RU159002U1

RU159002U1 - DEVICE FOR ANALYSIS OF BLOOD CELLS BASED ON THE ASSESSMENT OF CHARACTERISTICS OF STRUCTURAL ELEMENTS OF NUCLEUS

Info

Publication number: RU159002U1
Application number: RU2014153251/15U
Authority: RU
Inventors: Валентин Григорьевич Никитаев; Олег Викторович Нагорнов; Александр Николаевич Проничев; Евгений Валерьевич Поляков; Владимир Юрьевич Сельчук; Кирилл Сергеевич Чистов; Валентина Николаевна Блиндарь; Валентина Викторовна Дмитриева; Вячеслав Всеволодович Гордеев
Priority date: 2014-12-26
Filing date: 2014-12-26
Publication date: 2016-01-20

Abstract

Устройство анализа клеток крови на основе оценки характеристик структурных элементов ядер, включающее микроскоп, установленный на предметном столике для микропрепарата с моторизованным приводом, модуль управления для управления предметным столиком по осям x, y, z посредством моторизованного привода, установленные в блоке анализа данных модуль видеозахвата для приема полученных изображений, модуль выбора режима для приема полученных изображений с модуля видеозахвата и раскладки изображений на структурные элементы, блок логического умножения и блок логического сложения, модуль хранения данных для подачи этих данных в один из указанных блоков для получения результирующего изображения, согласующий модуль для сравнения полученных данных с данными из базы данных флеш-памяти, а также сетевой модуль - для отладки и печати результатов и получения данных с микроскопа.Blood cell analysis device based on the assessment of the characteristics of the structural elements of the nuclei, including a microscope mounted on a stage for a micropreparation with a motorized drive, a control module for controlling the stage on the x, y, z axes by means of a motorized drive, a video capture module installed in the data analysis unit receiving received images, a mode selection module for receiving received images from a video capture module and arranging images on structural elements, a logical mind unit knives and a logical addition unit, a data storage module for supplying this data to one of the indicated blocks to obtain the resulting image, a matching module for comparing the received data with data from the flash memory database, and a network module for debugging and printing the results and obtaining data from the microscope.

Description

Полезная модель относится к области медицины и может быть использована для автоматизации микроскопического анализа, проводимого с целью выявления наличия патологии, в частности при диагностике одной из разновидностей гемобластозов - острого лейкоза, посредством количественного описания структуры хроматина ядер клеток крови для снижения ошибки их классификации.The utility model belongs to the field of medicine and can be used to automate microscopic analysis to detect the presence of pathology, in particular in the diagnosis of one of the types of hemoblastoses - acute leukemia, by quantitatively describing the chromatin structure of blood nuclei to reduce their classification error.

В настоящее время общая задача анализа крови - выявить наличие патологии, в частности одной из разновидностей гемобластозов - острого лейкоза. Одним из существенных признаков данного заболевания является наличие бластных клеток в периферической крови, для которых характерна тонкосетчатая с равномерным калибром и окраской нитей хроматина структура ядра. Выявление структуры ядра возможно только при микроскопическом анализе, а распознавание бластных клеток при визуальном исследовании требует привлечения специалиста высокой квалификации. В соответствии с современным уровнем техники разработаны различные приборы, позволяющие проводить автоматический анализ крови -как правило, эти приборы основаны на проточных системах подсчета клеток крови.Currently, the general task of a blood test is to identify the presence of a pathology, in particular one of the types of hemoblastoses - acute leukemia. One of the essential signs of this disease is the presence of blast cells in the peripheral blood, which are characterized by a fine mesh structure with a uniform caliber and color of chromatin filaments. Detection of the structure of the nucleus is possible only with microscopic analysis, and recognition of blast cells in visual examination requires the involvement of a highly qualified specialist. In accordance with the current level of technology, various devices have been developed that allow automatic blood analysis - as a rule, these devices are based on flowing blood cell counting systems.

