CN104598767B - 一种利用计算机鉴定免疫固定电泳m蛋白成份的方法 - Google Patents
一种利用计算机鉴定免疫固定电泳m蛋白成份的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104598767B CN104598767B CN201510022062.7A CN201510022062A CN104598767B CN 104598767 B CN104598767 B CN 104598767B CN 201510022062 A CN201510022062 A CN 201510022062A CN 104598767 B CN104598767 B CN 104598767B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electrophoresis
- peak
- value
- immunofixation
- computer
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Peptides Or Proteins (AREA)
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
Abstract
本发明属于临床鉴別诊断领域，具体涉及一种利用计算机鉴定免疫固定电泳M蛋白成份的方法和系统。本发明通过采集免疫固定电泳后的样本图片经电脑扫描后转换形成六幅峰状电泳图谱，采用不同的颜色把六幅电泳图合并为一张电泳图，先找到M蛋白带，再根据其它5个不同组分的图像信息进行综合匹配处理。本发明采用计算机编程可对免疫固定电泳图谱中血清蛋白电泳及各组分实现自动识别、分类、综合分析给出正确鉴别结果。利用计算机鉴定免疫固定电泳M蛋白成份的方法经临床应用准确度96％，统计学上和传统方法比较无显著性差异，大大避免了目前传统方法还在用肉眼判断免疫固定电泳M蛋白分型的主观误差，为临床实验室带来了极大方便。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用计算机鉴定免疫固定电泳M蛋白成份的方法和系统，具体属于临床鉴別诊断领域。
发明背景
随着计算机技术的不断发展，计算机技术在医学中的应用也越来越多，其中自动识别M蛋白成分的检测是医学检验中的一个重要组成部分，M蛋白血症的诊治主要依 靠实验室工作人员根据区带电泳和肉眼观察免疫固定电泳的图进行识别和分类。这种 工作效率低，主观因素多，易造成错误的鉴定。目前国内外相关学者在这方面很少研 究。它们仅对免疫印迹法的区带进行广泛的研究，欧蒙印迹法图像处理系统就是通过 对反应后的试验膜上的条带进行高清拍摄，或者扫描(平板扫描仪)得到一组可以使用标 准化判读软件，识别判读的数字高清图片，来实现膜条上的数字化转化存储，继而识 别膜条测定条带的反应结果，并自动将结果转化为可见的图像报告样式，实现了免疫 印迹法检测操作的自动化。但这些都不包含智能综合分析给出正确临床鉴別诊断。随 着计算机模式识别技术和人工智能研究的不断发展，希望计算机能做到与医学检验专 家一样，快速准确地识别M蛋白的成分并做出相应的诊断成为一个新课题。
M蛋白血症是在血液中出现M蛋白疾病的总称,又称异常免疫球蛋白,临床上通常分为恶性或，良性的,前者为免疫球蛋白的形成细胞恶性增殖多见于多发性骨髓瘤(multiple myeloma，MM),巨球蛋白血症(macroglobulinemia)及恶性淋巴瘤(malignantlymphoma)都是以M英文字母开头,及慢性淋巴细胞白血病等，,后者为反应性增殖,属于 良性,二者基础疾病完全不同。
由于M蛋白分型种类多,血清蛋白电泳及免疫学方法已成为确诊M蛋白血症的重要手段,其中血清免疫固定电泳是对MM患者血清中的单克隆免疫球蛋白进行分型鉴定 具有高特异性和高灵敏性(参见文献：崔凡.免疫固定电泳检查在M蛋白分型鉴定中的 应用,临床和实验医学杂志.2010,9(8):587-588)。
一般免疫固定电泳鉴定M蛋白成份主要由6个组分组成。1.蛋白电泳2.免疫球蛋白G 3.免疫球蛋白A4.免疫球蛋M 5.免疫球蛋白K链6.免疲球蛋白入链，第1组分为 总的血清蛋白成份，第2～4组分为免疫球蛋白G、A、M简称“重链”，其实免疫球蛋 白是由2条重链和2条轻链组成的，第5～6组分为轻链，共有六个组分的电泳带组成。 正常人免疫固定电泳中的蛋白电泳只出现清蛋白等5种蛋白成份，不出现M蛋白成份 区带,且免疫球蛋白G、A、M及K链和λ链电泳带颜色较浅，扫描后一般锋宽大于锋高。 正常人免疫固定电泳扫描可以形成六张峰形图谱，不直观，也不智能。
虽然免疫固定电泳图谱简单,但在目前临床医学检验中对M蛋白的分型、判断、识别，都是人工肉眼观察，易产生主观判断误差及漏判。
目前尚无文献报道运用电脑扫描模式识别技术，采用计算机智能方法能对血清蛋白电泳和免疫固定电泳图谱实现自动识别、分类、综合分析并给出正确鉴别结果的方
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用计算机鉴定免疫固定电泳M蛋白成份的方法。 该方法同时计算出K和λ链的比值，这个比值在以往的传统免疫固定电泳方法肉眼判断 时是无法辨别的，因为肉眼不能判断颜色的确切深浅值，然而K和λ链的比值在诊断多 发性骨髓瘤是很有价值的。这样我们这个软件可以同时测定K和λ链比值，减少了病人 再次测定K和λ链所带来的麻烦。
