疟原虫感染的红细胞的识别方法及装置

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。

说明书

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。

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。

附图说明

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 (Hemoglobin Concentration，HGB)或平均红细胞血红蛋白含量(Mean Corpuscular Hemoglobin，MCH)或平均红细胞血红蛋白浓度(Mean Corpuscular Hemoglobin 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，和任选的荧光 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，识别精度高的优 点。

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，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：

信号获取单元61，获取样本中细胞的前向散射光和侧向散射光信号，和任 选的荧光信号；

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，识别精度高的优 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。

可选的，上述统计报警单元64，统计所述疟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)醚(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：

另外，上述试剂的体积可以为1ml，上述血液样本采用新鲜抗凝血20μl，温 度可以保持在25℃。本实施例提供的方法包括下述步骤：

对血液样本进行试剂A处理后，采用测定角度为90°的侧向荧光测定处理后 的血液样本细胞的荧光强度信息，采用测定角度为90°的侧向散射光测定处理 后的血液样本细胞的侧向散射光强度信息，采用测定角度2°-5°的前向散射 光测定处理后的血液样本细胞的前向散射光强度信息得到三维散点图(如图8所 示)，图8为正常血液样本的三维散点图；在三维散点图中出现在疟原虫感染的 红细胞区域的散点识别为疟原虫感染的红细胞，当感染红细胞超过报警的个数 (即第一阈值时)，产生报警；当然报警的条件还可以为其他条件，例如当感 染红细胞未超过报警的个数，但是个数还是较多(即超过第二阈值)且HGB或 RBC的值偏低(即低于正常水平时)时，也产生报警。当然在实际情况中还可 以为其他方式，例如，在前向散射光和侧向散射光的二维散点图(如图10所示) 中疟原虫感染的红细胞个数较多(即大于第二阈值)且侧向散射光和荧光的二 维散点图(如图10所示)的单核细胞区域和淋巴细胞区域的上方出现高荧细胞 群时，也产生报警。此种情况是利用疟原虫感染血液样本的白细胞会吞噬疟色 素的原理来综合识别疟原虫感染的红细胞，通过多信息的综合识别疟原虫感染 的红细胞，有利于提高疟原虫识别的精度。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示 例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来 实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用 和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现 所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述 的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程， 在此不再赘述。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通 过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如， 所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方 式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可 以忽略，或不执行。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为 单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者 也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部 单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可 以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用 时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技 术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以 软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若 干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备 等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包 括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存 储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代 码的介质。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发 明的原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护 范围之内。