【技术实现步骤摘要】
本申请涉及人工智能领域，特别是涉及一种细胞生长远程实时分析监测系统。
技术介绍
1、随着现代科学的发展，体外细胞培养技术已经成为多个领域必不可少的研究工具，如在遗传学、免疫学、肿瘤学、病毒学、分子生物学等领域得到了广泛的应用，体外细胞培养是指将采集体内组织的细胞放置在无菌、适宜的温度、湿度以及丰富的营养条件下，使其生长、繁殖并维持其结构和功能的一种技术，体外细胞培养最关键的是细胞活力的保持，所以需要实验人员长期的动态观察和检测细胞的形态和生长状态。
2、实验人员在对细胞进行观察时通常是将细胞从培养箱中取出放置在倒置显微镜下进行观察，然而直接观察的方法会使细胞培养皿暴露在空气中，增加了细胞污染的风险，除此之外，细胞也可能因为环境温度的改变造成应激从而影响细胞的生长状态，降低细胞的活性，另外，细胞数量和细胞融合度也是评价细胞活力、评估不同实验条件的重要指标，不仅可以帮助实验人员深入地理解细胞层面的分子机制，还可以对疾病进展的预测和治疗方案的定制提供重要的指导作用，目前细胞计数的主要方法包括手动计数法、细胞计数仪计数法和流式细胞术等，但是这三种方法均需要通胰酶或细胞刮将细胞从容器底部剥离下来，制成细胞悬液后稀释至合适倍数后进行观察。在手动计数法中，细胞悬液需要用台盼兰进行染色，计数时不能将染成蓝色的细胞计数入内，计数完成还需将细胞计数板进行清洗，操作繁琐，人为判读误差大；在细胞计数仪计数法中，无法区分死细胞和活细胞，计数精准性较差；而使用流式细胞术进行细胞计数时，高效快速，结果准确，但仪器昂贵，维护成本高，并且需要专业的操
3、而随着机器视觉技术的发展，现有技术虽然通过神经网络可以进行细胞计数和细胞融合度的计算，但是其仅对零散细胞的检测效果好，而对相连细胞的检测效果较差，此外，现有的神经网络在检测时只考虑的当前的细胞状态，缺少对细胞未来发展状态的分析和预警。
4、综上所述，亟需一种可以不将细胞从培养箱中拿出也能实时查看细胞状态，并且可以准确分析当前细胞在未来的发展状态的方法。
技术实现思路
1、本申请实施例提供了一种细胞生长远程实时分析监测方法及装置，通过构建实例分割模块与预测模块，通过对细胞图像进行实例分割并结合细胞生长过程中的环境信息来进行细胞数量与融合度的预测。
2、第一方面，本申请实施例提供了一种细胞生长远程实时分析监测方法，所述方法包括：
3、获取至少两张以预设采集间隔采集得到的待监测区域的细胞图像；
4、将细胞图像输入到经训练得到的实例分割模块中得到对应于每一细胞图像的第一细胞特征，融合第一细胞特征和第二细胞特征得到当前细胞图像的细胞图像特征，其中所述第一细胞特征包括细胞类别、细胞数量以及细胞融合度，第二细胞特征为对应当前细胞图像的生长环境的环境特征；
5、将多张细胞图像的细胞图像特征按照采集时间顺序排列组成细胞特征序列，将细胞特征序列输入至经训练得到的预测模块中得到待监测细胞的预测细胞数量与预测融合度。
6、第二方面，本申请实施例提供了一种细胞生长远程实时分析监测装置，包括平台端、设备端以及后台数据库：
7、所述平台端用于发送操作指令给设备端；
8、所述设备端包括数据采集模块、经训练得到的实例分割模块以及经训练得到的预测模块，所述数据采集模块用于获取至少两张以预设采集间隔采集得到的待监测区域的细胞图像，将细胞图像输入到经训练得到的实例分割模块中得到对应于每一细胞图像的第一细胞特征，融合第一细胞特征和第二细胞特征得到当前细胞图像的细胞图像特征，其中所述第一细胞特征包括细胞类别、细胞数量以及细胞融合度，第二细胞特征为对应当前细胞图像的生长环境的环境特征，将多张细胞图像的细胞图像特征按照采集时间顺序排列组成细胞特征序列，将细胞特征序列输入至经训练得到的预测模块中得到待监测细胞的预测细胞数量与预测融合度；
9、所述后台数据库用于存储平台端以及设备端产生的所有信息，并供平台端以及设备端进行调用。
10、第三方面，本申请实施例提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行一种细胞生长远程实时分析监测方法。
11、第四方面，本申请实施例提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序包括用于控制过程以执行过程的程序代码，所述过程包括一种细胞生长远程实时分析监测方法。
12、本专利技术的主要贡献和创新点如下：
13、本申请实施例通过构建实例分割模块来获取细胞图像中的细胞类别和细胞数量，并且本方案中的实例分割模块以置信度最高的检测框的掩码面积来为每一检测框来设置动态分割阈值进行分割，从而有效避免将多个紧密相邻的细胞错误地识别为单个大细胞，或者将单个细胞错误地分割成多个小细胞，提高分割的准确性；本方案中的预测模块在预测时会结合每一细胞图像在生长时的环境信息来进行综合预测，且通过对同一待监测区域的多张细胞图像的预测，可以动态提升预测模块对于待监测区域的预测精度，而且随着实验数据的累积，预测模块能够自我优化，提供越来越精准的生长预测。
