[发明专利]一种基于核密度函数的量化胶质瘤侵袭性的可视化方法

说明书

本发明涉及一种基于核密度函数的量化胶质瘤侵袭性的可视化方法，基于ImageJ软件、R语言平台，使用核密度估计算法建立一套量化胶质母细胞瘤侵袭性方法。本发明利用R语言ggplot2包和MASS包封装的核密度估计算法和可视化功能来推断细胞核分布的核密度估计图。本发明可以帮助在科研工作中有效地从病理切片中判断肿瘤的侵袭情况，利用核密度统计每一区域的肿瘤核密度，从可视化图中可以大致判断肿瘤的侵袭趋势，进而从切片中来反映肿瘤侵袭能力的高低。

技术领域

本发明属于生物医学技术领域，涉及一种基于核密度函数的量化胶质瘤侵袭性的可视化方法。

背景技术

胶质瘤的临床管理在很大程度上取决于手术和后续放射治疗的有效性。限制这些手术成功的关键问题是缺乏对手术中手术切除肿瘤中切缘的准确判断。而在胶质瘤中,其快速增殖和广泛浸润的生长特性导致肿瘤的侵袭边界较难确定，而切缘的确定极大决定了患者的复发情况，如何最大限度地切除肿瘤组织，同时保留正常组织区是减少术后复发的关键，也是胶质瘤治疗的最大难题。

对于胶质瘤侵袭性以及肿瘤侵袭边界的定量，目前主要依赖于核磁共振的手段去反映。但是问题是，在高级别胶质瘤周边水肿带上没有磁共振增强信号的，传统上不该列入切除范围，但在(荧光素钠)荧光上发现有荧光反应，切除后送病理检测发现确实有大量肿瘤细胞的浸润。这显示出仅通过核磁上并不能很好得把控侵袭的程度。肿瘤的细胞学边界是研究的热点，一般情况下，细胞学边界远大于影像学边界。胶质瘤的细胞学边界到底距离影像学界多远，虽有探索，目前尚无明确结论。

对于侵袭前沿区肿瘤边界的确定的金标准需要借助病理学诊断，这也是诊断胶质瘤的金标准。依赖于病理学诊断，病理医师应用病理学知识与方法，对临床的送检标本进行检查，取自机体内生前或死后的病变组织、细胞进行形态学观察分析做出的疾病诊断。结合病理组织切片，才能从细节上去了解侵袭前沿的组织中到底有多少的肿瘤细胞迁移过来，才能知道肿瘤的侵袭程度(侵袭的肿瘤细胞多少)，判断侵袭的浸润深度以侵袭的边界。

然而，在平时的科研工作中，尤其是面对胶质瘤组织切片，科研工作者感受到一个很重要的难点是怎么从切片中反映胶质母细胞瘤的侵袭状态。由于胶质瘤浸润型生长的特点，侵袭的肿瘤细胞往往是浸润在正常组织中的，和正常组织细胞很难区分。如果没有能够仔细阅片，或者没有丰富的临床病理诊断经验，很难去定义出侵袭区域。并且定义侵袭区域需要我们从更加宏观的视野上去识别，而不是从局部的特征入手。对于科研工作者，找到侵袭区的最简便的方式就是通过细胞核密度来判断，肿瘤区域由于有大量肿瘤细胞的增殖，与侵袭区稀疏的密度形成鲜明的对比，可以通过核密度减少的趋势去判断侵袭大致的方向。而这一方法的难点在于怎么去评价局部区域的细胞核密度特征，传统的方式是通过细胞计数去识别，然后再计算区域的直径。这样的方法姑且不论准确性如果，其密度的大小和拟定的区域的大小密切相关。如果区域选择过大，不能够很好地反映局部组织的密度特征。如果区域选择过小，这会增加更大的人力成本，耗时耗力。这提示科研工作者去建立一种量化切片中细胞核密度的方法用于评价胶质母细胞瘤的侵袭性。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于核密度函数的量化胶质瘤侵袭性的可视化方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于核密度函数的量化胶质瘤侵袭性的可视化方法，具体步骤如下：

(1)先将胶质瘤组织切片中各个细胞核转换为二值化图像；

(2)然后进行细胞核的核密度估计，得到细胞的核密度信息图；

(3)最后通过可视化结果判断肿瘤的侵袭趋势。

优选的，步骤(1)的具体方法如下：

(1-1)利用图像采集设备采集胶质瘤组织切片图像，并导入ImageJ软件，安装Fiji插件包；