件生成的上述细胞图像，检测有关上述染色标本的染色异常。本发明还提供一种标本摄像装置，包括：摄像部件，拍摄含经染色的染色标本，生成关于该染色标本中所含细胞的细胞图像；及摄像异常检测单元，根据上述摄像部件生成的细胞图像，检出有关上述摄像部件的异常。

Description

标本摄像装置
技术领域：
本发明涉及一种拍摄染色标本、根据摄取的图像检出有关染色标本的染色异常或有关摄像部件异常的标本摄像装置。
背景技术：
一直以来，人们已知有一种标本摄像装置可以用显微镜放大后拍摄经染色的血涂片，分析摄取的图像，进行血细胞分类和计数等。
特开昭62-135767号公报公开了一种细胞分类仪，可以就同一标本根据摄取的经普通染色(梅-吉染色)的标本的图像进行白细胞、红细胞分类，根据经超生体染色的标本的图像进行网织红细胞计数，根据经过氧化物酶染色的标本的图像进行异常白细胞检测。这种细胞分类仪如果全染色标本的数据在正常范围内，则将此标本归类到正常标本组，若同一标本的各种染色数据不在正常范围内，则判断是否检出异常血细胞或是否需要精密分析是否存在某值以上的不明细胞等。此细胞分类仪还能对难以判断是正常还是异常的在混合区域的疑似阳性标本进行精密的自动复检，以进一步提高分析精度。
用上述标本摄像装置，如果血涂片未正常染色的话，则不能正常进行血细胞分类和计数。然而，特开昭62-135767号公报公开的细胞分类仪当由于染色异常使染色标本数据出现异常时，无法确定该染色标本数据的异常是由于染色异常造成的。
发明内容：
本发明的范围只由后附权利要求书所规定，在任何程度上都不受这一节发明内容的陈述所限。
本发明的第一部分提供一实施方式的标本摄像装置，包括：
摄像部件，拍摄含经染色的细胞的染色标本，生成关于该染色标本中所含细胞的细胞图像；及染色异常检测单元，根据上述摄像部件生成的上述细胞图像，检测有关上述染色标本的染色异常。
上述第一部分提供的标本摄像装置其特征在于：最好还具备存储器，存储用于检测有关上述染色标本的染色异常的基准值，所述染色异常检测单元根据上述细胞图像获取表示细胞特征的特征值，通过比较所述基准值和上述特征值，检出有关上述染色标本的染色异常。
上述第一部分提供的标本摄像装置其特征在于：上述染色异常检测单元获取有关上述细胞图像的细胞部分中的一定颜色成份的辉度的信息，作为上述特征值。
上述第一部分提供的标本摄像装置其特征在于：最好还有从含有染色血细胞的上述染色标本中检出白细胞的白细胞检测单元，所述摄像部件生成有关该白细胞检测单元检出的白细胞的细胞图像。
上述第一部分提供的标本摄像装置其特征在于：最好还有将上述细胞图像中所含白细胞分成数类的白细胞分类单元，上述染色异常检测单元根据该血细胞分类单元分成一定种类的白细胞，检测关于上述染色标本的染色异常。
上述第一部分提供的标本摄像装置其特征在于：上述血细胞分类单元将上述细胞图像所含白细胞分为包括中性细胞在内的数类，上述染色异常检测单元根据上述血细胞分类单元分为中性细胞的上述细胞图像中所含白细胞，检测关于染色标本的染色异常。
上述第一部分提供的标本摄像装置其特征在于：还有识别所述细胞图像所含白细胞细胞核区域的核识别单元，所述染色异常检测单元根据上述核识别单元识别为细胞核的区域获取所述特征值，根据获取的特征值检测出有关所述染色标本的染色异常。
上述第一部分提供的标本摄像装置其特征在于：上述摄像部件可摄取数个细胞图像，上述染色异常检测单元根据上述数个细胞图像分别获取数个上述特征值，根据获取的数个上述特征值和存储在上述存储器中的上述基准值，检测有关上述染色标本的染色异常。
上述第一部分提供的标本摄像装置其特征在于：上述染色异常检测单元求出所获取的数个上述特征值的平均值，比较求出的平均值和上述存储器存储的上述基准值，检出有关上述染色标本的染色异常。
上述第一部分提供的标本摄像装置其特征在于：还有根据上述摄像部件摄取的细胞图像检出有关上述摄像部件异常的摄像异常检测单元。
上述第一部分提供的标本摄像装置其特征在于：还具备显示器和显示控制单元，当上述染色异常检测单元检出上述染色标本染色异常时，显示控制单元使上述显示器显示表示发生有关染色标本染色异常的染色异常信息。
本发明第二部分提供一实施方式的标本摄像装置，包括：摄像部件，拍摄含经染色的染色标本，生成关于该染色标本中所含细胞的细胞图像；及摄像异常检测单元，根据上述摄像部件生成的细胞图像，检出有关上述摄像部件的异常。
上述第二部分提供的标本摄像装置其特征在于：所述摄像部件具有光源，所述摄像异常检测单元根据该摄像部件生成的细胞图像检测关于上述光源的异常。
上述第二部分提供的标本摄像装置其特征在于：所述摄像异常检测单元获取有关所述细胞图像中细胞以外区域的特征值，根据获取的特征值检出关于所述摄像部件的异常。
上述第二部分提供的标本摄像装置其特征在于：所述摄像异常检测单元获取关于所述细胞图像中背景的特征值，根据获取的特征值，检出所述摄像部件的异常。
附图说明：
图1为实施方式涉及的标本摄像装置的结构框图。
图2为实施方式涉及的显微镜单元的部分斜视图。
图3为实施方式涉及的图像处理单元的结构框图。
图4A为实施方式涉及的标本数据库的结构示意图。
图4B为实施方式涉及的血细胞数据库的结构示意图。
图5为实施方式涉及的血细胞图像显示单元的结构框图。
图6为血细胞图像登录操作中显微镜单元的运行步骤的流程图。
图7A为血细胞图像登录操作中图像处理单元的操作顺序的流程图(前半部分)。
图7B为血细胞图像登录操作中图像处理单元的操作顺序的流程图(后半部分)。
图8为白细胞检测中载玻片上的标本的扫描图案的说明图。
图9A为白细胞检测用线传感器的视野的说明图。
图9B为白细胞检测用线传感器的信号波形的说明图。
图10A为正常染色情况下校正补偿后的血细胞图像例示图。
图10B为发生染色异常情况下校正补偿后的血细胞图像例示图。
