免疫组织（细胞）化学与定量分析（2）

没有图像分析仪可否进行图像分析？

当没有图像分析仪时，研究者早已想到用网格来进行图像分析，也获得了客观的评定结果。网格可分为两大类：一类是置于目镜内的网格，可测量切片标本上的各种数据；另一类是大的网格，可放在照片上，光镜电镜照片均可用，对照片上的各种结构可进行测量。以上二者至今仍被采用。英国标线片公司提供许多型号的市售标线片（即网格）。有的国家制造的显微镜，将目镜与带有六种不同型号标线片的旋转盘装在一起，以便于观察者作各种测量。国内某些单位有自制标线片，并有少量出售。

Aalto等1982年曾在“免疫组织化学的形态测量法一卵巢肿瘤内的胚性癌抗原”一文中推荐用视野评分法，他用三种方法对PAP法免疫组化标本进行分析：①对全切片的染色进行分级。②在10×10放大倍数下，每一切片用目镜网格任选25个方形视场进行观察，并对每一视场进行分级。③在25个视场内取25个点的着色强度进行分级。染色强度分为0级、1级（轻度）、2级（中度）、3级（重度）。方法①的结果不同于②③，而方法②和③差别不大，说明主观估算的鉴别能力低，一般镜下观察不能确切反映染色强度。

用网格进行图像分析的方法很多，如用免疫荧光等方法显示神经纤维，要表示各处的纤维密度不同，除了文字描述如致密、稀疏等以外，用网格法就要客观一些，在目镜或照片上放上网格，观察阳性神经纤维与网格上的线条的交叉次数，排列密集的区域交叉次数必然多些，这就比较客观，重复性也较好。

用荧光显微镜观察免疫荧光标本，Ploem曾在1977年指出荧光强度之差至少要二倍才能在直观估计时显示出差别，说明人视觉对荧光强度变化不够敏感。作者在工作中体会到，可利用照相的自动曝光系统来作相对定量，因为荧光愈强则自动曝光时间愈短，荧光弱则自动曝光时间长，相当敏感，用眼睛观察二个荧光强度几乎无差别的细胞，也能在自动曝光时间上显示出差别来。

作者曾经将许多荧光标本用相同的曝光时间拍在同一个胶卷中，冲洗后，荧光强的区域胶卷上显色深，荧光弱的区域胶卷上显色浅，因为荧光容易淬灭，用此法可将胶卷较长期保存，而且胶卷上的信息还可通过图像分析仪测灰度等数据。这些都是在实践中的一点经验，供读者参考。

用网格测量的具体操作举例：一关联方测格，由于测点、测线、测面之间有互相关联的关系，故称为关联方测格。方格直线交叉称为测点，总数为100个，方格中所有直线称为测线，小方格边长为d如图中所示，测线总长度为200d，整个大方格为测面，测面总面积为100d2，测格周围的虚线不是测线。关联测格的优点是：只在计数位于欲测图像中的测点数P，就可计算位于该图像中的测线长度L及测面的面积A。计算方法为：L=2d·P，A=d2·P。

可摄制于小的透明胶片上，剪成你所用的目镜筒的内径大小，将其置于目镜内，使测格清晰地叠映组织标本的图像上，则可进行测量。d的长度可用台微尺来确定。也可复印在较大的透明胶片上，可用来测量电镜照片或光镜照片，将透明胶片叠加在照片上即可进行测量。某一测量的例子：

此关联方测格共有测点100个（如果只计数粗测点则有25个），图像为一个肾小体的轮廓，包括血管球和肾小囊腔，测点计数的结果，在肾小囊腔内的测点数为12，在血管球内的测点为49个，整个肾小体内的测点为12+49=61个，用台微尺测出d的长度，则可得到此图像中肾小囊腔的面积，血管球的面积，肾小体的面积。明小囊腔与肾小体的面积比12：61=19.7%等多个参数。

值得提出的是，在显微镜下网格的线条有一定宽度，如图9-6所示。计数测点时如①箭头所示，即横线上缘与竖线右缘交点处为真正的测点，若此点落在图像外面则不能计数。

表面积密度的测定：免疫细胞化学电镜照片中的膜性结构如内质网、线粒体、细胞膜等都可测定表面积密度，光镜标本中的各种结构也可同样测定。表面积密度是指单位体积参照空间内特征物的表面积，通过数学运算可简便地用以下方法测定：测量单位面积参照面内特征物断面周界线的长度。如果某一个细胞的电镜照片作为参照面，线粒体作为特征物，欲测单位面积电镜照片内线粒体断面周界线的长度，可用以下公式：

SV=2IL

SV表面积密度2IL交点密度

IL=测线与特征物断面周界线之间的交叉点数除以参照面内测线总长度。

为一咱摆线测格，可用来方便地测表面积密度。图中的平行直线不是测线，仅是为了便于计数交叉点和测点而画上的。图中的曲线即摆线，也就是测线，共45条，每条摆线长度d=1/10测格宽度(1cycloid arc=1/10×frame width) ，测格的宽度容易测量，如用目镜测格，可用台微尺测量，如用大的透明胶片，可实际用尺测量，因此每条摆线长度很易算出。测格中共有45条摆线，其总长为45d。

图中直角短线（L）示测点，共90个，测线长度L与测点数P的关联关系为L=d/2·P。具体来说，用图9-7摆线测格，置于一个细胞的超微结构照片上，如果整个测格均位于照片内，则参照面内测线总长度为45d,如果90个测点只有60个落至细胞内（即测格中有30个测点落在此照片外）则参照面内的测线总长度为d/2·P=d/2×60=30d。摆线与特征物（如内质网膜、线粒体的膜等）的交叉点容易数，用上述IL和SV公式即可得出所需参数。此公式为经过数学上的研究而得出，我们可应用公式来作表面积密度的研究。

读者需注意的是：若特征物是各向同性分布，可采用任意方向的随机切片。若特征物呈各向异性分布，可采用垂直切片或其他一些方法制作的切片。Mattfeldt等曾提出在一个组织块中作三个互相垂直的切片（three mutually perpendiculer sections ）用作研究。目前通用的垂直切片的概念是1986年Baddeley等人提出，指垂直于某任意确定的水平面的随机切片，或平行于某一任意确定的垂直轴的随机切片。

所示，HP为水平面（horizontal plane），VP为垂直面（vertical planes），二个垂直面互相不是平行关系，成一定角度。在生物组织中，如皮肤的表皮、各种上皮的外表面均可作为水平面，只要与水平面垂直的各个方向所切的切片均为垂直切片。骨骼肌纤维的长轴、长骨的长轴均可作为垂直轴，与其平行的切片也作为垂直切片。

管状的器官如消化管、呼吸管道等，可纵向剖开，展平，当作水平面，在其中作垂直切片所示：以水平面为基准，垂直切片必需在随机的位置和随机的方向，在标本计划中，第一步是需要随机，常用一组系统随机位置的垂直切片（systematic randomly positioned vertical sections），第一个切面是随机的，其余切面则是与第一个切面或一定的角度而选择的，如图中（3）和（4）即表示三个不同的方向，但都垂直于同平面，即垂直切片互相间有一定的旋转角度。图9-7摆线测格中大箭头所示vertical 表示箭头方向与标本垂直轴一致，即verfical 所示方向。

如果有的标本没有可辨认的垂直轴，可任意确定一个水平面，来作垂直切片。

VERTICAL：指垂直轴；

P：水平面；二个VP为垂直面，互相不呈平行关系