专利名称：疟原虫感染的红细胞的识别方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明属于医疗领域，尤其涉及疟原虫感染的红细胞识别的技术。
背景技术：
疟原虫感染是全球许多地区特别是非洲地区的一种常见传染性疾病。疟原虫通过蚊虫叮咬进入人体血液循环系统，在红细胞内进行繁殖和增生。疟疾常会导致发热、畏寒等临床症状，治疗不及时甚至可能导致死亡。疟疾是严重威胁人类健康的传染性疾病。当前诊断疟疾需要综合病史、旅行史、临床症状和镜检结果，而疟原虫感染的红细胞的识别对疟疾的识别起到关键的作用，现有的疟原虫的识别方法通过对病人作细胞形态学检查来确定疟原虫感染的红细胞，但是现有的血细胞形态学检查采用的薄膜涂片方式，单个视野内红细胞数目较少，容易漏诊，导致疟原虫感染的红细胞识别准确度差，并且人为检测由于人员水平的不同也会出现准确度差，效率低的问题。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种疟原虫感染的红细胞的识别方法，旨在解决现有的技术方案在疟原虫感染的红细胞识别精度差，效率低的问题。本发明一方面提供一种疟原虫感染的红细胞的识别方法，所述方法包括:获取样本中细胞的前向散射光信号和侧向散射光信号，和任选的荧光信号；根据所述前向散射光信号和侧向散射光信号得到第一二维散点图，或基于所述前向散射光信号、侧向散射光信号和荧光信号得到三维散点图；将所述第一二维散点图或三维散点图中表现在预设区域内细胞识别为疟原虫感染的红细胞。另一方面，本发明还提供一种疟原虫感染的红细胞的识别装置，所述装置包括:信号获取单兀,获取样本中细胞的前向散射光和侧向散射光信号，和任选的突光信号;图形生成单元，根据所述前向散射光信号和侧向散射光信号得到第一二维散射图，或根据所述前向散射光信号、侧向散射光信号和荧光信号得到三维散射图；识别单元，将在所述第一二维散点图或三维散点图中表现在预设区域内细胞识别为疟原虫感染的红细胞。下一方面，本发明还提供一种疟原虫感染的红细胞的识别方法，所述方法包括:使用试剂处理血液样本；控制处理后的所述血液样本通过流式细胞仪的检测区；检测获得所述血液样本的细胞的前向散射光强度和侧向散射光强度，和任选的荧光强度；得到所述血液样本的第一散点图，所述第一散点图为二维散点图或三维散点图；将所述第一散点图中表现在预设区域的细胞识别成疟原虫感染的红细胞。
又一方面，本发明还提供一种疟原虫感染的红细胞的识别装置，所述装置包括:血液处理单元，对血液样本进行处理，得到处理后的血样；检测单元，检测获得处理后的血样中细胞的散射光信号；数据处理单元，根据所述散射光信号得到散点图，将所述散点图中表现在预设区域的细胞识别成疟原虫感染的红细胞。上述技术方案通过对该血液样本进行试剂处理后，采用流式分析技术对该样本进行检测，得到散点图，然后根据散点图中细胞表现在的区域识别疟原虫感染的红细胞，该方案可以有自动化仪器完成，同时减少了人为因素对识别精度的影响，所以具有检验快，识别精度高的优点，另外，该方案对整个血液样本的细胞进行分析处理，检测的细胞数量多，不会因为视野内红细胞数目较少而发生漏诊，所以其进一步提高了识别精度。
图1是本发明具体实施方式
提供的正常血液样本的前向散射光信号和侧向散射光信号的散点图；图2是本发明具体实施方式
提供的疟原虫感染血液样本的前向散射光信号和侧向散射光信号的散点图；图3是本发明具体实施方式
提供的一种疟原虫感染的红细胞的识别方法的流程图；图4是本发明具体实施方式
提供的一种疟原虫感染的红细胞的识别装置的结构图；图5为本发明另一个具体实施方式
提供的一种疟原虫感染的红细胞的识别方法的流程图；图6为本发明另一个具体实施方式