Известно решение для проведения анализов крови [патент РФ №2347224 от 10.01.2007 [Способ проведения анализов крови и анализатор крови]устройство реализующее анализ крови содержит проточную камеру, средство, формирующее поток пробы крови в названной проточной камере, источник когерентного излучения, средство фотодетекции, а также средство управления и обработки данных, связанное с названным средством фотодетекции, отличающийся тем, что проточная камера выполнена в форме сканирующей кюветы, имеющей корпус из оптически прозрачного материала с внутренним прямолинейным каналом, и сферическое зеркало, ось которого совпадает с осью внутреннего канала сканирующей кюветы, а источник когерентного излучения выполнен в форме источника поляризованного когерентного излучения с длиной волны 330-680 нм, который установлен таким образом, что его излучение направлено вдоль оси названного внутреннего канала сканирующей кюветы, причем внутренняя поверхность сферического зеркала сканирующей кюветы оптически связана с названным средством фотодетекции.A known solution for conducting blood tests [RF patent No. 2347224 of 01/10/2007 [Method for conducting blood tests and a blood analyzer] a device that implements a blood test contains a flow chamber, a tool that generates a blood sample stream in the said flow chamber, a source of coherent radiation, a photodetection means, as well as control and data processing means associated with said photodetection means, characterized in that the flow chamber is made in the form of a scanning cell having a body of optically transparent material with rectilinear morning channel, and a spherical mirror whose axis coincides with the axis of the inner channel of the scanning cell, and the coherent radiation source is made in the form of a polarized coherent radiation source with a wavelength of 330-680 nm, which is set so that its radiation is directed along the axis of the named internal channel of the scanning cuvette, the inner surface of the spherical mirror of the scanning cuvette being optically connected with the said photodetection means.

Устройство работает следующим образом. Гидрофокусирующая головка анализатора формирует поток клеток крови, движущихся одна за одной с определенной скоростью по центру канала сканирующей кюветы. Точность доставки клеток в центр сканирующей кюветы обеспечивается разницей расходов обжимающей жидкости и пробы крови. Скорость движения частиц регулируется расходом обжимающей жидкости. Для освещения клеток крови используется поляризованное излучение со строго определенным состоянием поляризации, создаваемое источником когерентного поляризованного излучения. Освещение производится соосно потоку пробы крови. Освещение может производиться как по направлению движения потока пробы крови, так и навстречу ему. Линзой когерентное поляризованное излучение фокусируется внутрь канала сканирующей проточной кюветы, при этом в месте измерения светорассеяния и флуоресценции создается зона постоянной освещенности. Рассеянный клеткой свет отражается от сферического зеркала, расположенного на торце сканирующей проточной кюветы, выходит через оптическое окно, отражается от зеркала с отверстием либо светоделительного элемента и попадает на средство фотодетекции. Многоканальный АЦП преобразует полученные фотоприемниками сигналы, которые поступают в средство управления и обработки данных, являющееся по сути ЭВМ. ЭВМ обрабатывает полученные данные, по которым выполняет отчет о составе крови.The device operates as follows. The hydrofocusing head of the analyzer forms a flow of blood cells moving one after the other at a certain speed in the center of the channel of the scanning cell. The accuracy of cell delivery to the center of the scanning cell is ensured by the difference in the flow rate of the squeezing fluid and the blood sample. The particle velocity is controlled by the flow rate of the squeezing fluid. To illuminate blood cells, polarized radiation with a strictly defined state of polarization, created by a source of coherent polarized radiation, is used. Lighting is coaxial with the flow of blood samples. Lighting can be made both in the direction of flow of the blood sample and towards it. A coherent polarized radiation is focused by a lens into the channel of a scanning flow cell, and a constant illumination zone is created at the place of measurement of light scattering and fluorescence. The light scattered by the cell is reflected from a spherical mirror located at the end of a scanning flow cell, exits through an optical window, is reflected from a mirror with an aperture or a beam splitter, and enters the photodetector. The multi-channel ADC converts the signals received by the photodetectors, which enter the control and data processing facility, which is essentially a computer. The computer processes the data obtained, which performs a report on the composition of the blood.

Данное решение используются для дифференциального анализа лейкоцитов с подсчетом формулы крови, исследования большого количества лейкоцитов и получения статистически достоверной оценки общего количества лейкоцитов и концентрации различных классов.This solution is used for differential analysis of leukocytes with the calculation of blood counts, studies of a large number of leukocytes and obtain a statistically reliable estimate of the total number of leukocytes and the concentration of various classes.

Тем не менее, указанное решение не позволяет, обеспечить достоверность результатов анализа при выходе концентрации лейкоцитов за рамки гематологической нормы, а также не предусматривает визуального анализа клеток крови, являющимся важным при диагностике острых лейкозов.Nevertheless, this solution does not allow to ensure the reliability of the analysis results when the leukocyte concentration goes beyond the hematological norm, and also does not provide for a visual analysis of blood cells, which is important in the diagnosis of acute leukemia.

