[发明专利]用于细胞分类的系统和方法

说明书

本公开涉及适于快速且准确地训练神经网络以对细胞和/或细胞核进行检测和/或分类的自动化系统和方法。本公开还涉及使用诸如包含神经网络的经训练的细胞检测和分类引擎来对未标记的图像内的细胞进行分类的自动化系统和方法。

相关专利申请的交叉引用

本申请要求于2019年4月8日提交的美国专利申请No.62/830,823的申请日的权益；且还要求于2018年10月15日提交的美国专利申请No.62/745,953的申请日的权益，上述专利申请的全部公开内容通过引用整体并入本文。

背景技术

数位病理学是将整个组织病理或细胞病理载玻片扫描成可在计算机屏幕上解读的数字图像。随后，这些图像使用成像算法处理或由病理医生解读。为了检查组织切片(其几乎透明)，使用选择性地与细胞组分结合的彩色组织化学染色剂来制备组织切片。临床医生或计算机辅助诊断(CAD)算法利用彩色增强或染色的细胞结构，识别疾病的形态标记物以及相应地继续进行治疗。通过在测定时进行观察，可实现各种过程，包括疾病诊断、评定对治疗的应答以及开发用于对抗疾病的新药物。

免疫组化(IHC)载片染色可以用来识别组织切片细胞中的蛋白质，因此被广泛用于研究不同类型的细胞，如生物组织中的癌细胞和免疫细胞。因此，IHC染色可用于研究了解免疫细胞(如T细胞或B细胞)差异表达的生物标志物在癌组织中的分布和定位，用于免疫应答研究。例如，肿瘤中通常含有免疫细胞的浸润物，这可能会阻止肿瘤的发展或促进肿瘤生长。

原位杂交(ISH)可用于确定是否存在遗传畸形或致癌基因在显微镜下观察时形态上呈恶性的细胞中特异性扩增等情况。原位杂交(ISH)采用与靶基因序列或转录物反义的标记的DNA或RNA探针分子来检测或定位细胞或组织样品内的被靶向的核酸靶基因。通过将固定在载玻片上的细胞或组织样品暴露在标记的核酸探针上完成ISH，所述探针能够与所述细胞或组织样品中给定的靶基因进行特异性杂交。可通过将细胞或组织样品暴露在多个核酸探针上来同时分析多个靶基因，所述核酸探针已经由多个不同的核酸标签标记。利用具有不同发射波长的标记，可在单一步骤中，对单个靶细胞或组织样品执行同时的多色分析。例如，来自Ventana Medical Systems,Inc.的INFORM HER2 Dual ISH DNA探针混合物测定旨在通过计算HER2基因与17号染色体的比率来确定HER2基因的状态。在福尔马林固定的、石蜡包埋的人乳腺癌组织标本中的双色显色ISH检测HER2和17号染色体探针。

发明内容

细胞和/或核检测是数字病理学的核心任务，并且通常是指染色的癌组织图像中的单个细胞的识别和定位。癌症组织学图像的大小、分辨率、染色剂类型各不相同，并且充斥着视觉上异质的重叠的细胞。从这些图像中检测细胞和/或核时，通常面临的挑战是难以并且有时候不可能：获得真实值(ground truth)标注；以及将针对特定分辨率或染色剂调整的模型应用于具有不同分辨率或不同染色剂的数据集。事实上，真实值标记的过程通常很麻烦，需要投入大量的时间。因此，期望开发出促进针对细胞和/或核分类进行真实值标注的系统和方法。