(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210999077.9 (22)申请日 2022.08.19 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 115079393 A (43)申请公布日 2022.09.20 (73)专利权人 杭州德适 生物科技有限公司 地址 311103 浙江省杭州市临平区余杭经 济开发区临平大道5 02号1幢7层 (72)发明人 韦然　宋宁　晏青　吕明　马伟旗　 唐悦　 (74)专利代理 机构 杭州华知专利事务所(普通 合伙) 33235 专利代理师 杨秀芳 (51)Int.Cl. G02B 21/00(2006.01)G02B 21/36(2006.01) G06N 3/04(2006.01) G06N 3/08(2006.01) G06V 10/46(2022.01) G06V 10/75(2022.01) G06V 10/80(2022.01) G06V 10/82(2022.01) 审查员 苗萍 (54)发明名称 一种基于10倍物镜的染色体核型分析显微 拍摄装置及方法 (57)摘要 本发明提供一种基于10倍物镜的染色体核 型分析显微拍摄装置及方法， 其智能分析系统与 搭载特定波段窄带滤波片的全景相机、 科研级显 微镜、 高信噪比工业相机和电机之间电性连接； 在相同对焦情况下分别获取10倍物镜和100倍物 镜的拍摄图像， 对图像进行、 yolov5目标检测神 经网络、 特征点匹配算法对邻接的拍摄图像进行 自动转换与对齐和自适应合并， 对 各个染色体群 落进行群落分散程度、 群落中染色体数量、 群落 中染色体长度三个维度的深度学习打分， 从而获 得染色体群落质量水平， 避免了核型群落因为未 拍摄完全往往存在漏检， 或检测不完全的情况， 直接得到真正适合用于核型分析的固定数量的 染色体核型群落， 便 于医生定量检测诊断。 权利要求书3页 说明书8页 附图3页 CN 115079393 B 2022.12.27 CN 115079393 B 1.一种基于10倍物镜的染色体核型分析显微拍摄装置的拍摄方法， 其特征在于:  包括 均电性连接于 分析控制中心的显微镜和电机， 所述分析控制中心用于数据接收、 处理， 所述 显微镜设置载物台和物镜， 所述物镜上设置相机， 待分析玻片设置在所述载物台上， 所述电 机与所述载物台连接且所述电机与所述待分析玻片之 间无竖直方向上的相对位移， 通过所 述电机控制所述物镜与所述待分析玻片之 间的相对运动； 所述电机通过推拉件调整所述待 分析玻片在水平方向的移动； 所述的基于10倍物镜的染色体核型分析显微拍摄装置的拍摄方法， 其包括以下步骤， ①根据对焦需要控制所述电机调整所述载物台的纵坐标z值， 进行全玻片扫描获取10 倍物镜下拍摄图像， 通过yolov5目标检测神经网络自动获得所有染色体群落相对于所在图 片左上角的坐标及坐标区间； ②筛选染色体群落处于视野边缘的邻 接的拍摄图片， 以染色体群落的坐标及坐标区间 为检测子， 采用基于图像特征点匹配算法对邻接的拍摄图像进行自动转换与对齐， 并根据 每张邻接图像检测到的图像边缘的群落坐标及坐标区间进 行自适应合并， 通过合并邻接的 单视野下的群落检测结果 获得群落的完整坐标， 并根据完整坐标从对应图像中截取出相应 的完整染色体 群落图像用于后续的基于深度学习的打 分模型进行打 分； ③对得到的所述完整染色体群落图像， 从群落分散程度、 群落中染色体数量、 群落中染 色体长度三个维度进 行量化打分， 再采用深度学习打分模型对所述完整染色体群落图像进 行打分评价， 获得染色体 群落质量水平。 2.如权利要求1所述的基于10倍物镜的染色体核型分析显微拍摄装置的拍摄方法， 其 特征在于： 步骤 ②中， 所述自适应合并的具体步骤为： 以两检测 框中最小的检测框作为IOU 计算的分母， 进行计算， 1)当图像A边缘检测到的群落与图像B检测到的群落存在包含关系时， 直接取图像B检 测到的群落 坐标； 2)在图像A和图像B的公共交集部分， 当图像A检测到的群落与图像B检测到的群落交并 比较大时， 取两者并集作为保留下的群落 坐标。 3.如权利要求1所述的基于10倍物镜的染色体核型分析显微拍摄装置的拍摄方法， 其 特征在于： 所述筛选染色体群落处于视野边缘的邻接的拍摄图像， 其为通过深度学习实例 分割模型MaskRCNN对于拍摄图像进行实例分割， 获得每条染色体的掩码以及对应染色体类 别。 4.如权利要求1所述的基于10倍物镜的染色体核型分析显微拍摄装置的拍摄方法， 其 特征在于： 所述的深度学习打分模型包括特征提取部分、 权重配置部分和多打分维度预测 部分； 所述权重配置部分包括特征加权部分、 多打分维度分支加权部分， 所述的多打分维度 预测部分对群落分散程度、 群落中染色体数量和群落中染色体长度三个维度进行分别打 分； 所述的特征加权部 分引入通道注意力权重和空间注意力权重进行加权融合到原始特征 图中。 5.如权利要求4所述的基于10倍物镜的染色体核型分析显微拍摄装置的拍摄方法， 其 特征在于： 所述的多打分维度分支加权部 分通过同一特征提取器及输入特征矩阵的方式结 合多分支的注意力机制， 以自适应地将不同分支之间获得 的特征图进行加权融合， 从而获权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115079393 B 2得更有利于后续对应分支预测的特 征矩阵。 6.权利要求1所述的基于10倍物镜的染色体核型分析显微拍摄装置的拍摄方法， 其特 征在于： 步骤 ③中， 所述的量 化打分包括计算群落分散程度分数 ， 具体为， 先计算获得染色体 群落的中心坐标 ， ， 其中xi、 yi分别表示编号为i的染色体单体横坐标和纵坐标， n表示染色体群落中的染色 体单体数目； 再计算获得染色体的散度分数 Scoredivergence： ， 其中xi、 yi分别表示编号为i的染色体单体横坐标和纵坐标， n为染色体群落中的染色体 单体数目， 染色体群落的中心坐标。 7.如权利要求1所述的基于10倍物镜的染色体核型分析显微拍摄装置的拍摄方法， 其 特征在于： 步骤 ③中， 所述的量 化打分包括计算群落中染色体长度 ， 即， 先对群落中染色体单体 计算染色体宽度 ： ， 其中19、 20表示第19号染色体单体、 第20号染色体单体， j表示染色体单体的编号； 再基于群落中染色体单体计算染色体掩膜面积： 由Area()函数执行， 通过直接对染色 体单体掩膜像素点个数求和实现； 最后计算染色体长度 ： ， 其中1、 2、 3分别表示第1号染色体单体、 第2号染色体单体、 第3号染色体单体。 8.如权利要求1所述的基于10倍物镜的染色体核型分析显微拍摄装置的拍摄方法， 其 特征在于： 步骤 ③中， 所述的量化打分包括计算群落染色体数目分数 ， 根据n的取 值采用不同的函数计算， 具体为， ， 其中， n为染色体 群落中的染色体单体数目， 且n 不等于46。 9.如权利要求7所述的基于10倍物镜的染色体核型分析显微拍摄装置的拍摄方法， 其权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115079393 B 3