图11A为在灯光量正常情况下摄取的校正补偿前血细胞图像例示图。
图11B为在灯光量过低时摄取的校正补偿前血细胞图像例示图。
图12A为通知灯光光量发生异常的故障界面的显示图。
图12B为通知发生染色异常的故障界面的显示图。
图13A为血细胞图像显示处理中血细胞图像显示单元的初始化运行步骤的流程图。
图13B为血细胞图像显示处理中图像处理单元的标本信息传送步骤的流程图。
图14A为血细胞图像显示处理中血细胞图像显示单元的图像显示步骤的流程图。
图14B为血细胞图像显示处理中图像处理单元的血细胞图像传送步骤的流程图。
图15为血细胞图像显示界面的一例示图。
具体实施方式：
下面参照附图，说明本发明的优选实施方式。
本实施方式涉及一种标本摄像装置，它可以将染色的血涂片用显微镜放大后拍摄，对摄取的血细胞图像进行处理，以此检出有关血涂片染色方面的异常。
[标本摄像装置的结构]
图1为本实施方式涉及的标本摄像装置的结构框图。图1仅示意性地显示了装置的结构，为便于理解，传感器和载玻片盒等配置与实际有所不同。比如，在图1中，WBC检测用传感器和自动聚焦用传感器为上下配置，而实际上如后面的图2所示，两个传感器配置在基本同一平面内。
标本摄像装置1有：拍摄通过自动聚焦所对焦的血涂片放大图像的显微镜单元2；能对摄取图像进行处理和对血液中的白细胞进行分类并统计该白细胞各类数量的图像处理单元3；以及连接此图像处理单元3并显示所摄图像和分析结果的血细胞图像显示单元4。上述图像处理单元3和血细胞图像显示单元4也可以不分体，二者合二为一。另外，标本摄像装置1旁边配置有无图示的血涂片制备仪(比如希森美康公司产全自动血涂片制备仪SP-1000i)，此血涂片制备仪制作的血涂片自动供应给显微镜单元2。
<显微镜单元2的结构>
图2为显微镜单元2的部分斜视图。显微镜单元2具有作为显微镜透镜系列一部分的物镜22，用于放大薄薄地涂在放在XY载物台21上的载玻片5上的血液图像。放置标本(上面涂血的载玻片5)的上述XY载物台21可以通过XY载物台驱动电路23(参照图1)控制驱动的驱动器(无图示)前后左右(X方向和Y方向)自由移动。上述物镜22可通过物镜驱动电路24控制驱动的驱动器(无图示)上下(Z方向)自由移动。
载玻片5数片重叠地放在载玻片盒25中，此载玻片盒25由运盒驱动电路26控制驱动的运送装置(无图示)运送。上述XY载物台21设有一可夹持载玻片5长向两端附近二处的夹片夹27(参照图2)可自由地向放在停止在一定位置上的上述载玻片盒25内的载玻片5伸缩。可以将上述夹片夹27伸向载玻片盒25，通过操纵该夹片夹27前端的可自由开合的钳子27a夹住载玻片5，再收回夹片夹27，从载玻片盒25抽出载玻片5，配置在XY载物台21的一定位置上。
回到图1，载玻片5下方设有光源灯28，此光源灯28发出的光通过载玻片5上的血液，再经由配置在光路上的半透镜29和滤光片210，射入众多像素排为一列的自动聚焦用线传感器211、众多像素排为一列的白细胞(WBC)检测用传感器212和CCD相机213。白细胞检测用传感器212连接有由FPGA或ASIC等构成的白细胞检测器214，传感器212的输出信号传递到白细胞检测器214。自动聚焦用线传感器211连接有由FPGA或ASIC等构成的对焦计算部分215，传感器211的输出信号传递到对焦计算部分215。白细胞检测器214根据传感器212基于射入光输出的信号，检测白细胞，对焦计算部分215根据传感器211基于射入光输出的信号，计算用于自动对焦动作的数据，并根据这些数据进行自动对焦。
显微镜单元2有控制器216和通信接口217、218。控制器216包含CPU和存储器，分别连接XY载物台驱动电路23、物镜驱动电路24、送盒驱动电路26、白细胞检测器214、对焦计算部分215、通信接口217和218，并可进行通信，此控制器216通过执行存在存储器的控制程序，控制上述各部分。
通信接口217为Ethernet(注册商标)接口。通信接口217通过通信电缆与图像处理单元3连接，可进行数据通信。通信接口218通过A/D转换器213a连接CCD相机213，又通过通信电缆与图像处理单元3连接。CCD相机213输出的图像信号(模拟信号)由A/D转换器213a进行A/D转换，再由A/D转换器213a将图像数据(数字数据)送到通信接口218，传送至图像处理单元3。
显微镜单元2有二维读码器219。载玻片5的磨砂部位印有表示标本ID的二维条形码，二维读码器219读取导入到显微镜单元2的载玻片5的二维条形码。如此读取的标本ID传送到控制器216。
<图像处理单元3的结构>
下面说明图像处理单元3的结构。图3为图像处理单元3的结构框图。图像处理单元3由计算机3a来实现。如图3所示，计算机3a包括本机31、图像显示器32和输入设备33。本机31有CPU31a、ROM31b、RAM31c、硬盘31d、读取装置31e、输出输入接口31f、通信接口31g和图像输出接口31j。CPU31a、ROM31b、RAM31c、硬盘31d、读取装置31e、输出输入接口31f、通信接口31g、通信接口31h、通信接口31i和图像输出接口31j由总线31k连接。
CPU31a可执行读取到RAM31c的计算机程序。通过该CPU31a执行后述图像处理程序34a，计算机3a作为图像处理单元3发挥作用。
ROM31b由掩膜ROM、PROM、EPROM和EEPROM等构成，存储着CPU31a执行的计算机程序和执行计算机程序时所用的数据等。
RAM31c由SRAM或DRAM等构成。RAM31c用于读取存在硬盘31d的图像处理程序34a。当CPU31a执行计算机程序时，还作为CPU31a的工作空间使用。
硬盘31d装有操作系统和应用程序等供CPU31a执行的各种计算机程序及执行该计算机程序所需的数据。后述图像处理程序34a也装在硬盘31d中。
