癌变组织偏振多参数识别与纹理特征分析.pdfVIP

第53卷第6期光子学报Vol.53No.6

2024年6月ACTAPHOTONICASINICAJune2024

引用格式：ZHANGLili，HUANGDanfei，GAOJunzhao，etal.PolarizationMulti-parameterRecognitionandTextureFeature

AnalysisofCancerousTissue［J］.ActaPhotonicaSinica，2024，53（6）：0610002

张丽丽，黄丹飞，高君朝，等.癌变组织偏振多参数识别与纹理特征分析［J］.光子学报，2024，53（6）：0610002

癌变组织偏振多参数识别与纹理特征分析

1，21，21，233

张丽丽，黄丹飞，高君朝，宋东，洪景辉，

1，21，21，2

张勇，唐鸿宇，张乐超

（1长春理工大学光电工程学院，长春130022）

（2长春理工大学中山研究院，中山528437）

（3吉林大学第一医院，长春130021）

摘要：偏振成像技术中穆勒矩阵元素含义模糊、单一衍生参数信息解读受限，为了增强原有数据分析

范式的可解释性和强关联性，提出一种癌变组织偏振多参数特征识别方法，并通过纹理分析来定量描

述癌症组织的偏振差异。基于双波片旋转法穆勒矩阵测量方案升级搭建背向散射偏振成像系统，采集

未染色肺癌与基底细胞癌切片。引入旋转不变量获取高维偏振参数集，生成偏振多参数特征曲线，实

现病理区域多维特征提取与可视化，解决直接使用穆勒矩阵受方向影响的问题。计算了灰度共生矩阵

和Tamura纹理属性，结果表明，当固定纹理维度时，不同偏振参数的癌变识别能力不同，单个纹理属性

可成为多个偏振图像的共同量化指标；当固定偏振维度时，不同纹理属性有望成为单一偏振维度的多

个辅助定量指标。该方法快速高效，可为辅助病理检测提供新思路，在临床上展现出良好的应用前景。

关键词：偏振成像；穆勒矩阵；偏振参数；纹理特征；癌变组织

中图分类号：R730.4；TP391.41；O436.3文献标识码：Adoi：10.3788/gzx.0610002

0引言

病理观察和评估是癌症的临床关键诊断过程，提供了可用的治疗选择，包括常规化疗和针对不同癌症

亚型的靶向治疗［1-2］［3］

。数字组织病理切片的图像分析对癌症的诊断和分析具有重要意义。目前，病理显微

镜检仍然在癌症诊断中具有不可替代的地位。病理切片的制作过程中需要对组织进行蜡质包埋，再将其切

割成微米厚的薄片，并使用染色剂染色，其繁琐冗长的染色处理和耗时费力的人工检测使得病理检测主观

性强且效率低下。将偏振成像技术应用到生物医学领域上，探索一种客观、快速、准确、非侵入、无损伤以及

高灵敏的病理检测方法成为临床上的迫切需求，可为癌症进一步准确诊断、选择合理治疗方案以及患者预

后提供科学的参考依据。

与强度、波长和相位一样，偏振也是光的一种基本特性，但因其具有矢量性质，它的使用需要更先进的

光学和计算方法［4］

。偏振成像技术作为医学偏振测量方法中一支新兴光学力量，对于探测复杂生物医学