本发明的另一目的在于提供一种利用计算机鉴定免疫固定电泳M蛋白成份的系统。
本发明的主要技术方案是：
首先采用免疫固定泳方法将病人血清样本电泳后扫描，转换形成六幅峰状电泳图谱见图1，为了便于智能化鉴定M蛋白成份，通过按键精灵软件计算机自编程序处理， 采用不同的颜色把六幅电泳图合并为一张电泳图并将六张电泳图扫描转换成一维数据 储存成EXCEL文档里，自编软件包自动识别M蛋白带，再根据其它5个不同组分的 图像信息进行综合匹配处理，综合分析后给出正确鉴别结果。
具体步骤是把六幅图像经过用按键精灵软件，将六张电泳图扫描转换成一维数据储存成EXCEL文档，将电泳峰值数据标准化纠正，以免不同因素引起偏差干扰，然后 根据正常人质控品(上海市临检中心提供质控血清)的免疫固定电泳六组的一维数据的 峰高与峰宽的阈值范围及颜色深浅来判断病人血清免疫固定电泳某组分峰值特征是否 有意义(见注解)见图4，即判断患有M蛋白血症是根据M蛋白在蛋白电泳对应的位置 可在α2至γ区形成浓度高的区带，从扫描图中可见基底较窄，高而尖锐的峰，在γ区蛋 白峰高大于峰宽，在β区和α2区也是如此，以此参数来判断M蛋白的真伪，所以智能 判断首先要找到深色的M蛋白带(数值较大)然后再判断是否蛋白峰高大于峰宽(峰高值 和峰宽值间的比值大于4:1)，二者都符合可以推断是M蛋白，见流程图21,22，假如两 者中有一个不符，则判断M蛋白打个问号，建议重做，假如两者都不符合，则报正常。 这样就纠正了由于电泳条件不一致而引起的误差，也为判断M蛋白窄峰实现了标准化 的依据。
免疫固定电泳智能化鉴定M蛋白成份的电泳特点见表1
表1智能化鉴定免疫固定电泳M蛋白成份电泳特点
注解:“有价值”(有意义)指与正常人质控品比较而言,峰值“有价值”指峰高大于峰 宽为5:1。重链指IgG,IgA,IgM，轻链指K型，λ型。
本发明的第一方面，是提供一种利用计算机鉴定免疫固定电泳M蛋白成份的方法，该方法包括以下步骤：
A、采用免疫固定电泳方法用SPIFE4000(或3000型)全自动电泳仪获得血清样本的电泳图谱；
B、扫描仪扫描电泳图片，输入计算机；
C、将步骤B的电泳图扫描转换成一维数据储存成EXCEL文档；
D、打开步骤C获得的EXCEL文档，获得免疫固定电泳中蛋白电泳 (DY),IgG,IgA,IgM，K型，λ型数据。获得各条线的参数，包括：1.峰值坐标，2.左波谷 坐标，3.右波谷坐标，4.波宽是否大于波高峰值，5.各线峰值；K/λ比值。如果病人输出 的峰值比标准峰值(正常人质控品同时实验)大，即根据各线的标准化处理峰值比较，也 就是说经过正常蛋白电泳峰值矫正，得到电泳峰值矫正系数：y＝正常对照样品各组分 电泳峰值(清蛋白除外)除以待测样品各组分电泳峰值。若Y<1说明不正常，则这条线 的峰还要进一步判断是否有价值，也就是根椐左波谷坐标至右波谷坐标的峰高是否大 于峰宽，如果峰高大于峰宽，峰高值和峰宽值间的比值大于4:1，以上二者都符合可以 推断是M蛋白带，见图4，假如两者中有一个不符，则判断M蛋白打个问号，建议重 做，假如两者都不符合，则报正常。这样就纠正了由于电泳条件不一致而引起的误差， 也为判断M蛋白窄峰实现了标准化的依据。然后进一步按流程鉴定为哪一类型的M蛋 白。
E、输出鉴别结果。
根据判断M蛋白带的理论依据寻找属于哪一类单克隆免疫球蛋白病,并打印报告包括K和λ链的比值。
K和λ链的比值在以往的传统免疫固定电泳方法肉眼判断时是无法辨别的，因为肉眼不能判断颜色的深浅确切值，而我们所采取的是按键精灵的捕色软件，它可以测出 K和λ链的颜色深浅具体值，然而K和λ链的比值在诊断多发性骨髓瘤是很有价值的。 这个结果和免疫散射比浊法测定K和λ链的比值具有良好相关性(n＝38，r＝0.889),经统 计K/λ比值，正常人参考值在1.16±0.2之间(n＝32，)，所有M蛋白血症病人K型 病人K和λ的比值明显大于1.36，而λ型的病人K和λ的比值明显小于0.96,与国内报道 相接近[参见文献李倩等。血清和尿液轻链含量测定对多发性骨髓瘤的判断价值[J].标记 免疫分析与临床,2010，17(2)：78－80)].这样我们这个软件可以同时测定K和λ链减少 了病人再次测定K和λ链所带来的麻烦，详见流程图图21，22及表1，2。
优选的，所述步骤C中，将步骤B的电泳图扫描转换成一维数据储存成EXCEL 文档，是采用按键精灵软件内部编程语句自编成小精灵软件，利用由按键精灵提供的 颜色插件进行图片数据转换。
本发明的第二方面，提供一种利用计算机鉴定免疫固定电泳M蛋白成份的系统，该系统包括电泳仪、扫描仪以及处理器，所述的处理器包括以下模块：
A电泳模块，用全自动电泳仪获得血清样本的凝胶电泳图；
B扫描模块，用扫描仪扫描步骤A所得电泳图，输入计算机；
C转换模块，在计算机中将步骤B电泳图扫描转换成一维数据储存在EXCEL文档里；
D鉴别模块，用计算机软件打开步骤C获得的EXCEL文档数据，然后进一步按 鉴别流程鉴定为哪一类型的M蛋白并输出鉴别结果及图像。
优选的，步骤A的设备为SPIFE3000或4000型全自动电泳仪。
优选的，步骤B所用的设备为SPIFE4000，或SPIFE3000与Canon KEW36823的 组合。
优选的，步骤C转换模块所用的为按键精灵软件，经采用VB语句自编成小精灵 软件。由福建创意嘉和软件有限公司(免费版)网上提供。
本发明的第三方面，提供一种利用计算机鉴定免疫固定电泳M蛋白成份的设备，有以下设备组成：
A电泳仪，用以获得血清样本的凝胶电泳图；
B扫描仪，用以扫描步骤A所得电泳图，输入计算机；
