[发明专利]癌细胞HER2基因扩增分析方法及系统

说明书

本发明公开了一种癌细胞HER2基因扩增分析方法及系统，本发明通过红点成簇分析、红点识别、绿点识别、构建细胞核特征矩阵、分割细胞核的面积、圆形度、计算每个细胞的比值均值、绿点均值、红点均值、判断HER2基因是否扩增的过程，输出基于HER2基因是否扩增的FISH检测结果报告。本发明用癌细胞FISH图像进行HER2基因扩增检测分析，模拟病理学家诊断流程可以有效的通过计算机识别FISH图像的红绿点比值从而判断出her2基因是否扩增，为病理医生减轻工作量。

技术领域

本发明涉及医疗病理分析技术领域，运用计算机图像处理技术分析癌细胞检测结果，更具体地指一种癌细胞HER2基因扩增分析方法及系统。

背景技术

癌症治疗领域中，例如乳腺癌、胃癌，靶向药物赫赛汀具有高效、低毒、选择性强的特点，是一种针对Her-2/neu受体的高纯度重组DNA衍生物的人源化单克隆抗体。由于靶向药物赫赛汀仅对HER2扩增的乳腺癌有效，故准确的检测HER2有无扩增是临床应用赫赛汀的绝对必要条件，也是成功进行靶向治疗的前提和关键。对于临床常规和研究，应用最广泛的技术是免疫组织化学(IHC)和荧光原位杂交(英文全称Fluorescence in situhybridization,简称FISH)。IHC的优点是应用广泛、成本相对较低、染色切片易于保存和使用常规光学显微镜，其缺点是预分析问题的影响、系统控制样本的存储、持续时间和性质。FISH的优点是相对快速和敏感、不需要细胞培养，结果比核型更容易解释，其缺点是高成本，切片评分判定所需的时间长，荧光显微镜的高采购成本。

随着计算机的快速发展，为了提高病理学家判读乳腺癌、胃癌或者其他癌细胞FISH图像的效率，使用计算机分析FISH图像中的红绿比值是一大研究热门。计算机分析FISH图像主要包括三个阶段：细胞核识别、红绿点识别、比值计算。其中能否正确识别FISH图像中的细胞核是最后红绿比值结果准确的关键因素。然而，由于荧光散射，FISH图像的细胞核边缘模糊不易识别；同时FISH图像中的细胞粘连往往增加识别细胞的难度。现有研究关于FISH图像细胞核的识别往往难以兼顾以上两个问题，从而对HER2基因扩增识别增加难度。

发明内容

针对现有技术中FISH图像的细胞核边缘模糊不易识别、图像中的细胞粘连而导致HER2基因扩增识别率不高的技术问题，本发明提出了一种癌细胞HER2基因扩增分析方法及系统，用于对于FISH图像进行HER2基因扩增分析，并输出FISH检测结果报告。

为实现上述目的，本发明提出的一种癌细胞HER2基因扩增分析方法，其特殊之处在于，所述方法包括如下步骤：

1)对FISH图像的红色通道图像进行红点成簇分析，若单红点成簇总数超过设定值，则直接判定为HER2基因扩增，转步骤7)，否则转步骤2)；

2)对FISH图像的红色通道图像进行红点识别，对绿色通道图像进行绿点识别；

3)对每一个细胞构建存储细胞核特征的矩阵；

4)运用FISH图像的细胞核分割方法得到细胞核的面积、圆形度；

5)计算每个细胞核内的红绿点数目，并计算每个细胞的比值均值、绿点均值、红点均值，将得到结果存入存储细胞核特征的矩阵中；

6)根据存储细胞核特征的矩阵判断HER2基因是否扩增；

7)根据HER2基因扩增判定结果输出基于HER2基因是否扩增的FISH检测结果报告。

优选地，所述步骤1)中红点成簇的分析方法为：

11)分离输入的FISH图像的红色通道，得到红色通道图像；

12)对红色通道图像进行形态学操作，使用结构元素对红色通道做顶帽操作，消除红色通道图像中非红点的大面积颜色散射，得到红色顶帽图像r_tophat；