硬盘31d中设有保存血细胞图像的血细胞图像文件夹35。此血细胞图像文件夹35为每个标本设一个文件夹，该文件夹中收藏后述方式获取的血细胞图像。每个标本设的各个文件夹有一个含标本ID的文件夹名，可选定由标本ID对应的文件夹。此血细胞图像文件夹35与血细胞图像显示单元4共享设定，从血细胞图像显示单元4可以访问收藏在该血细胞图像文件夹35的文件。
硬盘31d还设有存储标本相关信息的标本数据库DB1和存储图像处理分类白细胞的结果的血细胞数据库DB2。图4A为标本数据库DB1的结构示意图，图4B为血细胞数据库DB2的结构示意图。标本数据库DB1包含存放标本ID的标本字段F11、存放无图示的多项目自动血细胞分析仪分析结果、表示是否判断白细胞散点图异常的信息(白细胞散点图异常标识)、表示是否判断NRBC(有核红细胞)散点图异常的信息(NRBC散点图异常标识)和表示是否判断中性细胞减少异常的信息(中性细胞减少异常标识)等各种判断异常的信息的字段F12、F13、F14…、存放标本摄像装置1测定日的字段F15、存放表示是否染色异常的信息(染色异常标识)的染色异常字段F16以及表示灯光量是否异常的信息(灯光量异常标识)灯光量异常字段F17。白细胞散点图异常字段F12、NRBC散点图异常字段F13、中性细胞减少异常字段F14、染色异常字段F16和光量异常字段F17等存放表示异常的信息的字段当未发生异常时为“0”，当发生异常时为“1”。虽然为简化附图进行了省略，但标本数据库DB1中还设有存放多项目自动血细胞分析仪的分析结果(白细胞数、红细胞数等)的数值数据的字段。标本数据库DB1还设有存放患者姓名的字段、存放确定病房用信息的字段、存放年龄的字段和存放显微镜单元2的白细胞计数N的字段等。
血细胞数据库DB2按每个标本设置，各血细胞数据库DB2含有表示标本ID的数据。以此可以从标本ID选择相应的血细胞数据库DB2。这些血细胞数据库DB2设有存放选定白细胞用白细胞ID的白细胞ID字段F21、存放白细胞分类结果的种类字段F22和存放确定无法分类白细胞的信息的再确认对象字段F23。再确认对象字段F23当白细胞分类正常的情况下存为“0”，有不能分类、需再确认对象时，存为“1”。
基准值数据库DB3存放有用于检测灯光量异常的基准值TB、用于检测血涂片染色异常的基准值TN1和TN2。
读取装置31e由软驱、CD-ROM驱动器或DVD-ROM驱动器等构成，可读取存储于便携型存储介质34的计算机程序或数据。便携型存储介质34存储有使计算机作为图像处理单元3发挥功能的图像处理程序34a。计算机3a可以从该便携型存储介质34读取图像处理程序34a，将该图像处理程序34a装入硬盘31d。
上述图像处理程序34a不仅可由便携型存储介质34提供，也可以通过电子通信线路由该电子通信线路(不论有线、无线)连接到计算机3a并可与之通信的外部机器提供。比如，上述分析程序34a存储于互联网上的服务器硬盘中，计算机3a也可访问此服务器，下载该计算机程序，装入硬盘31d。
硬盘31d装有如美国微软公司产销的windows(注册商标)等多任务操作系统。在以下说明中，本实施方式涉及的图像处理程序34a均在该操作系统上运行。
输出输入接口31f由比如USB、IEEE1394、RS-232C等串行接口，SCSI、IDE、IEEE1284等并行接口和由D/A转换器和A/D转换器等组成的模拟信号接口构成。输出输入接口31f上连接有由键盘和鼠标构成的输入设备33，用户可以用输入设备33直接向计算机3a输入数据。输出输入接口31f上还连接设在显微镜单元2的CCD相机213，可截取CCD相机213摄取的图像。
通信接口31g、31h分别是Ethernet(注册商标)接口。通信接口31g通过网络连接到血细胞图像显示单元4。计算机3a可以通过通信接口31g以一定的通信协议，与通过该网连接的血细胞图像显示单元4之间实现数据的传输。通信接口31h通过通信电缆与显微镜单元2的通信接口217连接，可进行数据通信。
通信接口31i通过通信电缆与显微镜单元2的通信接口218连接，可进行数据通信。由此，CCD相机213摄取的图像被通信接口31i接收。
图像输出接口31j与由LCD或CRT等构成的图像显示器32连接，将从CPU31a接收的图像数据相应的图像信号输出到图像显示器32。图像显示器32按照输入的图像信号显示图像(画面)。
<血细胞图像显示单元4的结构>
血细胞图像显示单元4由计算机构成。此血细胞图像显示单元4通过网络与图像处理单元3连接，可读取并显示建在图像处理单元3硬盘31d的血细胞图像文件夹35中的血细胞图像。
图5为血细胞图像显示单元4的结构框图。血细胞图像显示单元4由计算机4a来实现。如图5所示，计算机4a有本机41、图像显示器42、输入设备43。本机41有CPU41a、ROM41b、RAM41c、硬盘41d、读取装置41e、输出输入接口41f、通信接口41g和图像输出接口41h。CPU41a、ROM41b、RAM41c、硬盘41d、读取装置41e、输出输入接口41f、通信接口41g和图像输出接口41h由总线41i连接。
硬盘41d装有操作系统和应用程序等供CPU41a执行的各种计算机程序及执行该计算机程序所需的数据。后述血细胞图像显示程序44a也装在此硬盘41d中。
读取装置41e由软驱、CD-ROM驱动器或DVD-ROM驱动器等构成，可读取存储于便携型存储介质44的计算机程序或数据。便携型存储介质44存储有使计算机作为血细胞图像显示单元4发挥功能的血细胞图像显示程序44a，计算机4a可以从该便携型存储介质44读取血细胞图像显示程序44a，将该血细胞图像显示程序44a装入硬盘41d。
输出输入接口41f由比如USB、IEEE1394、SAS、SATA或RS-232C等串行接口，SCSI、IDE或IEEE1284等并行接口和由D/A转换器和A/D转换器等组成的模拟信号接口构成。输出输入接口41f上连接有由键盘和鼠标构成的输入设备43，用户可以用输入设备43直接向计算机4a输入数据。