C计算机的处理器，在计算机中将步骤B电泳图扫描转换成一维数据储存在 EXCEL文档里；用计算机软件打开步骤C获得的EXCEL文档数据,然后进一步按鉴别 流程鉴定为哪一类型的M蛋白并输出鉴别结果及图像。
D打印机,用以智能鉴定结果输出。
优选的，步骤A的电泳仪为SPIFE3000或4000型全自动电泳仪。
优选的，步骤B所用的扫描仪为SPIFE4000，或SPIFE3000与Canon KEW36823 的组合。
优选的，步骤D所用的打印机为HP-Laser Jet P1007激光打印机或EPSON stylusC65serise彩色打印机。
附图说明
图1SPIFE4000或扫描仪将凝胶免疫固定电泳转换成清晰图片示意图(选自上海市第一人民医院)
说明:在SPIFE4000(或3000型)仪器上进行免疫固定电泳测定，电泳结束后，仪器将染色，脱色，烘干的凝胶样品放扫描仪转换为高清的图片。
图2按键精灵将免疫固定电泳图片转化成一维数据存文挡示意图
说明:用按键精灵找色判断颜色深浅软件经自编后，将六幅电泳图扫描转换成一维 数据储存成EXCEL文档。
图3智能鉴别M蛋白分型软件将文挡打开判读鉴定(自编软件)示意图
说明:根据M蛋白与蛋白电泳对应的位置，区带深浅，宽窄的不同，确立半峰宽高度与峰高的比例范围,血清M蛋白在蛋白电泳中,可在α2至γ区形成浓度高的区带,从扫 描图中可见基底较见窄,高而尖锐的峰,在γ区蛋白峰高大于峰宽，在β区和α2区也是如此,以此参数来判断M蛋白的真伪,大大的减少肉眼判断的误差。
图4(上)λ型IgG单克隆免疫球蛋白病(选自上海市第一人民医院)----免疫固定电泳 图谱
图4(下)区带判断标准化(γ区蛋白峰高大于峰宽)-----智能合并免疫固定电泳图
说明:设纠正系数为Y，Y＝正常对照样品各组分电泳峰值(除清蛋白)/待测样品各组分电泳峰值。若Y<1说明不正常，则这条线的峰还要进一步判断是否有价值,也就是 根椐左波谷坐标至右波谷坐标的峰宽是否大于峰高,如果峰高大于峰宽4:1,以上二者都 符合可以推断是M蛋白带，假如两者中有一个不符，则判断M蛋白打个问号，建议重 做，假如两者都不符合，则报正常。此幅免疫固定电泳图象,符合Y小于1且IgG和λ 有价值峰时，则判断为λ型IgG单克隆免疫球蛋白病。自动识别与专家识别符合情况相 一致。
图5(上)正常----(选自上海市第一人民医院)免疫固定电泳图谱
图5(下)正常----智能合并免疫固定电泳图
说明:根据患者电泳峰值与正常对照电泳比较(上海市临检中心提供质控血清，电泳 峰值参考范围在114-126区域，120±5％偏差)此病人电泳峰值为107,计算Y值大于1 且G、A、M为无意义单克隆带，所以智能判断为正常。自动识别与专家识别符合情 况相一致，在检测位置SP(电泳)上无M蛋白，在G,A(IgG,IgA)电泳图上，无价值单克 隆IgG,IgA，在Kλ(轻链)上，无价值K,λ型，与专家识别符合
图6(上)正常(选自上海市第一人民医院)----免疫固定电泳图谱
图6(下)正常----智能合并免疫固定电泳图
说明:根据患者电泳峰值与正常对照电泳比较，此病人电泳峰值为115,计算Y值大于1且G、A、M为无意义单克隆带，所以智能判断为正常。自动识别与专家识别符 合情况相一致，在检测位置SP(电泳)上无M蛋白，在G,A(IgG,IgA)电泳图上，无价值 单克隆IgG,IgA，在Kλ(轻链)上，无价值K,λ型，与专家识别符合
图7(上)正常(选自上海市第一人民医院)----免疫固定电泳图谱
图7(下)正常----智能合并免疫固定电泳图。
说明:此样品为上海市临检中心正常人质控血清,电泳峰值为125在正常参考范围内 (114-126)。所以智能判断为正常
图8(上)k型Ig G单克隆免疫球蛋白病(选自上海市第一人民医院)----免疫固定电泳 图谱
图8(下)k型Ig G单克隆免疫球蛋白病----智能合并免疫固定电泳图
说明:根据患者电泳峰值与正常对照电泳比较(114-126)此病人电泳峰值为144,计算 Y小于1且在IgG.和K上有价值峰,，所以智能判断为k型Ig G单克隆免疫球蛋白病。 自动识别与专家识别符合情况相一致，在检测位置SP(电泳)上有M蛋白，在G(IgG) 电泳图上，有价值单克隆IgG，在K(轻链)上，有价值K型，与专家识别符合
图9(上)λ型IgA单克隆免疫球蛋白病(选自上海市第一人民医院)----免疫固定电泳 图谱
图9(下)λ型IgA单克隆免疫球蛋白病----智能合并免疫固定电泳图
说明:根据患者电泳峰值与正常对照电泳比较(114-126)此病人电泳峰值为146,计算 Y小于1且在IgA和λ上有价值峰,，所以智能判断为λ型IgA单克隆免疫球蛋白病。自 动识别与专家识别符合情况相一致，在检测位置SP(电泳)上有M蛋白，在A(IgA)电泳 图上，有价值单克隆IgA，在λ(轻链)上，有价值λ型，与专家识别符合
图10(上)λ型IgG单克隆免疫球蛋白病(选自上海市第一人民医院)----免疫固定电泳 图谱
图10(下)λ型IgG单克隆免疫球蛋白病----智能合并免疫固定电泳图
说明:根据患者电泳峰值与正常对照电泳比较(114-126)此病人电泳峰值为131,计算 Y小于1且在IgG和λ上有价值峰,，所以智能判断为λ型IgG单克隆免疫球蛋白病,自动识别与专家识别符合情况相一致，在检测位置SP(电泳)上有M蛋白，在G(IgG)电泳图 上，有价值单克隆IgG，在λ(轻链)上，有价值λ型，与专家识别符合
图11(上)正常(选自上海市第一人民医院)----免疫固定电泳图谱
图11(下)正常----智能合并免疫固定电泳图