提供的一种疟原虫感染的红细胞的识别装置的结构图；图7是本发明实施例一提供的流式细胞分析仪的结构图；图8是本发明实施例一提供的疟原虫感染血液样本的三维散点图；图9是本发明实施例一提供的正常血液样本的三维散点图；图10是本发明实施例一提供的二维散点组合图。需要额外说明的是，上述图1、图2、图8、图9、图10中的一个黑点表示一个细胞，椭圆表现一个细胞种类的区域。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。为了能够快速准确地筛选出疟原虫感染的血液样本，需要一种新的自动化的方法实现疟原虫感染的红细胞的识别。我们经过研究发现，疟原虫感染病人的血液样本中的感染红细胞在细胞膜性质和内部形态性质方面，与正常的红细胞不同，而与正常的白细胞有某些性质上的类似，有可能在白细胞分类的同时把疟原虫感染的红细胞识别出来。由于疟原虫感染的红细胞相比正常白细胞平均体积略小，相比正常白细胞平均的细胞内复杂程度略大，有可能在白细胞分类散点图(X轴为侧向散射光强度，Y轴为前向散射光强度)的正常白细胞群的右下方表现出来。经过反复的实验，通过对其血液样本的散射光信号进行处理和分析，我们发现在根据前向散射光信号和侧向散射光信号得到的散点图中，特定区域稳定地出现细胞群，经过研究确认该细胞群为疟原虫感染的红细胞。为了方便说明，我们提供了正常血液样本的前向散射光信号和侧向散射光信号的散点图(如图1);疟原虫感染血液样本的前向散射光信号和侧向散射光信号的散点图如图2所示，对比图1和图2，在特定的区域出现疟原虫感染的红细胞群。此外，我们还发现，疟原虫感染的红细胞比正常红细胞的平均荧光强度略小，在三维的白细胞分类散点图(X轴为侧向散射光强度，Y轴为前向散射光强度，Z轴为荧光强度)的正常白细胞群的下方表现处理。经过试验，在白细胞分类的三维散点图的特定区域清晰地出现细胞群，经过验证该细胞群为疟原虫感染的红细胞。对比图8和图9，可见在特定的区域出现疟原虫感染的红细胞群。本发明提供的一种疟原虫感染的红细胞的识别方法，该方法由流式分析仪完成，该方法如图3所示，包括:S31、使用试剂处理血液样本；S32、检测所述血液样本的细胞的前向散射光强度和侧向散射光强度，和任选的荧光强度；S33、得到所述血液样本的第一散点图，所述第一散点图为二维散点图或三维散点图；S34、将所述第一散点图中表现在预设区域的细胞识别成疟原虫感染的红细胞。本发明提供的方法对该血液样本进行处理后，采用流式细胞技术对该样本进行处理得到散点图，然后根据散点图中细胞表现在的区域识别疟原虫感染的红细胞，该方法均由自动化仪器完成，所以该方法减少了人为因素的影响，提高了识别精度，所以其具有检验快，识别精度高的优点，另外，该方法对整个血液样本的细胞进行分析处理，其检验的范围广，不会因为视野内红细胞数目而发生漏诊，所以其进一步提高了识别精度。需要说明的是，上述S31中的试剂可以为溶血剂，本发明并不限定该溶血剂的具体组分，只需该试剂能够溶解正常的红细胞即可，优选，试剂包含对细胞进行标记的荧光染料，和使白细胞膜发生部分破损的表面活性剂，该表面活性剂优选阳离子表面活性剂，特别是季铵盐型的表面活性剂。另外，上述溶血剂与血液样本的比例也无特殊要求，例如体积比可以为:1: 50;当然也可以为其他的比例，例如1: 45等，本发明并不限制该比例的具体范围。可选的，实现S32的方法中的任选的荧光强度表示该荧光强度可以由用户根据实际情况自行增加，当然在实际情况中，用户也可以选择不增加荧光强度。另外，当用户选择增加荧光强度时，使用流式分析仪的前向散射光信号、侧向散射光信号和荧光信号对处理后的血液样本进行照射分析得到该血液样本的三维散点图。采用三种信号照射分析得到的三维散点图比S32中的前向散射光强度信号和侧向散射光强度信号得到的散点图(二维)能进一步提高疟原虫感染的红细胞的识别精度。