通信接口41g是Ethernet(注册商标)接口。通信接口41g通过网络连接图像处理单元3。计算机4a可以通过通信接口41g使用一定的通信协议，与通过该网连接的图像处理单元3和无图示的主计算机之间传输数据。
血细胞图像显示单元4的其他结构与上述图像处理单元3的结构相同，在此省略说明。
[标本摄像装置的动作]
下面，就本实施方式的标本摄像装置1的动作进行说明。
<血细胞图像的登录操作>
首先就标本摄像装置1拍摄血细胞、存储血细胞图像的血细胞图像登录操作进行说明。在标本摄像装置1运行之前，先制备血涂片。配置在标本摄像装置1旁边的血涂片制备仪吸移采血管内的标本，将该标本滴在载玻片上推开，将该载玻片浸入染色液，制备血涂片。血涂片制备仪对标本进行的染色为迈格吉染色(MGG染色)、瑞特-吉姆萨(Wright-Giemsa)氏混染或瑞特(Wright)单染。如此制备的血涂片(载玻片5)从血涂片制备仪自动供应到显微镜单元2。
图6为血细胞图像登录操作中显微镜单元2的运行步骤的流程图，图7A和图7B为血细胞图像登录操作中图像处理单元3的运行步骤的流程图。显微镜单元2一从血涂片制备仪收到载玻片5，即通过无图示的传感器检测出来(步骤S11)。控制器216执行的控制程序为事件驱动型程序，在显微镜单元2的控制器216一旦发生从血涂片制备仪收到载玻片5的事件，步骤S12的处理被调出。
在步骤S12，控制器216将放置所收载玻片5的载玻片盒25运送到一定读码位，使二维读码器219读取条形码(步骤S12)。接着，控制器216控制通信接口217将步骤S2获取的标本ID传送到图像处理单元3(步骤S13)。
从显微镜单元2送出的标本ID由图像处理单元3的通信接口31h接收(图7A的步骤S21)。图像处理单元3的CPU31a所执行的图像处理程序34a是事件驱动型程序，在CPU31a，当发生收到标本ID这一事件时，调出步骤S22的处理。
在步骤S22，CPU31a通过通信接口31g向主计算机传送包括所收标本ID在内的订单请求数据(步骤S22)。主计算机发出的订单中包含标本ID、患者姓名、患者性别、病房信息、注释、多项目自动血细胞分析仪的分析结果(白细胞数和红细胞数等数值数据)、多项目自动血细胞分析仪检出的各种异常信息(白细胞散点图异常标识、NRBC散点图异常标识、中性细胞减少异常标识、中性细胞增加异常标识、单核细胞增加异常标识、嗜酸性细胞增加异常标识、嗜碱性细胞增加异常标识、白细胞减少异常标识、白细胞增加异常标识和母红细胞增加异常标识等)及白细胞计数N等数据。CPU31a等待接收订单(在步骤S23为否)，一旦收到订单(在步骤S23为是)，通信接口31h向显微镜单元2传送此订单内所含显微镜单元2开始测定指示数据(步骤S24)，其中包括白细胞计数N，设1为表示所分析的血细胞图像数的变量i(步骤S25)。
在此，显微镜单元2等待测定开始指示数据(在图6的步骤S14为否)。图像处理单元3送出的测定开始指示数据被显微镜单元2的通信接口217接收时(在步骤S14为是)，控制器216使载玻片25运送至一定位置，让夹片夹27夹住停在一定位置的载玻片5，再后撤夹片夹27，从载玻片盒25抽出载玻片，放置到XY载物台21的一定位置(摄像位置)(步骤S15)。控制器216还在表示摄像次数的变量j上设置1(步骤S16)。
接下来，检测涂在载玻片5上的血液中的白细胞(步骤S17)。此检测用前述传感器212进行。传感器212是线传感器，其视野为400μm。图8是白细胞检测中载玻片上的标本的扫描图案的说明图。控制器216向X方向和Y方向移动上述XY载物台21(参照图8)，使传感器212在载玻片5上略呈之字形从长方向一端向另一端扫描。上述微之字形扫描的载玻片5长方向的间隔D从提高扫描效率、防止漏检的观点出发，通常为300～500μm，上述扫描的载玻片5宽向的尺寸H，因为载玻片5宽度一般在26mm，通常为14～18mm左右。
红细胞不太吸收光的红色成份，白细胞的核则吸收大量光的红色成份，因此，通过检测此红色成份就能轻松地区分白细胞和红细胞。图9A为线传感器212的视野的说明图，图9B为线传感器212的信号波形图。在图9A显示了线传感器212的视野V内有白细胞WBC存在的情况，此时，线传感器212检出信号的红色成份如图9B所示，在有白细胞WBC处为基准值S以下。利用此现象可以检出血液中的白细胞。通过检测信号红色成份在基准值S以下的幅宽W，可以检查发出此信号的部分是否为白细胞核。
接下来，控制器216进行自动聚焦动作(步骤S18)。如图2所示，透过载玻片5和物镜22的光因棱镜29a而改变方向，又被半透镜29分为射向CCD相机213的光和射向传感器211、212的光。聚焦用线传感器211由二个线传感器211a和211b构成。
如图2所示，二个线传感器211a和211b其中之一的线传感器211a配置在聚焦位置(焦点重合的位置)的前侧(光路上接近物镜一侧)，另一个线传感器211b配置在聚焦位置的后侧(光路上离物镜远的一侧)。根据这二个线传感器的输出信号的差积分值，调整物镜的位置，使物镜聚焦于载玻片上的标本。
然后，控制器216指示通信接口218截取并发送CCD相机213的图像，据此，在步骤S17检出的白细胞图像被截取(步骤S19)，此血细胞图像运往图像处理单元3(步骤S110)。控制器216再判断是否达到所要求的白细胞计数，即是否j≥N(步骤S111)，当j＜N时(在步骤S111为否)，则使j增1(步骤S112)，返回步骤S17，再次检测白细胞。另一方面，当在步骤S111j≥N时(在步骤S111为是)，控制器216结束处理。