14、本申请的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本申请的其他特征、目的和优点更加简明易懂。
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1.一种细胞生长远程实时分析监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种细胞生长远程实时分析监测方法，其特征在于，在“获取至少两张以预设采集间隔采集得到的待监测细胞的细胞图像”步骤中，对细胞图像进行图像亮度处理、图像偏移校正处理、图像压缩处理以及图像识别处理的任一或两种以上的预处理。
3.根据权利要求1所述的一种细胞生长远程实时分析监测方法，其特征在于，所述实例分割模块包括检测单元、分割单元以及分类单元，所述检测单元以检测框记录细胞图像中每一细胞的位置，所述分割单元用于判断检测框中的每一像素点是否为细胞像素从而进行细胞轮廓的分割，所述分类单元用于识别每一细胞的类别，其中，将死亡细胞作为单独的细胞类别。
4.根据权利要求3所述的一种细胞生长远程实时分析监测方法，其特征在于，设置检测阈值，保留置信度大于检测阈值的检测框，再设置初始分割阈值，使用初始分割阈值对每一检测框中的每一像素点进行分割，将大于初始分割阈值的像素点作为细胞像素，小于等于初始分割阈值的像素点作为非细胞像素，每一检测框中所有细胞像素组成的掩码面积，最后基于置信度
5.根据权利要求1所述的一种细胞生长远程实时分析监测方法，其特征在于，使用注意力机制为细胞类别、细胞数量、细胞融合度以及环境特征分配权重并加权求和得到细胞图像特征。
6.根据权利要求1所述的一种细胞生长远程实时分析监测方法，其特征在于，设置预测时间跨度，将细胞特征序列与预测时间跨度结合输入到预测模块中得到预测时间跨度内的预测细胞数量与预测融合度。
7.一种细胞生长远程实时分析监测装置，其特征在于，包括平台端、设备端以及后台数据库：
8.根据权利要求7所述的一种细胞生长远程实时分析监测装置，其特征在于，在后台数据库中调用预测细胞数量与预测融合度，将预测细胞数量与预测融合度生成图像、散点图、曲线图或延时视频展示在平台端中。
9.一种电子装置，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行权利要求1-7任一所述的一种细胞生长远程实时分析监测方法。
10.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序包括用于控制过程以执行过程的程序代码，所述过程包括根据权利要求1-7任一所述的一种细胞生长远程实时分析监测方法。
...【技术特征摘要】
1.一种细胞生长远程实时分析监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种细胞生长远程实时分析监测方法，其特征在于，在“获取至少两张以预设采集间隔采集得到的待监测细胞的细胞图像”步骤中，对细胞图像进行图像亮度处理、图像偏移校正处理、图像压缩处理以及图像识别处理的任一或两种以上的预处理。
3.根据权利要求1所述的一种细胞生长远程实时分析监测方法，其特征在于，所述实例分割模块包括检测单元、分割单元以及分类单元，所述检测单元以检测框记录细胞图像中每一细胞的位置，所述分割单元用于判断检测框中的每一像素点是否为细胞像素从而进行细胞轮廓的分割，所述分类单元用于识别每一细胞的类别，其中，将死亡细胞作为单独的细胞类别。
4.根据权利要求3所述的一种细胞生长远程实时分析监测方法，其特征在于，设置检测阈值，保留置信度大于检测阈值的检测框，再设置初始分割阈值，使用初始分割阈值对每一检测框中的每一像素点进行分割，将大于初始分割阈值的像素点作为细胞像素，小于等于初始分割阈值的像素点作为非细胞像素，每一检测框中所有细胞像素组成的掩码面积，最后基于置信度最高的检测框的掩码面积来对每一检测框的分割阈值进行动态调整得到对应于每一检测框的动态阈值，每一检测框基于对应的动态...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘晋峰，朱志杰，邹东豪，
申请(专利权)人：广州光影细胞科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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