说明:根据患者电泳峰值与正常对照电泳比较(上海市临检中心提供质控血清)参考 范围在114-126区域(120±5％偏差)此病人电泳峰值为125,计算Y值大于1且G、A、M 为无意义单克隆带，所以智能判断为正常,自动识别与专家识别符合情况相一致，在检 测位置SP(电泳)上无M蛋白，在G,A(IgG,IgA)电泳图上，无价值单克隆IgG,IgA，在 Kλ(轻链)上，无价值K,λ型，与专家识别符合
图12(上)游离λ型轻链病(选自上海市第一人民医院)免疫固定电泳图谱
图12(下)游离λ型轻链病----智能合并免疫固定电泳图
说明:根据患者电泳峰值与正常对照电泳比较(114-126)此病人电泳峰值为133,计算 Y小于1且G、A、M为无价值峰,，所以智能判断为游离λ型轻链病,自动识别与专家识 别符合情况相一致，在检测位置SP(电泳)上有M蛋白，在G,A,M(IgG,IgA,IgM)电泳图 上，无价值单克隆IgG,IgA,IgM，在λ(轻链)上，有价值λ型，与专家识别符合
图13(上)正常(选自上海市第一人民医院)----免疫固定电泳图谱
图13(下)正常----智能合并免疫固定电泳图
说明:根据患者电泳峰值与正常对照电泳比较(上海市临检中心提供质控血清)参考 范围在114-126区域(120±5％偏差),此病人电泳峰值为125,计算Y值大于1且G、A、 M为无意义单克隆带，所以智能判断为正常,自动识别与专家识别符合情况相一致，在 检测位置SP(电泳)上无M蛋白，在G,A(IgG,IgA)电泳图上，无价值单克隆IgG,IgA， 在Kλ(轻链)上，无价值K,λ型，与专家识别符合
图14(上)K型IgG，λ型IgG单克隆免疫球蛋白病(选自宋鉴清.电泳技术临床应用—电泳图谱[M].1版.辽宁:科学出版社,2006:P89)----免疫固定电泳图谱
图14(下)K型IgG，λ型IgG单克隆免疫球蛋白病----智能合并免疫固定电泳图
说明:根据患者电泳峰值与正常对照电泳比较(114-126)此病人电泳峰值为191计算 Y小于1且在IgG和K及λ上有价值狭峰,，,所以判断为K.λ型IgG单克隆免疫球蛋白 病。自动识别与专家识别符合情况相一致，在检测位置SP(电泳)上有M蛋白，在G(IgG) 电泳图上，有价值单克隆IgG，在K，λ(轻链)上，有价值K，λ型，与专家识别符合
图15(上)K型IgG单克隆免疫球蛋白病(选自宋鉴清.电泳技术临床应用—电泳图谱[M].1版.辽宁:科学出版社,2006:P89)----免疫固定电泳图谱
图15(下)K型IgG单克隆免疫球蛋白病----智能合并免疫固定电泳图
说明:根据患者电泳峰值与正常对照电泳比较(114-126)此病人电泳峰值为176,计算 Y小于1且在IgG和K上有价值峰,，所以智能判断为K型IgG单克隆免疫球蛋白病。 自动识别与专家识别符合情况相一致，在检测位置SP(电泳)上有M蛋白，在G(IgG) 电泳图上，有价值单克隆IgG，在K(轻链)上，有价值K型，与专家识别符合
图16(上)K型IgM单克隆免疫球蛋白病(选自宋鉴清.电泳技术临床应用—电泳图谱 [M].1版.辽宁:科学出版社,2006:85)----免疫固定电泳图谱
图16(下)K型IgM单克隆免疫球蛋白病----智能合并免疫固定电泳图
说明:根据患者电泳峰值与正常对照电泳比较(114-126)此病人电泳峰值为206,计算 Y小于1且在IgM和K上有价值峰,，所以智能判断为K型IgM单克隆免疫球蛋白病。 自动识别与专家识别符合情况相一致，在检测位置SP(电泳)上有M蛋白，在M(IgM) 电泳图上，有价值单克隆IgM，在K(轻链)上，有价值K型，与专家识别符合
图17(上)λ型IgM单克隆免疫球蛋白病(选自宋鉴清.电泳技术临床应用—电泳图谱 [M].1版.辽宁:科学出版社,2006:86)----免疫固定电泳图谱
图17(下)λ型IgM单克隆免疫球蛋白病----智能合并免疫固定电泳图
说明:根据患者电泳峰值与正常对照电泳比较(114-126)此病人电泳峰值为180,计算 Y小于1且在IgM和λ上有价值峰,，所以智能判断为λ型IgM单克隆免疫球蛋白病。自 动识别与专家识别符合情况相一致，在检测位置SP(电泳)上有M蛋白，在M(IgM)电 泳图上，有价值单克隆IgM，在λ(轻链)上，有价值λ型，与专家识别符合
图18(上)λ型轻链病(选自宋鉴清.电泳技术临床应用—电泳图谱[M].1版.辽宁:科学 出版社,2006:87)----免疫固定电泳图谱
图18(下)λ型轻链病----智能合并免疫固定电泳图
说明:根据患者电泳峰值与正常对照电泳比较(114-126)此病人电泳峰值为161,计算 Y小于1且G、A、M为无价值峰单克隆免疫球蛋白,λ有价值狭蜂，所以智能判断为λ 型轻链病。自动识别与专家识别符合情况相一致，在检测位置SP(电泳)上有M蛋白， 在G,A,M(IgG,IgA,IgM)电泳图上，无价值单克隆IgG,IgA,IgM，在λ(轻链)上，有价值λ 型，与专家识别符合
图19(上)λ型轻链病(选自宋鉴清.电泳技术临床应用—电泳图谱[M].1版.辽宁:科学 出版社,2006:87)----免疫固定电泳图谱
图19(下)λ型轻链病----智能合并免疫固定电泳图
说明:根据患者电泳峰值与正常对照电泳比较(114-126)此病人电泳峰值为191计算 Y小于1且G、A、M为无价值峰单克隆免疫球蛋白,λ有价值狭蜂，所以智能判断为λ 型轻链病。自动识别与专家识别符合情况相一致，在检测位置SP(电泳)上有M蛋白， 在G,A,M(IgG,IgA,IgM)电泳图上，无价值单克隆IgG,IgA,IgM，在λ(轻链)上，有价值λ 型，与专家识别符合