上述步骤S25之后，CPU31a等待接收血细胞图像(在图7A的步骤S26为否)。当从显微镜单元2接收的血细胞图像传到图像处理单元3的通信接口31h时(在步骤S26为是)，CPU31a将收到的血细胞图像存入硬盘31d(步骤S27)。在步骤S27的处理中，生成与所收血细胞图像对应的白细胞ID，作为含该白细胞ID的文件名的图像数据存储该血细胞图像。然后，CPU31a进行血细胞图像的校正补偿处理(步骤S28)。在此校正补偿处理中，对血细胞图像的所有像素的RGB成分的辉度值进行线性校正补偿，使血细胞图像的背景部分(血细胞像以外的部分)平均辉度为一定值(如225)。经这种校正补偿后的血细胞图像与校正补偿前的血细胞图像分开存入硬盘31d(步骤S29)。此校正补偿后的血细胞图像也赋予一个含血细胞ID的文件名(与校正补偿前的血细胞图像不同的文件名)。
接下来，CPU31a确定校正补偿后的血细胞图像中细胞质和核的区域(步骤S210)。图10A为校正补偿后的血细胞图像的一例示图。如图10A所示，校正补偿后的血细胞图像6A中含有白细胞像61。在染色的白细胞中，细胞核和细胞质呈现出不同的颜色。白细胞的核和细胞质的颜色又分别不同于红细胞及背景的颜色。因此，在步骤S210的处理中，利用白细胞像61的RGB值，确定白细胞像61中所含细胞核的区域61a和细胞质的区域61b。
CPU31a再根据校正补偿后的血细胞图像算出白细胞的各种特征参数(步骤S211)。作为此特征参数可列举出能根据图像的颜色信号(G、B、R)求出的白细胞核的面积、核数量、凹凸、色调及浓度(色斑)、白细胞细胞质的面积、色调及浓度(色斑)以及上述核与细胞质的面积比和浓度比等。
CPU31a用算出的特征参数分类白细胞(步骤S212)。具体而言，比如就白细胞的几个特征参数依次与各参数预定的判断基准值比较，即可逐渐分出白细胞的种类。如此，拍摄的白细胞被进行淋巴细胞、单核细胞、嗜酸性细胞、嗜碱性细胞、中性细胞(杆状、分叶状)等成熟白细胞的分类和芽细胞、早幼粒细胞、异型淋巴细胞等未成熟白细胞的分类以及成红细胞分类。
如上所述，本实施方式涉及的标本摄像装置1利用血细胞图像的颜色信息进行白细胞分类。因此，血涂片发生染色异常时，会生成含有与正常染色情况下不同颜色的白细胞像的血细胞图像。当光源灯光量过低时，通过上述校正补偿处理进行校正，使不受染色影响的背景部分达到特定的辉度值，从而获得含有与灯光光量正常时不同颜色的白细胞像的血细胞图像。
下面用图进行说明。图10A为染色正常时校正补偿后的血细胞图像的例示图，图10B为染色异常时校正补偿后的血细胞图像的例示图。在进行MGG染色、瑞特-吉姆萨(Wright-Giemsa)混染及瑞特(Wright)单染时，染色正常时的血细胞图像6A和染色异常时的血细胞图像6B中特别是核区域的颜色不同，非正常染色时的血细胞图像6B的核区域62a比正常染色时的血细胞图像6的核区域62a颜色淡。另外，虽然图10A和图10B中没有显示，但过度染色使核区域的颜色比正常染色时的核区域浓，也有时因此不能正常分类。因此，核区域61a特定颜色成份(在本实施方式中为绿色成份)的辉度值不在正常范围内时，即可判断染色发生异常。
图11A为在正常灯光光量下摄取的校正补偿前血细胞图像例示图，图11B为在灯光量过低时摄取的校正补偿前血细胞图像例示图。正常灯光光量下的校正补偿前血细胞图像6C和灯光量过低时的校正补偿前血细胞图像6D特别是背景区域的辉度不同。此背景区域不受染色的影响，但受灯光光量的影响。灯光量异常时的血细胞图像6D的背景区域63比未发生灯光光量异常时的血细胞图像6C背景区域64辉度低。因此，当校正补偿前血细胞图像背景区域的特定颜色成份(在本实施方式中为绿色成份)的辉度值比基准值低时，即可判断灯光光量发生异常。
为了检查出上述染色异常和灯光光量异常，在本实施方式中，图像处理单元3实行以下处理。首先，CPU31a获取校正前血细胞图像中的背景区域、即校正前血细胞图像中血细胞区域以外区域的各像素的G值(绿色成分辉度值)，求获取的G值的平均值，将所得值(以下称“背景G值”)存入RAM31c(步骤S213)。
然后，基于步骤S212的分类结果，CPU31a判断此血细胞图像相关的白细胞是否被划分为中性细胞(步骤S214)。如果该白细胞被分类为中性细胞(在步骤S214为是)，则获取校正后血细胞图像中白细胞的核区域各像素的G值，求所获取的G值的平均值，所得值(以下称“核G值”)存入RAM31c(步骤S215)。CPU31a此后进入步骤S216的处理。
另一方面，在步骤S214，如果判断此血细胞图像相关的白细胞没有分类为中性细胞(在步骤S214为否)，则CPU31a将处理推进到步骤S216。
在步骤S216，CPU31a判断是否达到所要求的白细胞计数，即是否i≥N(步骤S216)，若i＜N(在步骤S216为否)，则i加1(步骤S217)，处理返回步骤S26，再次等待接收血细胞图像。
另一方面，当在步骤S216i≥N(在步骤S216为是)时，CPU31a算出存在RAM31c中的背景G值的平均值(以下称“平均背景G值”)BA(步骤S218)，并算出存在RAM31c中的核G值的平均值(以下称“平均核G值”)NA(步骤S219)。
CPU31a判断平均背景G值BA是否大于所定基准值TB(步骤S220)，如果平均背景G值BA在基准值TB以下(在步骤S220为否)，则将设在RAM31c中灯光光量异常标识设为1(步骤S221)，在图像显示器32和42显示故障界面，以在图像显示器32通知发生灯光光量异常(步骤S222)，处理进入步骤S224。
图12A为通知灯光光量异常的故障界面的显示图。当发生灯光光量异常时，出现图12A所示故障界面E1。故障界面E1包含显示故障信息的故障列表区81、显示用于解决故障的详细信息的详细信息区82和用于关闭界面的确定按钮83。灯光光量异常时的帮助界面E1中在故障列表区81显示“灯光光量不足异常”，在详细信息区82显示“1)需换灯。请联系服务人员。”这一信息。