统计所述疟原虫感染的红细胞的细胞数量，获取所述血液样本的与疟原虫感染相关的红细胞系血常规检测参数，在所述细胞数量大于第二阈值且所述红细胞系血常规检测参数不在正常范围时，发出报警信号。可选的，上述方法在S34之后还可以包括:统计上述散点图中疟原虫感染的红细胞的细胞数量，在细胞数量大于第一阈值时，发出报警信号。当然上述报警的条件还可以为其他组合条件，发出报警信号。由于疟原虫感染会导致多个红细胞系血常规检测参数不在正常值的范围之内，可以利用其结合细胞计数结果，提高报警的灵敏度，在较低细胞数量，也就是第二个阈值时发出报警信号。例如，在细胞数量大于第二阈值且该红细胞系血常规检测参数不在正常范围时，发出报警信号；该红细胞系血常规检测参数选自:红细胞总数或血红蛋白浓度，即红细胞总数(Red Blood Cell count,RBC)或血红蛋白浓度(HemoglobinConcentration, HGB)或平均红细胞血红蛋白含量(MeanCorpuscular Hemoglobin,MCH)或平均红细胞血红蛋白浓度(Mean CorpuscularHemoglobin Concentration,MCHC)或平均红细胞体积(Mean Corpuscular Volume, MCV)或红细胞压积(Hematocrit, HCT)。需要说明是，上述阈值具体可以为一个确定的数值，当然也可以为一个比值，例如上述细胞数量与细胞总数量的比值数。可选的，上述方法在S34之后，还可以包括:统计疟原虫感染的红细胞的细胞数量，在细胞数量大于第二阈值时，获取血液样本的第二散点图，在第二散点图出现异常情况时，发起报警信号；上述第二散点图具体可以为:由细胞的侧向散射光强度和荧光强度得到的第二散点图，上述异常情况为与疟原虫感染的红细胞相关的异常情况。上述异常情况具体可以为:在第二散点图的高荧光区域计数到细胞群。该高荧光区域计数到细胞群是指在信号处理中，在高荧光区域出现可以识别为细胞群的信号强度。实际情况例如第二散点图出现单核细胞区域和淋巴细胞区域的上方出现高荧细胞群。本发明还提供的一种疟原虫感染的红细胞的识别装置，该装置具体可以为:流式分析仪完成，当然该装置也可以安装在其他的检验设备上，该装置如图4所示，包括:血液处理单元41，对血液样本进行处理，得到处理后的血样；检测单元42，获取处理后的血样中细胞的散射光信号；数据处理单元43，根据所述散射光信号得到散点图，将所述散点图中表现在预设区域的细胞识别成疟原虫感染的红细胞。本发明提供的装置对该血液样本进行试剂处理后，采用流式细胞技术对该样本进行处理得到散点图，然后根据散点图中细胞表现在的区域识别疟原虫感染的红细胞，该装置均由自动化仪器完成，所以该方法减少了人为因素的影响，提高了识别精度，所以其具有检验快，识别精度高的优点，另外，该装置对整个血液样本的细胞进行分析处理，其检验的范围广，不会因为视野内红细胞数目而发生漏诊，所以其进一步提高了识别精度。可选的，检测单元42还获取该血液样本细胞的荧光信号。可选的，上述装置还可以包括:统计报警单元44，统计疟原虫感染的红细胞的细胞数量；第一报警单元45，在所述细胞数量大于第一阈值时，发出报警信号。可选的，上述装置还包括:
统计报警单元44，统计疟原虫感染红细胞的细胞数量；数据处理单元43，还得到所述血液样本与疟原虫感染相关的红细胞系血常规检测参数；第二报警单元46，在所述细胞数量大于第二阈值且所述红细胞系血常规检测参数不在正常范围时，发出报警信号。另外，需要说明的是，上述阈值的表现形式与方法实施例相同。可选的，上述红细胞系血常规检测参数具体为:红细胞总数或血红蛋白浓度。可选的，上述装置还可以包括:统计报警单元44，统计疟原虫感染的红细胞的细胞数量，第三报警单元47，在所述细胞数量大于第二阈值时，获取血液样本的第二散点图；第二散点图为:由血液样本细胞的侧向散射光强度和荧光强度得到的所述第二散点图，在第二散点图高荧光区域计数到细胞群时，发出报警信号。上述试剂的说明可以参见方法实施例的说明，这里不在赘述。