专利名称：肿瘤药物敏感性试验图像分析仪摄像装置的制作方法
专利说明 本实用新型涉及一种图像分析仪摄像装置，特别是一种用于肿瘤药物敏感性试验图像分析的摄像装置。医学研究及临床检验涉及测定肿瘤对各种抗肿瘤药物的敏感性，为临床选择抗肿瘤药物提供依据。Rotman.B等人在《Sel Cancer Ther》1989年5卷4期185-92页一文中公开了一种肿瘤药物敏感性试验方法，该法是将细胞团置于擦镜纸上培养，在药物作用前后分别加入荧光素二醋酸酯作短时间培养，活细胞的酯酶将进入细胞内的荧光素二醋酸酯水解为荧光素，细胞在紫外线照射下发出绿色荧光，通过拍摄并比较药物作用前后细胞团的荧光图像，可确定肿瘤细胞活性的变化及药物对肿瘤细胞的抑制作用。该法的荧光图像不稳定，结果的重复性差。本发明人在《癌症》1996年15卷3期181-183页发表“鼻咽癌体外药物敏感性的初步研究”一文中公开了一种滤纸支持组织块培养、MTT终点和图像分析肿瘤药物敏感性试验方法。该法是在多孔培养板的孔中放置一个板凳状不锈钢网支架，支架上放置一张滤纸，加入培养液刚至滤纸，将肿瘤组织块置于处于培养液与空气界面的滤纸上培养，在加药物作用前用带有摄像头的计算机图像分析仪摄取肿瘤组织块的图像，对图像作二值化处理，计算肿瘤组织块的面积，加入药物作用后再加入MTT作短时间培养，存活细胞的还原酶将黄色MTT还原为蓝色产物使含有存活的细胞的那部分组织蓝染，用图像分析仪摄取肿瘤组织块的蓝染图像，对图像作二值化处理计算肿瘤组织块的蓝染面积，用如下公式1计算抑制率，确定药物对肿瘤细胞的抑制作用。
该法加药处理前的肿瘤组织块的图像和加药处理后的肿瘤组织块的蓝染图像均较稳定，结果的重复性好。该文未涉及具体装置。此法的实施存在2个问题，其一是在用图像分析仪摄取药物作前的肿瘤组织块的图像时，如用一般的正面光照明，组织块与滤纸反差小，不能准确测定肿瘤组织块的面积。其二是在加药处理后摄取组织块的蓝染图像时，由于组织块富含水份，表面光滑，采用普通光源照明在组织块表面发生镜面反射，不能拍摄得到准确的蓝染图像。为解决摄取药物作前的肿瘤组织块的图像时反差小、摄取组织块蓝染图像时组织块表面发生镜面反射的问题，本发明提供一个图像分析仪摄像装置，该装置由箱体、箱门、横隔板、一个透射光源、一套漫射光源照明装置、摄像头及摄像头位置调节装置组成，箱体下半部设置横隔板(3)，横隔板开有透光孔(22)，透光孔上方装有向下拍摄的摄像头(23)，发光器件(21)安装在透光孔下方的箱底部，摄像头(23)、横隔板透光孔(22)和发光器件(21)自上而下处在同一直线上。横隔板两边各有下沉的凹糟(31)，2个凹糟各装有一个发光器件(32)，其顶部不高于横隔板(3)的上平面。
横隔板上装有多孔培养板(27)的推进定位装置。本图像分析仪摄像装置的透射光源安装在箱体底部，从下方向上照射到被培养液湿润呈半透明的滤纸，使组织块处于一个高亮度的背景之中，摄像头从上向下拍摄组织块，可得到轮廓清析的组织块影像。本图像分析仪摄像装置的一个漫射光照明装置由安装在箱体横隔板两边的下沉凹糟内、其光线不直接照射到组织块的发光器件与白色不发生镜面反射的箱体内壁构成，采用漫射光照明装置作工作照明，可有效消除组织块表面发生的镜面反射，摄取清晰的图像。发光器件可以为日光灯或白炽灯。
为了不用打开箱门即可移动孔板以方便测定，作为本图像分析仪摄像装置的一个改进是在上述横隔板加装一个多孔培养板推进定位装置，其构造为横隔板(3)上有横向凹糟(4)，凹糟装上横向滑板(5)，横向滑板上有与横向凹糟垂直的纵向凹糟，纵向凹糟上装有纵向滑板(6)，多孔培养板推进定位装置主要由纵向滑板、横向滑板和箱体横隔板构成，推动纵向滑板和横向滑板可推动多孔培养板作前后左右运动。纵向滑板采用透明材料做成的长方形板块，置于箱体横隔板上从箱内通过箱门与箱体横隔板之间的窄缝延伸出箱外，箱内一端有一个多孔培养板套框(8)用以套住多孔培养板，箱外一端有实物大小的培养孔板平面图案(7)，横隔板箱外部分上有一培养孔指示标记(41)。此标记位置根据如下方法确定将一多孔培养板放入纵向滑板多孔培养板套框内，推动纵向和横向滑板使培养板的一个孔处于摄像头的正下方，纵向滑板箱外一端上培养孔板图案中相应的那一孔即为标记的位置。通过观察横隔板的培养孔指示标记与纵向滑板上的培养孔图案的那一孔重合，可得知摄像头所摄取的是那一个培养孔的组织块图像，从而可以在关闭箱门的情况下能够有序地对每一个孔的组织块进行测量，提高效率。
本药物敏感性试验该在加药物作用前用透射光照明拍摄肿瘤组织块的图像时，如采用上述“鼻咽癌体外药物敏感性的初步研究”一文中公开了的多孔培养板作组织培养，由于不锈钢网支架阻挡光线，须将载有组织块的滤纸移到另一空的多孔培养板才能拍摄肿瘤组织块的影像。为此，本实用新型设置专用多孔培养板，即在透明多孔培养板的孔中放置开有透光孔的不锈钢支架、支架上放置滤纸，将组织块置于滤纸上培养，支架的透光孔可让透射光通过，拍摄肿瘤组织块的透射光照明图像时，可直接将多孔培养板放入图像分析仪摄像装置内拍摄，省去将载有组织块和滤纸移到另一空多孔培养板这一步骤。
为防止细菌污染，多孔培养板在图像摄取过程中必须保持盖着上盖，但在此过程中水汽会在板盖内侧凝成雾水影响透明度。为解决此问题，本发明所使用的多孔培养板的上盖内面设置防雾涂层，此防雾涂层由甘油或各种糖类等具有吸水性的物质和改善涂布性的表面活性剂如吐温80所组成。甘油在防雾剂中的比例为5-60％，表面活性剂吐温80在防雾剂中的比例为0.5-10％。在空气消毒良好的环境下可不加板盖。
图1为本实用新型外观图。
图2为本实用新型纵剖视图。
图3为本实用新型横剖视图。。
图4为本实用新型的多孔培养板推进定位装置及漫射光照明装置的光源示意图。
图5为本实用新型纵向滑板的变化状态图。
图6为本实用新型的多孔培养板剖视图。
图7为本实用新型多孔培养板的培养孔变化状态图。
以下结合附图和实施方式对发明做进一步说明。
本发明的图像分析仪摄像装置如
图1至4所示，由箱体(1)、一个透射光源(21)、一套由凹槽(31)、漫射光源(32)及箱体内反射面(33)组成的漫射照明光源、一个由横隔板(3)、纵向滑板槽(4)、横向滑板(5)、纵向滑板(6)构成的培养孔板推进定位装置、摄像头(23)、黄色滤光片(25)、蓝色滤光片(26)及摄像头位置调节装置(24)组成。其中摄像头通过信号线与一个装有图像卡和图像分析软件的微电脑连接，组成一个的图像分析仪。
图像分析仪摄像装置的透射光源(21)为15W白炽灯，置于横隔板(3)透光孔(22)下方，横隔板上方装有一摄像头，白炽灯、横隔板透光孔及摄像头同处一条直线上。漫射光源(32)为8W日光灯，安装在横隔板两面侧的凹糟(31)内且位置低于横隔板，箱体内壁(33)贴上白纸，日光灯发出的光线经箱体内壁漫反射提供一个均匀的漫射光照明环境。
本发明多孔培养板采用24孔培养板(27)，将0.2mm厚的不锈钢板裁成10mm×20m的长方形条块，中央冲出一个直径6mm的圆形透光孔(53)，折成5mm高的板凳状支架(52)，将此支架放入培养孔(51)中，支架上放上11mm×11mm的滤纸(54)，在培养孔加入1ml培养液(56)时液面刚好至滤纸。多孔培养板的上盖(57)内面薄薄涂上一层防雾涂层，此防雾涂层为含30％甘油和2％吐温80的水溶液。
以下是一个肝癌药物敏感性试验的实例。上述24孔培养板每孔加入1ml的培养液(56)。肝癌标本切成直径0.5～1mm的组织块(55)放置于培养孔(51)的滤纸(54)上，每孔4～5块，集中单层排放形成一片直径1.5～2mm厚0.5～1mm的组织块(55)，培养1天后，将多孔培养板放入纵向滑板(6)的孔板套框(8)内，将蓝色滤光片(26)置于光路中，关上箱门(2)，推动纵向滑板(6)和横向滑板(5)，同时观察纵向滑板上的培养孔图案(7)与横隔板的培养孔指示标记(41)的重合情况，以确定当前处于摄像头(23)下的培养孔为那一孔，在透射光照射下逐孔摄取肿瘤组织块的影像，对图像作二值化处理，计算肿瘤组织块的面积。然后每孔加入药物10μl，每种药物4个重复孔，药物终浓度为DDP12.5mg·ml-1、EADM 11.5mg·ml-1、5-FU 50.0mg·ml-1、MMC 3.75mg·ml-1和BLM 15mg·ml-1，另设置4个空白对照培养孔每孔加入生理盐水10μl。培养4天后，每孔加入浓度为10mg·ml-1的MTT 25μl培养4小时，在漫射光照明下通过黄色滤光片(25)拍摄每孔组织块的蓝染图像，对图像作二值化处理，计算肿瘤组织块蓝染部分的面积。用公式1计算抑制率。结果各药的抑制率分别为DDP92.1％、EADM50.0％、5-FU17.1％、MMC92.1％和BLM 41.0％。
同一肝癌标本进行另一次试验，使用“鼻咽癌体外药物敏感性的初步研究”一文中公开的多孔培养板作组织块培养，培养1天后将载有组织块的滤纸移到另一空多孔培养板，在经空气消毒的环境下，不加板盖逐孔摄取肿瘤组织块的透射光照射影像。其余步骤相同与上一试验相同。结果各药的抑制率分别DDP90.8％、EADM 52.2％、5-FU 20.7％、MMC 91.5％和BLM 43.1％。2个体实验结果基本相同。
权利要求1.一种肿瘤药物敏感性试验图像分析仪摄像装置，包括箱体(1)、发光器件(21)及(32)、摄像头(23)和摄像头位置调节装置(24)组成，其特征是箱体下半部设置横隔板(3)，横隔板开有透光孔(22)，透光孔上方装有向下拍摄的摄像头(23)，发光器件(21)安装在透光孔下方的箱底部，摄像头(23)、横隔板透光孔(22)和发光器件(21)自上而下处在同一直线上；横隔板两边各有下沉的凹糟(31)，2个凹糟各装有一个发光器件(32)；横隔板上装有多孔培养板(27)的推进定位装置。
2.根据权利要求1所述图像分析仪摄像装置，其特征在于发光器件(32)的顶部不高于横隔板(3)的上平面。
3.根据权利要求1所述图像分析仪摄像装置，其特征在于多孔培养板的推进定位装置的构造为横隔板(3)上有横向凹糟(4)，凹糟装上横向滑板(5)，横向滑板上有与横向凹糟垂直的纵向凹糟，纵向凹糟上装有纵向滑板(6)，纵向滑板箱内一端有多孔培养板套框(8)，箱外一端有培养孔图案(7)，横隔板上有一标记(41)。
4.根据权利要求1所述图像分析仪摄像装置，其特征在于多孔培养板(27)的培养孔(51)内放置支架(52)，支架开有透光孔(53)，支架上放置滤纸(54)。
5.根据权利要求1所述图像分析仪摄像装置，其特征在于培养板上盖(57)内面有防雾层。
专利摘要本实用新型公开了一种肿瘤药物敏感性试验图像分析仪摄像装置。该装置箱体下半部有一开有透光孔的横隔板，透光孔上方装有一个向下拍摄的摄像头，下方箱底部安装一个向上照射的发光器件，横隔板两边各有一个下沉的凹糟，糟内装有一个发光器件，箱体内壁白色且不发生镜面反射。横隔板上还装有推动多孔培养板移动的多孔培养板推进定位装置。配套使用的多孔培养板的孔内放置开有透光孔的不锈钢支架、支架上放置滤纸，板盖内面涂有防雾剂。采用透射光照明，可解决组织块与背景反差少的问题，拍摄得到组织块清晰影像；采用漫射光照明，可避免组织块的镜面反射问题，拍摄得到组织块清晰的染色图像。
文档编号C12Q1/00GK2780773SQ200520053379
公开日2006年5月17日 申请日期2005年1月5日 优先权日2005年1月5日
发明者梁永钜, 符立梧 申请人:中山大学