另一方面，当平均背景G值BA大于基准值时(在步骤S220为是)，则CPU31a将灯光光量异常标识设为0(步骤S223)，进入步骤S224。
在步骤S224，CPU31a判断平均核G值NA是否大于所定下限基准值TN1且小于所定上限基准值TN2(步骤S224)，当平均核G值NA在下限基准值TN1以下或平均核G值NA在上限基准值TN2以上时(在步骤S224为否)，将设在RAM31c的染色异常标识设为1(步骤S225)，在图像显示器32和42显示故障界面，以在图像显示器32通知发生染色异常(步骤S226)，处理转入步骤S228。
图12B为通知发生染色异常的故障界面的显示图。当发生染色异常时，显示如图12B所示故障界面E2。与故障界面E1同样，故障界面E2包含显示故障信息的故障列表区81、显示用于解决故障的详细信息的详细信息区82和用于关闭界面的确定按钮83。当染色异常时，故障列表区81显示“染色异常”，详细信息区82显示“1)请确认载玻片涂抹的标本是否正常。”“2)重新测定时，请将载玻片插入载玻片盒，插入相关单元。”这一信息。
上述故障界面E1、E2可由用户操作输入设备43选择确定按钮83结束显示。
另一方面，当平均核G值NA大于下限基准值TN1且小于上限基准值TN2时(在步骤S224为是)，CPU31a将染色异常标识设为0(步骤S227)，进行步骤S228的处理。
在步骤S228，CPU31a将如上获得的有关标本的信息和分类结果记录到硬盘31d的标本数据库DB1和血细胞数据库DB2(步骤S228)，结束处理。
<血细胞图像的显示动作>
图13A为血细胞图像显示处理中血细胞图像显示单元4的初始化运行步骤的流程图，图13B为血细胞图像显示处理中图像处理单元3的标本信息传输步骤的流程图。用户通过操作计算机4a的输入设备43下达执行血细胞图像显示程序44a的指示。计算机4a的CPU41a接收此指示，并执行血细胞图像显示程序44a。计算机4a以此发挥血细胞图像显示单元4的功能。
血细胞图像显示程序44a一启动，马上出现敦促输入用户名和密码的登录界面(在图13A中的步骤S31)。在此登录界面，用户输入用户名和密码(步骤S32)。图像显示单元4的CPU41a执行的血细胞图像显示程序44a为事件驱动型程序，当在CPU41a发生收到用户名和密码输入这一事件时，步骤S33的处理被调出。
在步骤S33，CPU41a执行用户身份验证处理。当此用户身份验证失败时(步骤S34为否)，CPU41a结束处理。如果上述登录处理的用户身份验证成功(在步骤S34为是)，则CPU41a让通信接口41g向图像处理单元3传送当天为测定目的标本信息请求数据(步骤S35)。
由血细胞图像显示单元4传送过来的请求数据由图像处理单元3的通信接口31h接收(图13B的步骤S41)。在CPU31a发生收到上述请求数据的事件，于是步骤S42的处理被调出。
在步骤S42，CPU31a从标本数据库DB1提取测定日为该日的标本信息(步骤S42)。CPU31a让通信接口31g向血细胞图像显示单元4传送提取的标本信息(步骤S43)，结束处理。
血细胞图像显示单元4的CPU41a发送完标本信息请求数据后，等待接收标本信息(在图13A的步骤S36为否)。当血细胞图像显示单元4的通信接口41g接收到从图像处理单元3传送过来的标本信息时(在步骤S36为是)，显示测定进度界面(无图示)(步骤S37)，结束处理。在此测定进度界面，列表显示多条有关标本的标本信息。此标本信息列表中设有“染色异常”及“灯光光量异常”区域，在检出染色异常的标本的染色异常区显示表示发生染色异常的标记，在检出灯光光量异常的标本的灯光光量异常区显示表示灯光光量异常的标记。在此测定进度界面，用户还可以选择列表显示的标本信息的某一个，通过选择一个标本信息后再进行一定操作(比如双击鼠标左键)，可以发出显示关于此标本的血细胞图像的指示。
图14A为血细胞图像显示处理中血细胞图像显示单元4的图像显示步骤的流程图，图14B为血细胞图像显示处理中图像处理单元3的血细胞图像传送步骤的流程图。在血细胞图像显示单元4，在测定进度界面显示的状态中，当发生收到上述关于一个标本的血细胞图像显示指示这一事件时(步骤S51)，步骤S52的处理被调出。
在步骤S52，CPU41a让通信接口41g向图像处理单元3发送含收到指示的标本的标本ID的血细胞图像传送请求数据(步骤S52)。
从血细胞图像显示单元4传送的请求数据由图像处理单元3的通信接口31h接收(图14B的步骤S61)。CPU31a一旦发生收到上述请求数据这一事件，则调出步骤S62的处理。
在步骤S62，CPU31a从与上述标本ID对应的血细胞数据库DB2提取分类结果信息(步骤S62)。此分类结果信息中包含特定白细胞的白细胞ID、白细胞分类结果的种类(单核细胞、中性细胞、嗜碱性细胞、嗜酸性细胞、淋巴细胞等)及表示是否不能分类的信息。分类结果信息中，白细胞ID对应地附在白细胞种类信息或不能分类信息上。即分类结果信息是从白细胞ID即可识别出该白细胞为何种或该白细胞是否不能分类的信息。
然后，CPU31a让通信接口31g向血细胞图像显示单元4传送提取的分类结果信息(步骤S63)。
血细胞图像显示单元4的CPU41a发送分类结果信息请求数据后等待接收分类结果信息(在图14A的步骤S53为否)。当血细胞图像显示单元4的通信接口41g收到图像处理单元3传送的分类结果信息时(在步骤S53为是)，按照比如仅显示特定种类的白细胞图像等显示条件，从该分类结果信息所含白细胞ID确定要显示的血细胞图像相应的白细胞ID(步骤S54)，让通信接口41g向图像处理单元3传送含所选白细胞ID的图像传送请求数据(步骤S55)。另外，在步骤S54，可选定一个或数个白细胞ID，上述图像传送请求数据中包含选定的所有白细胞ID。