本发明又提供一种样本中疟原虫感染的红细胞的识别方法，该方法如图5所示，包括:S51、获取样本中细胞的前向散射光信号和侧向散射光信号,和任选的突光信号；S52、根据所述前向散射光信号和侧向散射光信号得到第一二维散射图，或基于所述前向散射光信号、侧向散射光信号和荧光信号得到三维散射图；S53、将所述第一二维散点图或三维散点图中表现在预设区域内细胞识别为疟原虫感染的红细胞。本发明提供的方法获取样本的前向散射光信号和侧向散射光信号，和任选的荧光信号得到第一二维散点图或三维散点图，然后根据散点图中细胞表现在的区域识别疟原虫感染的红细胞，该方法均由自动化仪器完成，所以该方法减少了人为因素的影响，提高了识别精度，所以其具有检验快，识别精度闻的优点。可选的，上述方法在S53之后还可以包括:统计所述痕原虫感染的红细胞的细胞数量,在所述细胞数量大于第一阈值时,发出报警信号。可选的，上述方法在S53之后还可以包括:统计所述疟原虫感染的红细胞的细胞数量，获取所述样本的与疟原虫感染相关的红细胞系血常规检测参数，在所述细胞数量大于第二阈值，且所述红细胞系血常规检测参数不在正常范围内时，发出报警信号。需要说明的是，上述红细胞系血常规检测参数具体可以为:红细胞总数或血红蛋白浓度。可选的，上述方法在S53之后还可以包括:统计所述疟原虫感染的红细胞的细胞数量，根据侧向散射光信号和荧光信号得到第二二维散点图，在所述第二二维散点图出现高荧光细胞群，且在所述细胞个数大于第二阈值时，发出报警信号。需要说明的是，上述阈值的具体表现形式可以参见方法实施例的表述，另外，上述高荧光细胞群的定义也可以参见方法实施例的表述。
本发明还提供一种样本中疟原虫感染的红细胞的识别装置，该装置如图6所示，包括:信号获取单兀61,获取样本中细胞的前向散射光和侧向散射光信号，和任选的突光信号;图形生成单元62，根据所述前向散射光信号和侧向散射光信号得到第一二维散射图，或根据所述前向散射光信号、侧向散射光信号和荧光信号得到三维散射图；识别单元63，将在所述第一二维散点图或三维散点图中表现在预设区域内细胞识别为疟原虫感染的红细胞。本发明提供的装置获取样本的前向散射光信号和侧向散射光信号，和任选的荧光信号得到第一二维散点图或三维散点图，然后根据散点图中细胞表现在的区域识别疟原虫感染的红细胞，该装置均由自动化仪器完成，所以该装置减少了人为因素的影响，提高了识别精度，所以其具有检验快，识别精度闻的优点。可选的，上述装置还可以包括:统计报警单元64,统计所述痕原虫感染的红细胞的细胞数量,在所述细胞数量大于第一阈值时，发出报警信号。可选的,上述统计报警单元64,统计所述痕原虫感染的红细胞的细胞数量,还获取该血液样本的与疟原虫感染相关的红细胞系血常规检测参数，在所述细胞数量大于第二阈值，且所述红细胞系血常规检测参数不在正常值的范围内时，发出报警信号。可选的，上述统计报警单元64，统计预设区域内的细胞数量，还根据血液样本细胞的侧向散射光信号和荧光信号得到第二二维散点图，在所述第二二维散点图出现高荧光细胞群，且在所述细胞数量大于第二阈值时，发出报警信号。本文所述预设区域，可以是经过对比正常人血样和疟原虫感染病人的血样，统计分析后，得到在散点图中的特定区域。将该特定区域的参数输入识别单元得到预设区域。在未知血样散点图中，表现在该预设区域中的细胞识别为疟原虫感染的红细胞。或者，是经过对比正常人血样和疟原虫感染病人的血样，统计分析后，得到疟原虫感染的红细胞的区域与正常白细胞区域的相对位置关系函数，将该函数输入识别单元。在未知血样散点图中，根据正常白细胞区域，以及该相对位置关系函数，确定预设区域。本文中，第一阈值和第二阈值可以是疟原虫感染的红细胞的个数，也可以是疟原虫感染红细胞相比正常红细胞的百分比。该阈值可以是预先设定好的，也可以由用户通过人机互动界面设定。