新闻动态
恭喜我实验室吴鹏翔同学等人的论文发表于IEEE Tractions on Biomedical Engineering期刊2015年第一期

吴鹏翔等人的论文 ”Active Contour-Based Cell Segmentation During Freezing and Its Application in Cryopreservation”(基于主动轮廓的冷冻过程细胞图像分割及其在低温保存中的应用) 刚刚正式发表于IEEE Transactions on Biomedical Engineering期刊2015年第1期。

低温保存是实现生命资源长期保存的不可替代的手段,该过程涉及降温冷冻、低温库存、复温融解等关键步骤。冷冻过程中,细胞外冰晶的形成会打破细胞内外水的化学势平衡,驱动水的跨膜输运。细胞膜对水的输运能力各不相同,可使用膜的水通透系数这一特征指数对其进行定量描述。该系数也是对低温保存过程进行优化设计的不可缺少的参数之一。

为了测量该系数,需要从复杂的环境背景中(胞外冰晶的干扰、细胞的漂移、细胞的相互挤压等,图1)精确分割出细胞,并追踪其体积的连续变化。在低温生物医学工程领域,这一细胞图像分割工作均是手工完成,缺乏统一标准,耗时费力,误差较大。也曾有人尝试使用图像处理方法完成,但复杂的背景变化给处理过程带来了巨大的挑战,效果并不理想。

图1 细胞冻结过程中的形态和背景干扰

吴鹏翔等人利用冷冻过程中细胞序列的内在特性,提出一种新颖的细胞分割算法,即首先利用贪婪搜索算法追踪细胞(图2),然后结合主动轮廓模型精确提取细胞轮廓,从而有效地分割出细胞(图3)。

该算法精度高、可重复性好,具有良好的通用性和鲁棒性,为冷冻过程中细胞图像的智能分割提供了重要的积累,可望在整个低温生物医学工程领域得到广泛的应用。

图2 贪婪搜索策略