图像处理单元3的CPU31a传送分类结果信息后，等待接收图像传送请求数据(在图14B的步骤S64为否)。当图像处理单元3的通信接口31h收到血细胞图像显示单元4发出的请求数据时(在步骤S64为是)，CPU31a从硬盘31d的血细胞图像文件夹35与上述标本ID对应的文件夹中读取与图像传送请求数据中包含的白细胞ID对应的血细胞图像(校正补偿后的血细胞图像)(步骤S65)，让通信接口31g向血细胞图像显示单元4传送读取的血细胞图像(步骤S66)，结束处理。
血细胞图像显示单元4的CPU41a在发送图像传送请求数据后，等待接收血细胞图像(在图14A的步骤S56为否)。当血细胞图像显示单元4的通信接口41g收到图像处理单元3传送的血细胞图像时(在步骤S56为是)，显示血细胞图像显示界面(步骤S57)，结束处理。
图15为血细胞图像显示界面的一例示图。血细胞图像显示界面7包含显示一个或数个血细胞图像的血细胞图像区71、显示患者信息的患者信息区72、显示血细胞分类计数结果的计数值区73和显示多项目自动血细胞分析仪分析结果的分析结果区74。血细胞图像区一览子显示收到的血细胞图像的缩略图。各缩略图中血细胞种类用文字列(单核细胞为“MONO”、中性细胞为“NEUT”、嗜酸性细胞为“EO”、嗜碱性细胞为“BASO”、淋巴细胞为“LYMP”等)显示。
采取如上结构可以检出载玻片5的染色异常，当因染色异常发生血细胞分类不良时，还可以判定其分类不良的原因是染色异常。同时，在本实施方式的标本摄像装置中，还能检出用于摄像的灯光量异常，当由于灯光光量异常发生血细胞分类不良时，可以判定其分类不良的原因是灯光光量异常。摄影用灯是一种会随时间老化，光量逐渐减弱，或突然不能发光的消耗品。因此，用户可以通过检出灯光光量异常及时换灯。
在白细胞的血细胞图像中，细胞核区域各像素的G值(核G值)显示该白细胞的特征，正常染色的白细胞的细胞图像与染色异常的白细胞的细胞图像其核G值是不同的。因此，用这种核G值可以精确地检出染色异常。
白细胞含有细胞核，用MGG染色、瑞特-吉姆萨(Wright-Giemsa)混染及瑞特(Wright)单染时，白细胞的核主要被染色。因此，检测白细胞，获取所检白细胞的细胞图像，用染色影响大的白细胞细胞图像检测染色异常，即可精确地检出染色异常。
白细胞有单核细胞、中性细胞、嗜酸性细胞、嗜碱性细胞和淋巴细胞等种类，在不同种类的白细胞，其核的形态不同，核的染色状态也不同。因此，根据特定种类的白细胞(中性细胞)细胞图像检测染色异常可以精确地检测出染色异常。
在本实施方式涉及的标本摄像装置1中，用中性细胞的血细胞图像检测染色异常。健康人血液中的白细胞中，中性细胞数量最多，因此，用中性细胞的血细胞图像比用其他种类的血细胞图像更能稳定地检测染色异常。
在本实施方式涉及的标本摄像装置1中，从血细胞图像识别白细胞核的区域，根据该核的区域检测染色异常。如上所述，用MGG染色、瑞特-吉姆萨(Wright-Giemsa)混染及瑞特(Wright)单染，白细胞的核主要被染色，因此，根据从血细胞图像的核区域获取的核G值检测染色异常，能够精确地检出染色异常。
在本实施方式涉及的标本摄像装置1中，从血细胞图像的核区域的多个像素获取作为特征值的核G值，根据多个血细胞图像的核G值检测染色异常。核区域所含多个像素的核G值有的会突发性地有比其他像素高的值或低的值。因此，如上所述使用多个核G值可以稳定、准确地检测出染色异常。
在本实施方式涉及的标本摄像装置1中，根据获取的数个核G值的平均值检测染色异常。在知道同一标本的白细胞核G值按照正规分布的情况下，用平均值变动比较少，可以用作表示母集团(同一标本中的白细胞核G值)特征的值。
在本实施方式涉及的标本摄像装置1中，根据血细胞图像的背景区域检测摄像用灯的光量异常。血细胞图像的背景区域受染色影响小，当摄像用灯发光量一定时，在数个血细胞图像的背景区域保持同等的辉度。因此，用这种背景区域(血细胞以外区域)可以正确地检测出灯光光量异常。
当检出载玻片5染色异常时，通过上述故障界面通知用户发生染色异常，用户可以检查血涂片制备仪的仪器状态或染色液，迅速应对这种异常，尽快地解除染色异常。
当检出灯光光量异常时，通过上述帮助界面通知用户发生光量异常，用户可以换灯或与服务人员联系来应对这种异常，从而尽快地消除灯光光量异常。
(其他实施方式)
在上述实施方式中，所述标本摄像装置是拍摄血涂片获取血细胞图像，但不限于此。也可以将从人体采集的组织切成薄片，贴在载玻片上，用染色液染色制成标本，用标本摄像装置拍摄此标本，获取含细胞像在内的细胞图像。
在上述实施方式中，可分别检出标本染色异常和摄像用灯光量异常，但不限于此。也可以采取能检出标本染色异常，但不能检出灯光光量异常的结构，还可以采取能检出灯光光量异常，但不能检出标本染色异常的结构。
在上述实施方式中，当平均核G值NA小于所定下限基准值TN1、大于所定上限基准值TN2时，判断染色异常，但不限于此。也可以不设上限基准值，当平均核G值NA在下限基准值TN1以下时，判断染色异常。
在上述实施方式中，使用平均了血细胞图像的核区域G值的平均核G值作为表示染色特征的特征参数检测染色异常，但不限于此。也可以不用平均核G值，用血细胞图像核区域的B值或R值的平均值作为特征参数检测染色异常，还可以用血细胞图像核区域所含一个像素的G值、B值或R值作为特征参数检测染色异常。
在上述实施方式中，使用平均血细胞图像的背景区域G值的平均背景G值为表示灯光光量特征的特征参数检测灯光光量异常，但不限于此。也可以不用平均背景G值，用血细胞图像背景区域的B值或R值的平均值作为特征参数检测灯光光量异常，还可以用血细胞图像背景区域所含一个像素的G值、 B值或R值作为特征参数检测灯光光量异常。
在上述实施方式中，用中性细胞的细胞图像检测染色异常，但不限于此。也可以不用中性细胞，用单核细胞、嗜酸性细胞、嗜碱性细胞和淋巴细胞等其他白细胞的细胞图像检测染色异常。但是健康人血液的白细胞中，中性细胞数量最多，因此，用中性细胞的血细胞图像比用其他种类的血细胞图像更能稳定地检测染色异常。红细胞整体都被染色液染色，也可以用血细胞图像的红血细胞区域检测染色异常。
在上述实施方式中，由计算机执行图像处理程序来发挥图像处理单元3的功能，检测染色异常和灯光光量异常，但不限于此。也可以用可实施与图像处理程序同样处理的FPGA或ASIC等专用硬件，实施检测染色异常和灯光光量异常的处理。
在上述实施方式中，用与图像处理单元3分设的血细胞图像显示单元4来显示血细胞图像和染色异常或灯光光量异常的通知信息，但不限于此。也可以用同时兼具图像处理单元3功能和血细胞图像显示单元4功能的一个装置检测染色异常和灯光光量异常，并显示血细胞图像和染色异常或灯光光量异常的通知信息。
在上述实施方式中，根据血细胞图像分类白细胞后检测染色异常和灯光光量异常，但不限于此。也可以在检测染色异常和灯光光量异常后分类白细胞。此时，也可在检出染色异常或灯光光量异常时，不进行用该血细胞图像进行白细胞分类的处理。以此可以当推测因为染色异常或灯光光量异常不能正常进行白细胞分类时，不进行白细胞分类，使标本摄像装置得到更有效的运用。
在上述实施方式中，用校正补偿后的血细胞图像检测染色异常，但不限于此。也可以根据血细胞图像的增益补偿程度、即在补偿中血细胞图像各像素辉度值的变化量设定基准值(阈值)，将校正补偿前的血细胞图像细胞核区域的特定颜色成份(比如绿色)的辉度值与上述基准值作比较，若低于基准值则判断为染色异常。即，当校正补偿量大时，补偿前的血细胞图像其整体辉度值偏低，将基准值设置为低，当校正补偿量小时，补偿前的血细胞图像其整体辉度值偏高，将基准值设置为高。以此用补偿前的血细胞图像也能够适当检测染色异常。
在上述实施方式中，由单一的计算机3a执行图像处理程序34a的全部处理，但不限于此，也可以作为一个分散型系统，由数台装置(计算机)分散执行与上述图像处理程序34a同样的处理。
在上述实施方式中，由单一的计算机4a执行血细胞图像显示程序44a的全部处理，但不限于此，也可以作为一个分散型系统，由数台装置(计算机)分散执行与上述血细胞图像显示程序44a同样的处理。

Claims (15)

1.一种标本摄像装置，包括：
摄像部件，拍摄含有已被染色的细胞的染色标本，生成关于所述染色标本中所含细胞的细胞图像；及
染色异常检测单元，根据所述摄像部件生成的所述细胞图像，检测有关所述染色标本的染色异常。
2.根据权利要求1所述标本摄像装置，其特征在于：还具备存储器，存储用于检测有关所述染色标本的染色异常的基准值；
所述染色异常检测单元根据所述细胞图像获取表示细胞特征的特征值，通过比较所述基准值和所述特征值，检出有关所述染色标本的染色异常。
3.根据权利要求2所述标本摄像装置，其特征在于：所述染色异常检测单元获取有关所述细胞图像的细胞部分中一定颜色成份辉度的信息，作为所述特征值。
4.根据权利要求1～3中任一项所述标本摄像装置，其特征在于：还有从含有染色血细胞的所述染色标本中检出白细胞的白细胞检测单元；
所述摄像部件生成有关所述白细胞检测单元检出的白细胞的细胞图像。
5.权利要求4所述标本摄像装置，其特征在于：还有将所述细胞图像中所含白细胞分成数类的血细胞分类单元；
所述染色异常检测单元根据所述血细胞分类单元分成一定种类的白细胞，检测关于所述染色标本的染色异常。
6.权利要求5所述标本摄像装置，其特征在于：所述血细胞分类单元将所述细胞图像所含白细胞分为包括中性细胞在内的数类；
所述染色异常检测单元根据所述血细胞分类单元分为中性细胞的所述细胞图像中所含白细胞，检测有关染色标本的染色异常。
7.权利要求4所述标本摄像装置，其特征在于：还有识别所述细胞图像所含白细胞细胞核区域的核识别单元；
所述染色异常检测单元根据所述核识别单元识别为细胞核的区域获取所述特征值，根据获取的所述特征值检测出有关所述染色标本的染色异常。
8.权利要求2或3所述标本摄像装置，其特征在于：所述摄像部件可摄取数个细胞图像；
所述染色异常检测单元根据所述数个细胞图像分别获取数个所述特征值，根据获取的数个所述特征值和存储在所述存储器中的所述基准值，检测有关所述染色标本的染色异常。
9.权利要求8所述标本摄像装置，其特征在于：所述染色异常检测单元求出所获取的数个所述特征值的平均值，比较求出的所述平均值和所述存储器存储的所述基准值，检出有关所述染色标本的染色异常。
10.权利要求1所述标本摄像装置，其特征在于：还有根据所述摄像部件生成的所述细胞图像，检出有关所述摄像部件异常的摄像异常检测单元。
11.权利要求1所述标本摄像装置，还包括：
显示器；
显示控制单元，当所述染色异常检测单元检出所述染色标本染色异常时，所述显示控制单元使所述显示器显示表示发生有关所述染色标本染色异常的染色异常信息。
12.一种标本摄像装置，包括：
摄像部件，拍摄含有已被染色的染色标本，生成关于所述染色标本中所含细胞的细胞图像；及
摄像异常检测单元，根据所述摄像部件生成的细胞图像，检出有关所述摄像部件的异常。
13.权利要求12所述标本摄像装置，其特征在于：所述摄像部件具有光源；
所述摄像异常检测单元根据所述摄像部件生成的所述细胞图像检测关于所述光源的异常。
14.权利要求12或13所述标本摄像装置，其特征在于：所述摄像异常检测单元获取有关所述细胞图像中细胞以外区域的特征值，根据获取的所述细胞图像中细胞以外区域的特征值检出关于所述摄像部件的异常。
15.权利要求14所述标本摄像装置，其特征在于：所述摄像异常检测单元获取关于所述细胞图像中背景的特征值，根据获取的所述细胞图像中背景的特征值，检出所述摄像部件的异常。
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