图20(上)λ型IgG单克隆免疫球蛋白病(选自上海市第一人民医院)----免疫固定电泳 图谱
图20(下)λ型IgG单克隆免疫球蛋白病----智能合并免疫固定电泳图
说明:根据患者电泳峰值与正常对照电泳比较(114-126),此病人电泳峰值为215,计 算Y小于1且在IgG和λ上有价值峰,，所以智能判断为λ型IgG单克隆免疫球蛋白病。 自动识别与专家识别符合情况相一致，在检测位置SP(电泳)上有M蛋白，在G(IgG) 电泳图上，有价值单克隆IgG，在λ(轻链)上，有价值λ型，与专家识别符合
图21智能化鉴定M蛋白带流程图；
图22智能化鉴定M蛋白成份的流程图；
说明，注解:峰值“有价值”或“有意义”指峰高大于峰宽为4:1。重链指IgG,IgA,IgM， 轻链指K型，λ型。
具体实施方式
现结合实施例对本发明作详细描述，但本发明的实施不仅限于此。
实施例1利用计算机鉴定M蛋白血症样本
(1)免疫固定电泳测定及扫描
1.方法学原理：免疫固定电泳(immunofixation eletrophoresis，IFE)将血清或其他 标本在琼脂(醋酸纤维素)平板上作区带电泳，各种单一蛋白或复合蛋白成分经电泳后按 其电荷量、分子大小等所致电迁移率不同而分开。然后在其上加入已知相应单价抗血清(分别含有抗κ、λ轻链及各类重链抗血清)，当抗体与其区带中的单克隆Ig结合后， 便形成抗原抗体复合物而沉淀(固定)下来。通过漂洗和染色，呈现浓而狭窄的着色区带， 即可判断单克隆Ig的轻链和重链类型。
2.标本采集：35例M蛋白血症样本采集及15例免疫固定电泳发表图(参见文献： 宋鉴清.电泳技术临床应用—电泳图谱[M].1版.辽宁:科学出版社,2006)均由上海交通大 学附属第一人民医院实验室提供。M蛋白血症样本采集和操作同正常病人一起实验不 需另行处理。
质控品:正常人对照(上海市临检中心提供质控血清)。
3.试剂:美国Helena公司；一盒试剂包括:1.琼脂(醋酸纤维素)2.单价抗血清试剂3. 染料4.脱色剂，试剂货号：3415/3416/3417；仪器设备：全自动快速电泳分析仪，美国Helena公司，SPIFE 4000或3000型。参数设置和操作步骤：详见REP电泳仪操作规 程。扫描仪：Canon KEW36823。
(2)计算机鉴定免疫固定电泳M蛋白成份的方法
1.在SPIFE4000或3000型仪器上进行免疫固定电泳测定，电泳结束后，仪器将染色，脱色，烘干的凝胶样品放扫描仪转换为高清的图片。见图1
2.用按键精灵找色判断颜色深浅软件经自编后，将待测电泳图谱扫描转换成一维数 据储存EXCEL文档。见图2
3.智能软件调用储存EXCEL文档。见图3
根据M蛋白与蛋白电泳对应的位置，区带深浅数据大小，宽窄的大小数据不同， 确立峰高度与峰宽的比例范围,血清M蛋白在蛋白电泳中,可在α2至γ区形成浓度高的区 带,从扫描图中可见基底较见窄,高而尖锐的峰,在γ区蛋白峰高大于峰宽，在β区和α2区 也是如此,以此参数来判断M蛋白的真伪,大大的减少肉眼判断的误差。见图4
4.电泳条件标准化
由于免疫蛋白和免疫固定电泳易受电压、温度和缓冲液、PH等影响，并且M蛋 白类型较多，特别亚型的差别细微要识别它们，需要一些标准化的向量特征，即每次 做正常(健康人)和异常质控，每个患者与健康人比较实现标准化，首先设纠正系数为Y， Y＝正常对照样品各组分电泳峰值(除清蛋白)/待测样品各组分电泳峰值。若Y<1说明 不正常，则这条线的峰还要进一步判断是否有价值,也就是根椐左波谷坐标至右波谷坐 标的峰宽是否大于峰高,如果峰高大于峰宽4:1,以上二者都符合可以推断是M蛋白带， 假如两者中有一个不符，则判断M蛋白打个问号，建议重做，假如两者都不符合，则 报正常。这样就纠正了由于电泳条件不一致而引起的误差，也为判断M蛋白窄峰实现 了标准化的依据。
5.结果鉴别和综合分析
a.把纠正后图片生成的数据再用EXCEL再转化为直观的一个峰值图谱。见图4
b.按免疫固定电泳的区带位置和峰宽的峰高的比例关系，采用计算机编程智能化鉴 定
免疫固定电泳M蛋白成份，最后鉴别出不同类型的M蛋白，并做出结果。见图 5-13和表1
一般免疫固定电泳鉴定M蛋白成份主要由6个组分组成。1.蛋白电泳2.免疫球蛋白G 3.免疫球蛋白A4.免疫球蛋M 5.免疫球蛋白K链6.免疲球蛋白入链，第1组分为 总的血清蛋白成份，第2～4组分为重链，第5～6组分为轻链，共有六个组分的电泳 带组成。正常人免疫固定电泳中的蛋白电泳只出现清蛋白等5种蛋白成份，不出现M 蛋白成份区带,且免疫球蛋白G，A，M及K链和λ链电泳带颜色较浅，扫描后一般锋宽 大于锋高。正常人电泳扫描可以形成六张峰形图谱，为了便于智能化鉴定M蛋白成份， 我采用不同的颜色把六幅峰形电泳图合并为一张电泳图，便于直观显示给医生，为诊 断病人疾病提供了合理地客观依据。正常人免疫固定电泳中的蛋白电泳带(SP)只出现清 蛋白、α1、α2、β，λ不出现M蛋白，当单株免疫球蛋白异常时(M蛋白血症)，从α2到 r部位，可出现尖锋状的蛋白带称M蛋白带，它的峰宽比清蛋白峰窄，且颜色较深,也 就是根椐左波谷坐标至右波谷坐标的峰宽是否大于峰高,如果峰高大于峰宽4:1,以上二 者都符合可以推断是M蛋白带，假如两者中有一个不符，则判断M蛋白打个问号，建 议重做。这样就纠正了由于电泳条件不一致而引起的误差，也为判断M蛋白窄峰实现 了标准化的依据。
设计思想：
