免疫细胞化学与图像分析

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1、免疫细胞化学与图像分析　　在细胞生物学中，一个常见的问题是如何获取与细胞功能相关的各种定量测量信息。在免疫细胞化学中也存在同样的问题。制作免疫细胞化学标本环节　较多，只要有一个环节　失误就会影响实验结果，除了需要精制的药品外，还需要熟练的技术。那么，做成了理想的标本后，如何进行观察，才能获得尽量多的的各种定量信息，而且使这些信息能较客观的反映出来，这就是本章　的编写目的。　　一、定量分析的重要性　　目前有许多研究免疫细胞化学的文章　，是做定性和定位研究的。如有文献中提到，P物质在脑组织中存在于30处以上，这只是

2、解决了定性定位问题，这些部位含P物质的量是否相同？可否用快速简便的方法对细胞内免疫反应产物的量进行分析？从而可进行比较。所谓反应产物的“量”包括颜色深浅，其所占的长度或面积等，就要借助于图像分析仪（imageanalyzer）了。　　以往我们对免疫细胞化学或一般组织化学光镜标本的观察，对反应产物的量常用“+”号表示，一般可分为0～+++，共五个等级，这种方法对差别较大的标本当然还是可以用的，但存在以下三方面的问题：①同一张标本，不同的观察者可以得到出不同的结论，因为这种分级没有明确的客观标准；②即使同一张标本同

3、一个观察者，间隔若干天后进行再次观察时，可能结论也不一样的；③最后一点也是最重要的一点，人的视觉是有一定限制的，用一般观察法实际上已经丢失掉了许多可贵的信息，因为你察觉不到实际上存在的较小的差异。因此我们力求有一个客观的比较精密的标准。除了常用的仪器如显微分光光度计(microspectrophotometer)和显微密度计（microdensitometer）等以外，还可用图像分析仪进行测量。前二者已有许多有关著作中介绍过，就其精确与灵敏来说都是够的，但却不能同时测出标本中某些成分的面积、体积或长度等其他极有

4、用的参数。图像分析仪的分析广度则要大得多，并能明显地提高工作效率，所得到的各种数据可通过分析仪上的计算机进行统计学处理，只要将各种统计学公式输入计算机，选择其中你所采用的公式，即可快速得出分析结果，告诉你有无显著性差异。　　二、图像分析仪简介　　图像分析仪又称图像分析系统（imageanalysissystem），主要用来解决如何客观地较精确地用数字来表达存在于标本中的各种信息，可称为数学形态学。它已经成为一种公认的科学研究工具，并且逐渐展现出巨大的潜能。图像中包含着极其丰富的内容，是人们从客观世界中获得信息的

5、重要手段，因此，正确地测量和处理图像已成为测量技术中的重要课题，并广泛应用于航空遥感测量、金属图像测量、微电子技术中微图形检测、精密机件尺寸检测，光波干涉图、医学生物学的研究及应用等有关领域中。图像测量将会随着信息科学和人工智能的发展而日益显示其重要作用。现代图像测量是光学、电子学、计算机技术等相互渗透的跨学科的结果，涉及广泛的学科领域，医学只是其中一个分支。　　我们在光学显微镜下看到的是光学图像，而在图像分析仪屏幕上看到的是电子图像，因此在显微图像分析中，整个系统最重要最关键的工作就是要保证得到的电子图像能最

6、精确地反映出光学图像，这个过程由摄像机（图像扫描器）、显像管和图像处理机（计算机）来完成（图9-1）。图像可通过光学显微镜、透射电镜或扫描电镜传到摄像机而产生电信号，照片或胶卷上的图像也可以通过摄像机反映到电视屏幕上进行分析。图像在电视屏幕上是由许多像素（pixel）构成的，单位面积屏幕上像素愈多则图像愈清晰，即分辨率愈高。各厂家生产各种不同规格的产品，如有640×480像素的、896×704像素的、512×480像素的屏幕等。当图像显示时，每个像素含有两方面的信息，即此像素的灰度及其在标本中的位置，两种信息决

7、定了图像的形状和颜色深浅。图9-1　图像分析系统简图　　有关图像分析的学术活动，1963年召开了第一届国际讨论会，此后每四年有一次国际学术交流活动。1983年在美国召开了第六届国际学术会议，与会代表约150人。1987年9月在法国召开了第七届学术会议，在200多正式代表中有2/3是生物医学方面的专家，而我国生物医学界没有人被邀参加，可见我国过去对如何将图像分析应用于医学生物学方面的研究重视得不够，对国际上这方面的信息掌握得不及时。国内自70年代末期相继从国外引进大型自动图像分析仪后，80年代才开始将医学生物学研

8、究与图像分析方法结合起来。从1981～1983年召开了三次全国体视学与图像图像分析学术会议，1987年召开了第四次学术会议，虽然在宣读的论文中医学研究已占了很大的比例，但具体应用到免疫细胞化学则实例极少，仅是一个开端。1988年中国体视学会正式成立，是在民政部登记的属于新学科的第一个学会。并于1991年11月在重庆第三军大学召开了“全国计量学在形态学研究中应用研讨会”，与会代表来自22