Классификация эритроцитов с помощью спектральных оценок АСМ-изображений их поверхностей

Abstract

Атомно-силовая микроскопия (АСМ) – это перспективный и уже широко применяемый метод в медико-биологических исследованиях. В связи с этим возникает необходимость разработки новых методов, алгоритмов и программных средств для анализа АСМ-изображений поверхности биологических клеток. В работе предложен метод классификации АСМ-изображений поверхностей эритроцитов с помощью статистической оценки спектральных плотностей, получаемых дискретным преобразованием Фурье. По каждой линии сканирования исходного АСМ-изображения строится периодограмма, которая сглаживается окном Даниэля для получения оценки спектральной плотности. Затем вычисляются средниезначения оценок спектральных плотностей для каждой частоты по всем линиям сканирования. Диапазон частот усредненных оценок разбивается на два отрезка и для каждого отрезка рассчитывается среднее значение спектральной плотности на нем (С1 и С2 соответственно). Полученной паре значений в двухмерном пространстве соответствует точка (С1, С2). В работе проанализированы множества таких точек для АСМ-изображений поверхностей разных форм эритроцитов (дискоцитов, сфероцитов, кодоцитов и эхиноцитов). Предложный способ анализа АСМ-изображений поверхностей эритроцитов позволил получить статистически значимые различия параметров спектральных оценок для разных форм эритроцитов, пациентов с врожденными нарушениями структуры цитоскелета (наследственный сфероцитоз).