主要的思考方法是先找到M蛋白带，再根据其它5个不同组分的图像信息 进行综合匹配处理。首先把6幅图像经过扫描转换成数据信息。再将二维数据转换成 一维数据，便于参数传递，其次将电泳峰值数据标准化纠正，以免不同因素引起偏差 干扰，最后根据正常人的免疫固定电泳六组的一维数据的峰高与峰宽的阈值范围来判 断病人血清免疫固定电泳某组分峰值特征是否有意义，即患有M蛋白血症。免疫固定 电泳智能化鉴定M蛋白成份的电泳流程图22及特点见表1至表2。
实施例2利用计算机鉴定免疫固定电泳图像
由作者和临床免疫专家选出35例M蛋白血症样本采集及15例免疫固定电泳发表图(参见文献：宋鉴清.电泳技术临床应用—电泳图谱[M].1版.辽宁:科学出版社,2006)均由上海交通大学附属第一人民医院实验室提供。选择原则是既满足于常规检查的M蛋 白类型，又包括很少见的类型和书图谱上的特例图像，经扫描成图片后，用按键精灵 电脑软件把图片转化为数据。采用计算机编程智能化鉴定免疫固定电泳M蛋白成份通 过对50幅免疫固定电泳图像和血清蛋白电泳图像的数据分析，评价自动扫描、鉴定的 整体性能。(计算机鉴定方法同实施例1)结果见图14－图20，及实验结果分析，实验 结果分析采用联想电脑M7150，CPU256M内存完成50幅扫描、分析及识别鉴定，共 耗8分钟，平均一幅为100秒左右。实验结果见表2、表3、表4
表2评价自动扫描、鉴定的整体性能
| 区带分类 | 识别数 | 正确识别数 | 识别率％ |
| 清蛋白区带 | 50 | 50 | 100 |
| α1区带 | 50 | 50 | 100 |
| α2区带 | 50 | 50 | 100 |
| β区带 | 50 | 50 | 100 |
| γ区带 | 50 | 50 | 100 |
| M蛋白区带 | 35 | 33 | 94.3 |
| 其中M蛋白IgG区带 | 17 | 17 | 100 |
| 其中M蛋白IgA区带 | 4 | 4 | 100 |
| 其中M蛋白IgM区带 | 6 | 6 | 100 |
| 其中游离k区带 | 1 | 1 | 100 |
| 其中游离λ区带 | 7 | 7 | 100 |
表3两种方法鉴定M蛋白成份比较
卡方检验P>0.05,两种方法鉴定M蛋白成份无显著性差异。
2性能验证
智能化鉴定M蛋白成份的准确度、可靠性、诊断价值见表3
表4智能化鉴定M蛋白成份方法的准确度、可靠性、诊断价值
以上已对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可作出种种的 等同的变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (7)
1.一种利用计算机鉴定免疫固定电泳M蛋白成份的系统，该系统包括电泳仪、扫描仪以及处理器，所述的处理器包括以下模块：
A电泳模块，用全自动电泳仪获得血清样本的凝胶电泳图；
B扫描模块，用扫描仪扫描步骤A所得电泳图，输入计算机；
C转换模块，在计算机中将步骤B电泳图扫描转换成一维数据储存在EXCEL文档里；
D鉴别模块，用计算机软件打开步骤C获得的EXCEL文档数据，然后进一步按鉴别流程鉴定为哪一类型的M蛋白并输出鉴别结果及图像，
其中，所述鉴别模块按下述鉴别流程进行鉴别：
(1)在患者蛋白电泳峰值大于正常对照电泳峰值的情况下，将患者蛋白电泳峰值经过正常对照电泳峰值矫正，得到电泳峰值矫正系数Y，Y＝正常对照样品中除清蛋白外的各组分电泳峰值/待测样品各组分电泳峰值，若Y<1，说明不正常，则进一步判断左波谷坐标至右波谷坐标的峰宽是否大于峰高，如果峰高大于峰宽，峰高值和峰宽值间的比值大于4:1，则推断是M蛋白带；若Y不小于1或峰高值和峰宽值间的比值不大于4:1，则需重新判断；若同时不满足Y<1及峰高值和峰宽值间的比值大于4:1的条件，则报正常；
(2)在推断是M蛋白的情况下，分别判定IgG，IgA，IgM，K型和λ型的峰高与峰宽之间的比值为5:1，将符合条件的组分的峰值设定为有价值峰值，并根据该有价值峰值，判定属于哪一类型的M蛋白。
2.根据权利要求1所述的一种利用计算机鉴定免疫固定电泳M蛋白成份的系统，其特征在于，步骤A的电泳仪为SPIFE3000或4000型全自动电泳仪。
3.根据权利要求1所述的一种利用计算机鉴定免疫固定电泳M蛋白成份的系统，其特征在于，步骤B所用的扫描仪为SPIFE4000，或SPIFE3000与CanonKEW36823的组合。
4.一种利用计算机鉴定免疫固定电泳M蛋白成份的设备，由以下设备组成：
A电泳仪，用以获得血清样本的凝胶电泳图；
B扫描仪，用以扫描步骤A所得电泳图，输入计算机；
C计算机的处理器，在计算机中将步骤B电泳图扫描转换成一维数据储存在EXCEL文档里；用计算机软件打开步骤C获得的EXCEL文档数据，然后进一步按鉴别流程鉴定为哪一类型的M蛋白并输出鉴别结果及图像；
D打印机，用以智能鉴定结果输出；
其中，所述计算机的处理器按下述鉴别流程进行鉴别：
(1)在患者蛋白电泳峰值大于正常对照电泳峰值的情况下，将患者蛋白电泳峰值经过正常对照电泳峰值矫正，得到电泳峰值矫正系数Y，Y＝正常对照样品中除清蛋白外的各组分电泳峰值/待测样品各组分电泳峰值，若Y<1，说明不正常，则进一步判断左波谷坐标至右波谷坐标的峰宽是否大于峰高，如果峰高大于峰宽，峰高值和峰宽值间的比值大于4:1，则推断是M蛋白带；若Y不小于1或峰高值和峰宽值间的比值不大于4:1，则需重新判断；若同时不满足Y<1及峰高值和峰宽值间的比值大于4:1的条件，则报正常；
(2)在推断是M蛋白的情况下，分别判定IgG，IgA，IgM，K型和λ型的峰高与峰宽之间的比值为5:1，将符合条件的组分的峰值设定为有价值峰值，并根据该有价值峰值，判定属于哪一类型的M蛋白。