实施例一本实施例提供一种疟原虫感染的红细胞的识别方法，本实施例实现的技术场景具体可以为:本实施例提供的方法由流式细胞分析仪完成，该分析仪具体可以采用深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司生产的BC系列流式细胞分析仪，该分析仪的具体结构如图7所示，该溶血剂的配方可以为:试剂A，该试剂A具体可以包括:染料A(0.5ppm)、癸基溴化异喹啉(0.4g/L)、十二烷基醇聚氧乙烯(23) BI (1.3g/L)、苯甲酸钠(2.0g/L)、甲醇(50g/L)、磷酸二氢钠(3g/L)和磷酸氢二钠(4.8g/L)。其中染料A的结构式如下所示:
权利要求
1.一种疟原虫感染的红细胞的识别方法，其特征在于，所述方法包括: 获取样本中细胞的前向散射光信号和侧向散射光信号，和任选的荧光信号； 根据所述前向散射光信号和侧向散射光信号得到第一二维散点图，或基于所述前向散射光信号、侧向散射光信号和荧光信号得到三维散点图； 将所述第一二维散点图或三维散点图中表现在预设区域内细胞识别为疟原虫感染的红细胞。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括: 统计所述疟原虫感染的红细胞的细胞数量，在所述细胞数量大于第一阈值时，发出报警信号。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括: 统计所述疟原虫感染的红细 胞的细胞数量，获取所述样本的与疟原虫感染相关的红细胞系血常规检测参数，在所述细胞数量大于第二阈值，且所述红细胞系血常规检测参数不在正常范围内，发出报警信号。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述红细胞系血常规检测参数选自红细胞总数或血红蛋白浓度或平均红细胞血红蛋白含量或平均红细胞血红蛋白浓度或平均红细胞体积或红细胞压积。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括: 统计所述疟原虫感染的红细胞的细胞数量； 根据侧向散射光信号和荧光信号得到第二二维散点图，在所述第二二维散点图出现高荧光细胞群，且在所述细胞数量大于第二阈值时，发出报警信号。
6.一种疟原虫感染的红细胞的识别装置，其特征在于，所述装置包括: 信号获取单元，获取样本中细胞的前向散射光和侧向散射光信号，和任选的荧光信号; 图形生成单元，根据所述前向散射光信号和侧向散射光信号得到第一二维散射图，或根据所述前向散射光信号、侧向散射光信号和荧光信号得到三维散射图； 识别单元，将在所述第一二维散点图或三维散点图中表现在预设区域内细胞识别为疟原虫感染的红细胞。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括: 统计报警单元，统计所述疟原虫感染的红细胞的细胞数量，在所述细胞数量大于第一阈值时，发出报警信号。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括: 统计报警单元，统计所述疟原虫感染的红细胞的细胞数量，获取该血液样本的与疟原虫感染相关的红细胞系血常规检测参数，在所述细胞数量大于第二阈值，且所述红细胞系血常规检测参数不在正常范围时，发出报警信号。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括: 统计报警单元，统计预设区域内的细胞数量； 根据血液样本细胞的侧向散射光信号和荧光信号得到第二二维散点图，在所述第二二维散点图出现高荧光细胞群，且在所述细胞个数大于第二阈值时，发出报警信号。
