五、沒有圖像分析儀可否進行圖像分析?
當沒有圖像分析儀時,研究者早已想到用網格來進行圖像分析,也獲得了客觀的評定結果。網格可分為兩大類:一類是置于目鏡內的網格,可測量切片標本上的各種數據;另一類是大的網格,可放在照片上,光鏡電鏡照片均可用,對照片上的各種結構可進行測量。以上二者至今仍被采用。英國標線片公司提供許多型號的市售標線片(即網格)。有的國家制造的顯微鏡,將目鏡與帶有六種不同型號標線片的旋轉盤裝在一起,以便于觀察者作各種測量。國內某些單位有自制標線片,并有少量出售。
Aalto等1982年曾在“免疫組織化學的形態(tài)測量法一卵巢腫瘤內的胚性癌抗原”一文中推薦用視野評分法,他用三種方法對PAP法免疫組化標本進行分析:①對全切片的染色進行分級。②在10×10放大倍數下,每一切片用目鏡網格任選25個方形視場進行觀察,并對每一視場進行分級。③在25個視場內取25個點的著色強度進行分級。染色強度分為0級、1級(輕度)2級、(中度)、3級(重度)。方法①的結果不同于②③,而方法②和③差別不大,說明主觀估算的鑒別能力低,一般鏡下觀察不能確切反映染色強度。
用網格進行圖像分析的方法很多,如用免疫熒光等方法顯示神經纖維,要表示各處的纖維密度不同,除了文字描述如致密、稀疏等以外,用網格法就要客觀一些,在目鏡或照片上放上網格,觀察陽性神經纖維與網格上的線條的交叉次數,排列密集的區(qū)域交叉次數必然多些,這就比較客觀,重復性也較好。
用熒光顯微鏡觀察免疫熒光標本,Ploem曾在1977年指出熒光強度之差至少要二倍才能在直觀估計時顯示出差別,說明人視覺對熒光強度變化不夠敏感。作者在工作中體會到,可利用照相的自動曝光系統(tǒng)來作相對定量,因為熒光愈強則自動曝光時間愈短,熒光弱則自動曝光時間長,相當敏感,用眼睛觀察二個熒光強度幾乎無差別的細胞,也能在自動曝光時間上顯示出差別來。作者曾經將許多熒光標本用相同的曝光時間拍在同一個膠卷中,沖洗后,熒光強的區(qū)域膠卷上顯色深,熒光弱的區(qū)域膠卷上顯色淺,因為熒光容易淬滅,用此法可將膠卷較長期保存,而且膠卷上的信息還可通過圖像分析儀測灰度等數據。這些都是在實踐中的一點經驗,供讀者參考。
用網格測量的具體操作舉例:圖9-4為一關聯(lián)方測格,由于測點、測線、測面之間有互相關聯(lián)的關系,故稱為關聯(lián)方測格。方格直線交叉稱為測點,總數為100個,方格中所有直線稱為測線,小方格邊長為d如圖中所示,測線總長度為200d,整個大方格為測面,測面總面積為100d2,測格周圍的虛線不是測線。關聯(lián)測格的優(yōu)點是:只在計數位于欲測圖像中的測點數P,就可計算位于該圖像中的測線長度L及測面的面積A。計算方法為:L=2d·P,A=d2·P。醫(yī)學全在線www.med126.com
可將圖9-4攝制于小的透明膠片上,剪成你所用的目鏡筒的內徑大小,將其置于目鏡內,使測格清晰地疊映組織標本的圖像上,則可進行測量。d的長度可用臺微尺來確定。也可將9-4復印在較大的透明膠片上,可用來測量電鏡照片或光鏡照片,將透明膠片疊加在照片上即可進行測量。圖9-5為一測量的例子:
圖9-4 關聯(lián)方測格
圖9-5 示測點計數
此關聯(lián)方測格共有測點100個(如果只計數粗測點則有25個),圖像為一個腎小體的輪廓,包括血管球和腎小囊腔,測點計數的結果,在腎小囊腔內的測點數為12,在血管球內的測點為49個,整個腎小體內的測點為12+49=61個,用臺微尺測出d的長度,則可得到此圖像中腎小囊腔的面積,血管球的面積,腎小體的面積。明小囊腔與腎小體的面積比12:61=19.7%等多個參數。
值得提出的是,在顯微鏡下網格的線條有一定寬度,如圖9-6所示。計數測點時如①箭頭所示,即橫線上緣與豎線右緣交點處為真正的測點,若此點落在圖像外面則不能計數。如②箭頭所示,此測線的上緣才能作為真正的測線。
圖9-6 示真正的測點與測線
表面積密度的測定:免疫細胞化學電鏡照片中的膜性結構如內質網、線粒體、細胞膜等都可測定表面積密度,光鏡標本中的各種結構也可同樣測定。表面積密度是指單位體積參照空間內特征物的表面積,通過數學運算可簡便地用以下方法測定:測量單位面積參照面內特征物斷面周界線的長度。如果某一個細胞的電鏡照片作為參照面,線粒體作為特征物,欲測單位面積電鏡照片內線粒體斷面周界線的長度,可用以下公式:
SV=2IL
SV表面積密度2IL交點密度
IL=測線與特征物斷面周界線之間的交叉點數除以參照面內測線總長度。
圖9-7為一咱擺線測格,可用來方便地測表面積密度。圖中的平行直線不是測線,僅是為了便于計數交叉點和測點而畫上的。圖中的曲線即擺線,也就是測線,共45條,每條擺線長度d=1/10測格寬度(1cycloid arc =1/10×frame width) ,測格的寬度容易測量,如用目鏡測格,可用臺微尺測量,如用大的透明膠片,可實際用尺測量,因此每條擺線長度很易算出。測格中共有45條擺線,其總長為45d。圖中直角短線(L)示測點,共90個,測線長度L與測點數P的關聯(lián)關系為L=d/2·P。具體來說,用圖9-7擺線測格,置于一個細胞的超微結構照片上,如果整個測格均位于照片內,則參照面內測線總長度為45d,如果90個測點只有60個落至細胞內(即測格中有30個測點落在此照片外)則參照面內的測線總長度為d/2·P=d/2×60=30d。擺線與特征物(如內質網膜、線粒體的膜等)的交叉點容易數,用上述IL和SV公式即可得出所需參數。此公式為經過數學上的研究而得出,我們可應用公式來作表面積密度的研究。