5.根据权利要求4所述的一种利用计算机鉴定免疫固定电泳M蛋白成份的设备，其特征在于，步骤A的电泳仪为SPIFE3000或4000型全自动电泳仪。
6.根据权利要求4所述的一种利用计算机鉴定免疫固定电泳M蛋白成份的设备，其特征在于，步骤B所用的扫描仪为SPIFE4000，或SPIFE3000与CanonKEW36823的组合。
7.根据权利要求4所述的一种利用计算机鉴定免疫固定电泳M蛋白成份的设备，其特征在于，步骤D所用的打印机为HP-LaserJetP1007激光打印机或EPSONstylusC65serise彩色打印机。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510022062.7A CN104598767B (zh) | 2015-01-16 | 2015-01-16 | 一种利用计算机鉴定免疫固定电泳m蛋白成份的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510022062.7A CN104598767B (zh) | 2015-01-16 | 2015-01-16 | 一种利用计算机鉴定免疫固定电泳m蛋白成份的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104598767A CN104598767A (zh) | 2015-05-06 |
| CN104598767B true CN104598767B (zh) | 2018-03-30 |
Family
ID=53124546
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510022062.7A Expired - Fee Related CN104598767B (zh) | 2015-01-16 | 2015-01-16 | 一种利用计算机鉴定免疫固定电泳m蛋白成份的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104598767B (zh) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU2018304083A1 (en) * | 2017-07-21 | 2020-01-30 | Helena Laboratories Corporation | System and method for depositing antisera in immunofixation electrophoresis |
| CN110718298B (zh) * | 2018-07-12 | 2023-05-05 | 上海新培晶医学检验所有限公司 | 一种中枢神经系统疾病判断系统 |
| CN110009008B (zh) * | 2019-03-18 | 2020-11-06 | 四川大学 | 基于提取的免疫固定电泳图特征对其进行自动分类的方法 |
| CN110987571A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-04-10 | 广州金域医学检验中心有限公司 | 一种单克隆多聚体m蛋白解聚方法 |
| CN115684606B (zh) * | 2022-10-21 | 2023-11-28 | 南方医科大学珠江医院 | 一种m蛋白检测的方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1282929A (zh) * | 2000-07-05 | 2001-02-07 | 朱乃硕 | 分子生物学图像分析系统及其方法 |
| CN102128873A (zh) * | 2010-01-19 | 2011-07-20 | 爱科来株式会社 | 使用电泳的试样的分析方法及其利用 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU2010241582A1 (en) * | 2009-05-01 | 2011-11-24 | Oregon Health & Science University | Automated detection and counting of biomolecules using nanoparticle probes |
-
2015
- 2015-01-16 CN CN201510022062.7A patent/CN104598767B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1282929A (zh) * | 2000-07-05 | 2001-02-07 | 朱乃硕 | 分子生物学图像分析系统及其方法 |
| CN102128873A (zh) * | 2010-01-19 | 2011-07-20 | 爱科来株式会社 | 使用电泳的试样的分析方法及其利用 |
Non-Patent Citations (5)
| Title |
|---|
| Sebia电泳仪的工作原理和医学应用;罗旭华;《医疗装备》;20110430;第24卷(第4期);第17页 * |
| 一维凝胶电泳技术在血清差异蛋白质组学中的应用研究;胡蝶飞;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 医药卫生科技辑》;20100815;第2010年卷(第8期);E059-32 * |