Нерешенными проблемами остаются разделение бластных клеток на типы (монобласт, лимфобласт, эритробласт и т.д.), снижения ошибки обнаружения бласта и не бласта. В связи с этим актуальна задача выполнения более точной дифференцировки клеток лейкоцитарного ряда т.е разделение бластных клеток от не бластных (пролимфоцит, лимфоцит, лимфоидная клетка, моноцит, моноцитоидная клетка, промиелоцит, миелоцит, атипичный мононуклеар и д.р.) при диагностике острых лейкозов.Unresolved problems remain the separation of blast cells into types (monoblast, lymphoblast, erythroblast, etc.), reducing the error in detecting blast and non-blast. In this regard, the urgent task of performing more accurate differentiation of leukocyte cells, i.e., separation of blast cells from non-blast cells (pro-lymphocyte, lymphocyte, lymphoid cell, monocyte, monocytoid cell, promyelocyte, myelocyte, atypical mononuclear cell, etc.) in the diagnosis of acute leukemia.

Известно решение для проведения анализов крови для автоматического обнаружения бластных клеток [патент на полезную модель РФ №61890 от 10.03.2007 Устройство для автоматического обнаружения бластных клеток в периферической крови], включающее микроскоп, сменные объективы микроскопа, предметный столик микроскопа с электроприводами перемещения по осям x, y, z, управляемыми блоком-анализатором, силовой блок электроприводов, блоком управления скоростью, направлением подачи (перемещений) предметного столика, преобразователь светового микроскопического изображения в электронное изображение, установленный на микроскопе через оптический адаптер и соединенный каналом связи с платой ввода изображений и блоком-анализатором, базу данных.A known solution for blood tests for automatic detection of blast cells [patent for utility model of the Russian Federation No. 61890 dated 03/10/2007 Device for automatic detection of blast cells in peripheral blood], including a microscope, interchangeable microscope lenses, microscope stage with electric drives along the x-axis , y, z, controlled by the analyzer block, electric drive power block, speed control block, direction of supply (movements) of the stage, light microscope converter one image in an electronic image, mounted on microscope through an optical adapter and connected to the communication channel with the card image input unit and the analyzer data base.

Устройство работает следующим образом. Микроскопическое изображение препарата, формируемое микроскопом, с помощью цифровой камеры преобразуется в цифровое изображение, которое передается в компьютер. Далее анализ изображения выполняется методами компьютерной обработки. На этапе предобработки производится фильтрация шума, нормализация изображения по яркости и цветовым характеристикам, осуществляется выделение лейкоцитов на микроскопическом изображении мазка крови. На этапе описания определяются значения признаков выделенных клеток. Рассматривая изображение ядра клетки крови как текстуру естественного происхождения, для ее описания предлагается применить метод текстурного анализа, основанный на вычислении матрицы пространственной смежности (матрицы Харалика).The device operates as follows. The microscopic image of the drug, formed by the microscope, using a digital camera is converted into a digital image, which is transmitted to a computer. Further image analysis is performed by computer processing methods. At the pre-processing stage, noise is filtered, the image is normalized by brightness and color characteristics, white blood cells are extracted on the microscopic image of a blood smear. At the stage of the description, the sign values of the selected cells are determined. Considering the image of the nucleus of the blood cell as a texture of natural origin, it is proposed to use the method of texture analysis based on the calculation of the spatial adjacency matrix (Haralik matrix) to describe it.

Однако указанное решение недостаточно для выявления особенностей структуры хроматина ядра при автоматизации диагностики острых лейкозов разных типов, т.к. не позволяет проводить разделение незрелых клеток крови по типам (в том числе по разным типам бластов) и различать разные типы структур ядер незрелых клеток крови.However, this solution is not enough to identify structural features of the chromatin of the nucleus in the automation of diagnosis of acute leukemia of various types, because it does not allow the separation of immature blood cells by type (including different types of blasts) and distinguish between different types of structures of the nuclei of immature blood cells.

В связи, с этим актуальна разработка устройства, позволяющего получить дополнительную информацию о строении клеток на основе цифровой обработки микроскопического изображения мазков крови, что позволит отнести клетку к разряду нормы или патологии, провести более точную дифференцировку клеток по типам, соответствующих патологии, выявить принадлежность клеток к той или иной линии кроветворения, что обеспечит более объективный и точный результат диагностики острых лейкозов, что в конечном итоге будет способствовать повышению эффективности лечения этих заболеваний.In this regard, the development of a device that allows obtaining additional information about the structure of cells on the basis of digital processing of a microscopic image of blood smears is relevant, which will make it possible to classify a cell as normal or pathological, to more accurately differentiate cells by types corresponding to pathology, and to identify cells as belonging to one or another hemopoietic line, which will provide a more objective and accurate diagnostic result of acute leukemia, which ultimately will increase effectively STI treatment of these diseases.

Техническая задача, решаемая заявляемым устройством, состоит из последовательных этапов цифровой обработки микроскопических изображений мазков крови, реализуемых специализированными блоками, с целью получения количественных характеристик структуры хроматина ядер клеток лейкоцитарного ряда. Полученные значения соответствуют тем качественным признакам структуры хроматина, которые используют врачи при визуальном анализе микроскопических изображений мазков крови. При формировании модели количественного описания структуры хроматина использованы такие качественные оптические признаки структуры хроматина ядер клеток крови как грубость, сетчатость и нежность хроматина. Количественные характеристики структуры хроматина ядер клеток лейкоцитарного ряда в заявляемом устройстве рассчитываются на основе формирования структурных элементов ядер. Используемые в устройстве количественные характеристики позволяют решать проблемы разделения бластных клеток на типы (монобласт, лимфобласт, эритробласт и т.д.), снижения ошибки обнаружения бласта как не бласта, более точной дифференцировки клеток лейкоцитарного ряда (т.е. разделение клеток по типам пролимфоцит, лимфоцит, лимфоидная клетка, моноцит, моноцитоидная клетка, промиелоцит, миелоцит, атипичный мононуклеар и д.р.).The technical problem solved by the claimed device consists of successive stages of digital processing of microscopic images of blood smears, implemented by specialized units, in order to obtain quantitative characteristics of the chromatin structure of the nuclei of cells of the leukocyte series. The obtained values correspond to those qualitative characteristics of the chromatin structure that doctors use when visual analysis of microscopic images of blood smears. When forming a model for the quantitative description of the chromatin structure, we used such qualitative optical signs of the chromatin structure of blood cell nuclei as coarseness, reticulation, and tenderness of chromatin. Quantitative characteristics of the chromatin structure of the nuclei of cells of the leukocyte series in the inventive device are calculated based on the formation of structural elements of the nuclei. The quantitative characteristics used in the device make it possible to solve the problems of dividing blast cells into types (monoblast, lymphoblast, erythroblast, etc.), reducing the error in detecting blast as non-blast, more accurate differentiation of cells of the leukocyte series (i.e., the separation of cells by prolymphocyte , lymphocyte, lymphoid cell, monocyte, monocytoid cell, promyelocyte, myelocyte, atypical mononuclear cell, etc.).

Техническим результатом заявляемого устройства является определение типа клетки в мазке крови на основе расчета количественных характеристик структуры хроматина ядер клеток лейкоцитарного ряда. Получение такого технического результата позволит повысить точность и объективность диагностики острого лейкоза.The technical result of the claimed device is to determine the type of cell in a blood smear based on the calculation of quantitative characteristics of the chromatin structure of the nuclei of cells of the leukocyte series. Obtaining such a technical result will improve the accuracy and objectivity of the diagnosis of acute leukemia.

Технический результат достигается тем, что устройство анализа клеток крови на основе оценки характеристик структурных элементов ядер, включает: микроскоп, установленных на предметном столике для микропрепарата с моторизованным приводом, модуль управления для управления предметным столиком по осям x, y, z посредствам моторизованного привода, установленные в блоке анализа данных модуль видеозахвата для приема полученных изображений, модуль выбора режима для приема полученных изображений с модуля видеозахвата и раскладки изображений на структурные элементы, блок логического умножения и блок логического сложения, модуль хранения данных для подачи этих данных в один из указанных блоков для получения результирующего изображения, согласующий модуль для сравнения полученных данных с данными из базы данных флеш-памяти, а также - сетевой модуль для отладки и печати результатов и получения данных с микроскопа.The technical result is achieved by the fact that the blood cell analysis device based on the assessment of the characteristics of the structural elements of the nuclei includes: a microscope mounted on a stage for a micropreparation with a motorized drive, a control module for controlling the stage on the x, y, z axes by means of a motorized drive, installed in the data analysis unit, a video capture module for receiving received images, a mode selection module for receiving received images from a video capture module and image layout on structural elements, a logical multiplication unit and a logical addition unit, a data storage module for supplying this data to one of the indicated blocks to obtain a resulting image, a matching module for comparing the received data with data from the flash memory database, and also a network module for debugging and printing the results and obtaining data from the microscope.

Перечисленная совокупность признаков обеспечивает, разложение полученного с платы видеозахвата на несколько слоев посредством итерационной процедуры сегментации - бинаризации с получением объектов - совокупности темных и светлых областей ядра в модуле выбора режима; выполнения логических операций сложения и умножения, обеспечивающие объединение полученных объектов в «структурные элементы»;измерения количественных характеристик полученных структурных элементов ядра; хранения типов клеток крови и структур; отнесения исходного изображения на основе характеристик структурных элементов к одному из типов клеток крови; передачи результата для восприятия пользователем. Полученный результат способствует повышению точности и объективности диагностики острых лейкозов, а это в свою очередь обеспечит повышение эффективности дальнейшего лечения.The listed set of features provides, the decomposition obtained from the video capture card into several layers by means of an iterative segmentation procedure — binarization to obtain objects — a combination of dark and bright areas of the core in the mode selection module; performing logical operations of addition and multiplication, ensuring the union of the obtained objects into "structural elements", measuring the quantitative characteristics of the obtained structural elements of the nucleus; storage of blood cell types and structures; assigning the original image based on the characteristics of structural elements to one of the types of blood cells; transmitting the result for user perception. The obtained result helps to increase the accuracy and objectivity of the diagnosis of acute leukemia, and this in turn will increase the effectiveness of further treatment.

На Фиг. 1 представлены изображения клеток крови: а) бластная клетка, с указанием области D, содержащей светлый структурный элемент; б) лимфоцит с грубой структурой хроматина.In FIG. 1 presents images of blood cells: a) a blast cell, indicating the area D containing a light structural element; b) a lymphocyte with a rough chromatin structure.

Эти структуры характеризуются такими параметрами как размер зерен в изображении грубой структуры хроматина, размер ячейки в сетчатой структуре. Иллюстрация разных типов хроматина приведена на Фиг. 1а (изображение бластной клетки с сетчатой структурой хроматина ядра) и Фиг. 1б (изображение лимфоцита с грубой структурой хроматина ядра).These structures are characterized by such parameters as the grain size in the image of the coarse chromatin structure, and the cell size in the network structure. An illustration of the different types of chromatin is shown in FIG. 1a (image of a blast cell with a network structure of nuclear chromatin) and FIG. 1b (image of a lymphocyte with a rough structure of nuclear chromatin).

На Фиг. 2 представлено изображение бластной клетки (а) и соответствующий ему профиль яркости по линии АВ (б). Светлому структурному элементу в области D Фиг. 2а) на графике Фиг. 2б соответствует локальный экстремум функции яркости.In FIG. 2 shows the image of the blast cell (a) and the corresponding brightness profile along the line AB (b). The light structural element in region D of FIG. 2a) in the graph of FIG. 2b corresponds to a local extremum of the brightness function.

Фиг. 2. а) изображение бластной клетки с указанием области D со светлым структурным элементом и линии АВ для анализа изменения яркости в точках этой линии (здесь линия АВ приводится для иллюстрации характера яркостных изменений изображения ядра по точкам этой линии);FIG. 2. a) an image of a blast cell indicating region D with a light structural element and line AB for analyzing changes in brightness at the points of this line (here line AB is provided to illustrate the nature of the brightness changes in the image of the nucleus at the points of this line);

б) график зависимости яркости изображения ядра от координаты x по линии АВ, Y - значение яркости, выраженное в условных единицах YЄ[0,255], x - значение пространственной координаты точек изображения по линии АВ, выраженное в мкм.b) a graph of the dependence of the brightness of the image of the nucleus on the x coordinate along the line AB, Y is the brightness value expressed in arbitrary units YЄ [0.255], x is the spatial coordinate of the image points along the line AB, expressed in microns.

На Фиг. 3 Представлена структурная схема устройства и взаимодействие элементов между собой, позициями на Фиг. 3 отмечены следующие конструктивные элементы.In FIG. 3 shows a block diagram of the device and the interaction of the elements with each other, positions in FIG. 3 marked the following structural elements.

1 - Микропрепарат1 - Microdrug

2 - Столик микроскопа2 - Microscope table

3 - Микроскоп3 - Microscope

4 - Камера (модуль видеоввода)4 - Camera (video capture module)

5 - Модуль видеозахвата5 - Video Capture Module

6 - Модуль выбора режима(выбор режима - порога разделения структуры ядра, получение данных, выбор канала яркости для обработки, предобработки данных)6 - Mode selection module (mode selection - threshold for dividing the core structure, receiving data, selecting a brightness channel for processing, data preprocessing)

7 - Блок логических операций «&» и «|» (объединение данных с модуля выбора режима, формирование кортежа данных)7 - Logical operations block “&” and “|” (combining data from the mode selection module, forming a data tuple)

8 - Модуль согласования данных (обеспечение классификации данных, обеспечение работы модуля сети с базой данных)8 - Data coordination module (ensuring data classification, ensuring the operation of the network module with the database)

9 - Модуль хранения данных (база данных на флешь памяти)9 - Data storage module (database on flash memory)

10 - Модуль сети(обеспечение работы устройства с сетью для его отладки, диагностики, получения данных с микроскопа и передачи результатов работы устройства)10 - Network module (ensuring the operation of the device with the network for debugging, diagnostics, receiving data from a microscope and transmitting the results of the device)

11 - Последовательный порт11 - Serial Port

12 - Модуль управления12 - Control Module

13 - Моторизованный привод столика13 - Motorized table drive

14 - Блок анализа данных (получение данных, выбор режима, предварительная обработка данных, сравнение, классификация, взаимодействие с внешними устройствами)14 - Data analysis unit (data acquisition, mode selection, data preprocessing, comparison, classification, interaction with external devices)

Стрелками обозначены связи между частями устройства и логические взаимодействия их между собой.The arrows indicate the relationship between the parts of the device and their logical interactions.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Изображение клетки крови с микропрепарата 1, размещенного на предметном столике 2 микроскопа 3, фотографируется камерой 4(первичный преобразователь),поступает в блок анализа данных 14 на вход модуля видеозахвата 5 (вторичный преобразователь) для предобработки и далее на модуль выбора режима 6 порога разделения структуры ядра, в результате которого выделяется ядро и происходит разделение разнородных структур. Примеры указаны на Фиг. 1а (бластная клетка с сетчатой структурой) и Фиг. 1б (лимфоцит с грубой структурой), рисунок структуры является отличительным признаком для различения типов клеток крови.The image of a blood cell from a micropreparation 1, placed on the stage 2 of a microscope 3, is photographed by a camera 4 (primary converter), fed to the data analysis unit 14 to the input of the video capture module 5 (secondary converter) for pre-processing, and then to the mode selection module 6 of the structure separation threshold nucleus, as a result of which the nucleus is released and the dissimilar structures are separated. Examples are shown in FIG. 1a (blast cell with a reticular structure) and FIG. 1b (lymphocyte with a rough structure), the pattern of the structure is a hallmark for distinguishing types of blood cells.

Разделение светлых и темных структурных элементов в изображении ядра клетки выполняется путем сегментации, сочетающей бинаризацию с различными уровнями порогового ограничения с применением логических функций конъюнкции и дизъюнкции для объединения объектов.The separation of light and dark structural elements in the image of the cell nucleus is performed by segmentation, combining binarization with different levels of threshold restriction using logical conjunction and disjunction functions to combine objects.

Эти структуры наблюдаются в оптическом диапазоне длин волн и характеризуются такими параметрами как размер зерен в изображении грубой структуры хроматина, размер ячейки в сетчатой структуре (то есть имеют признаки формы, расположения, состава).These structures are observed in the optical wavelength range and are characterized by such parameters as the grain size in the image of the coarse chromatin structure, the cell size in the network structure (that is, they have signs of shape, location, composition).

Изображение представляют собой пространственное распределение яркости по трем каналам R, G и В изменяющиеся в диапазоне [0:255]. Модуль выбора режима раскладывает изображения в зависимости от режима и выбранного канала (виды режимов: режим выделения светлых структурных элементов: объекты - 255, фон - 0; режим выделения темных структурных элементов: объекты - 0, фон - 255, канал - R, G, В). Данные разделяются по порогу на всем диапазоне яркости [0:255] с расчетом на каждом уровне характеристик объектов (структурных элементов). На Фиг. 2а показан светлый структурный объект D и линии, по которой располагается данный объект АВ яркостная характеристика которого демонстрируется на Фиг. 2б и отмечена яркостное распределение объекта D, данный объект выделяется за счет итеративной процедуры сегментации - бинаризации. В результате получается набор темных и светлых объектов на элементе 6 со всего диапазона яркости [0:255].The image represents the spatial distribution of brightness over the three channels R, G and B, varying in the range [0: 255]. The mode selection module decomposes the images depending on the mode and the selected channel (types of modes: mode for highlighting light structural elements: objects - 255, background - 0; mode for highlighting dark structural elements: objects - 0, background - 255, channel - R, G, AT). Data is divided by a threshold over the entire brightness range [0: 255] with the calculation at each level of the characteristics of objects (structural elements). In FIG. 2a shows the light structural object D and the line along which this object AB is located; the brightness characteristic of which is shown in FIG. 2b, the brightness distribution of object D is noted, this object is highlighted due to an iterative segmentation procedure — binarization. The result is a set of dark and light objects on element 6 from the entire brightness range [0: 255].

Полученные объекты объединяются в блоке логических операций 7 в структурные элементы и поступают на модуль согласования данных 8, где производится расчет характеристик полученных структурных элементов, а количественные характеристики структурных элементов сравниваются с модулем хранения данных 9 хранения типов клеток крови (пролимфоцит, лимфоцит, лимфоидная клетка, моноцит, моноцитоидная клетка, промиелоцит, миелоцит, атипичный мононуклеар и д.р), при этом модулем хранения данных типов клеток крови хранится на флеш-памяти, результат определения типа клетки выдается на сетевой блок 10. Данный блок необходим для передачи пользователю результатов работы устройства. Сетевой блок позволяет работать как через сетевой кабель, так и с помощью беспроводной сети. Для отображения данных можно использовать планшет, телефон или компьютер.The obtained objects are combined in the block of logical operations 7 into structural elements and fed to the data matching module 8, where the characteristics of the obtained structural elements are calculated, and the quantitative characteristics of the structural elements are compared with the data storage module 9 for storing blood cell types (pro-lymphocyte, lymphocyte, lymphoid cell, monocyte, monocytoid cell, promyelocyte, myelocyte, atypical mononuclear cell, etc.), while the storage module for these types of blood cells is stored in flash memory, the result is edeleniya cell type is issued to the network unit 10. This block needs to transmit the results to the user of the device. The network unit allows you to work both through a network cable, and using a wireless network. You can use a tablet, phone or computer to display data.

После передачи данных сигнал от блока сети 10 через блок-анализатор 9 посредствам последовательного порта 11 передается в блок управления 12 и препарат с моторизованного привода столика микроскопа 13 перемещения на следующее поле.After data transfer, the signal from the network unit 10 through the analyzer 9 through the serial port 11 is transmitted to the control unit 12 and the drug from the motorized drive of the microscope stage 13 moves to the next field.

В результате предлагаемое устройство решает задачу разделения клеток по типам (бласт, атипичный мононуклеар, моноцит, миелоцит, лимфоцит, промиелоцит), что является необходимым при диагностике острых лейкозов. As a result, the proposed device solves the problem of separating cells by type (blast, atypical mononuclear, monocyte, myelocyte, lymphocyte, promyelocyte), which is necessary in the diagnosis of acute leukemia.

Claims

Blood cell analysis device based on the assessment of the characteristics of the structural elements of nuclei, including a microscope mounted on a stage for a micropreparation with a motorized drive, a control module for controlling the stage on the x, y, z axes by means of a motorized drive, a video capture module installed in the data analysis unit for receiving received images, a mode selection module for receiving received images from a video capture module and arranging images on structural elements, a logical mind unit knives and a logical addition unit, a data storage module for supplying this data to one of the indicated blocks to obtain the resulting image, a matching module for comparing the received data with data from the flash memory database, and a network module for debugging and printing the results and obtaining data from the microscope.