10.一种疟原虫感染的红细胞的识别方法，其特征在于，所述方法包括:使用试剂处理血液样本； 控制处理后的所述血液样本通过流式细胞仪的检测区； 检测获得所述血液样本的细胞的前向散射光强度和侧向散射光强度，和任选的突光强度； 得到所述血液样本的第一散点图，所述第一散点图为二维散点图或三维散点图； 将所述第一散点图中表现在预设区域的细胞识别成疟原虫感染的红细胞。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括: 统计所述疟原虫感染的红细胞的细胞数量，在所述细胞数量大于第一阈值时，发出报警信号。
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括: 统计所述疟原虫感染的红细胞的细胞数量； 获取所述血液样本的与疟原虫感染相关的红细胞系血常规检测参数，在所述细胞数量大于第二阈值且所述红细胞系血常规检测参数不在正常范围时，发出报警信号，其中所述第二阈值小于所述第一阈值。
13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括: 统计疟原虫感染的红细胞的细胞数量； 获取所述血液样本的第二散点图，在所述细胞数量大于第二阈值且所述第二散点图出现异常情况时，发出报警信号； 所述第二散点图具体为:由细胞的侧向散射光强度和荧光强度得到的所述第二散点图，所述异常情况为与疟原虫感染的红细胞相关的异常情况。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述异常情况具体为: 在所述第二散点图的高荧光区域计数到细胞群。
15.一种疟原虫感染的红细胞的识别装置，其特征在于，所述装置包括: 血液处理单元，对血液样本进行处理,得到处理后的血样； 检测单元，检测获得处理后的血样中细胞的散射光信号； 数据处理单元，根据所述散射光信号得到散点图，将所述散点图中表现在预设区域的细胞识别成疟原虫感染的红细胞。
16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述检测单元还获取所述血液样本细胞的突光信号。
17.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述装置还包括: 统计报警单元，统计疟原虫感染的红细胞的细胞数量； 第一报警单元，在所述细胞数量大于第一阈值时，发出报警信号。
18.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述装置还包括: 统计报警单元，统计疟原虫感染红细胞的细胞数量； 所述数据处理单元还得到所述血液样本与疟原虫感染相关的红细胞系血常规检测参数； 第二报警单元，在所述细胞数量大于第二阈值且所述红细胞系血常规检测参数不在正常范围时，发出报警信号。
19.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述装置还包括:统计报警单元，统计疟原虫感染的红细胞的细胞数量； 所述数据处理单元还根据侧向散射光信号和荧光信号得到所述血液样本的第二散点图； 第三报警单元，在所述细胞数量大于第二阈值且所述第二散点图高荧光区域计数到细胞群时，发出报警信 号。
全文摘要
本发明适用于医疗领域，提供了一种疟原虫感染的红细胞的识别方法及装置，该方法包括获取样本中细胞的前向散射光信号和侧向散射光信号，和任选的荧光信号；根据所述前向散射光信号和侧向散射光信号得到第一二维散点图，或基于所述前向散射光信号、侧向散射光信号和荧光信号得到三维散点图；将所述第一二维散点图或三维散点图中表现在预设区域内细胞识别为疟原虫感染的红细胞。本发明提供的技术方案具有识别精度高的优点。
文档编号G01N21/64GK103091286SQ20111033770
公开日2013年5月8日 申请日期2011年10月31日 优先权日2011年10月31日
发明者叶波, 钱程, 祁欢 申请人:深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司