| 免疫固定电泳在多发性骨髓瘤单克隆球蛋白检测中的应用;张瑾等;《浙江医学》;20060930;第28卷(第9期);第783-785页 * |
| 免疫固定电泳在多发性骨髓瘤的分型诊断及预后的临床应用;李丽红;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 医药卫生科技辑》;20141015;第2014年卷(第10期);E072-51 * |
| 凝胶电泳图像处理与分析系统研究;王欠;《万方学位论文库》;20110328;全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104598767A (zh) | 2015-05-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104598767B (zh) | 一种利用计算机鉴定免疫固定电泳m蛋白成份的方法 | |
| EP0245466B1 (en) | Analysis method and apparatus for biological specimens | |
| US8391575B2 (en) | Automatic image analysis and quantification for fluorescence in situ hybridization | |
| CN103528617B (zh) | 一种座舱仪表自动识别和检测方法及装置 | |
| ES2292973T3 (es) | Metodo para video-microscopia y sistema asociado, y producto de programa de soporte logico informatico. | |
| CN106546581A (zh) | 试纸检测卡智能检测系统以及试纸检测卡智能分析方法 | |
| US8417002B2 (en) | Method for analyzing image data relating to agglutination assays | |
| JP2007133859A (ja) | 生体組織の試料および体液の試料の自動顕微鏡支援検査方法 | |
| US8542899B2 (en) | Automatic image analysis and quantification for fluorescence in situ hybridization | |
| CN108764134A (zh) | 一种适用于巡检机器人的多类型仪表自动定位与识别方法 | |
| CN108693100A (zh) | 流式细胞仪及粒子的检出方法 | |
| CN109324039A (zh) | 试纸条反应浓度检测方法、装置、存储介质及计算机设备 | |
| PT1334461E (pt) | Processo e dispositivo de análise de células | |
| JP2008309662A (ja) | 画像処理装置および画像処理プログラム | |
| Priyankara et al. | An extensible computer vision application for blood cell recognition and analysis | |
| CN107389957A (zh) | 微柱凝胶卡凝集检测结果识别系统及血型分析仪 | |
| US3977791A (en) | Method of recognition and interpretation of objects in microscopic observations | |
| CN110243823A (zh) | 基于支持向量机的小儿佝偻病自动筛查装置及其使用方法 | |
| Budianto et al. | Strip test analysis using image processing for diagnosing diabetes and kidney stone based on smartphone | |
| CN104634720B (zh) | 一种基于几何平均荧光指数检测弱抗原表达水平的方法 | |
| Linder | Automation of the Papanicolaou smear | |
| WO1999053288A9 (en) | Systems and methods for interpreting immunoblot test results | |
| Coleman | Evaluation of automated systems for the primary screening of cervical smears | |
| Fierz | Basic problems of serological laboratory diagnosis | |
| CN116843986B (zh) | 一种基于图像识别的免疫固定电泳检测数据自动审核方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20180330 Termination date: 20210116 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |