[发明专利]一种针对组织质谱成像结果识别并划分细胞边界的方法

说明书

本发明公开了一种针对组织质谱成像结果识别并划分细胞边界的方法，属于质谱成像技术领域，本发明所述技术方案能够对组织质谱成像数据进行细胞边界的识别及划分，该方法基于生物学上细胞抗体的分布特征，首先对不同抗体的结果拆分为不同的图层，然后对特异性的细胞核抗体进行识别，确定细胞核的位置，再对分布于细胞膜上的多种抗体进行融合，确定细胞边界的位置，然后将DNA图层文件与细胞边界图层文件融合后，即可得到细胞所处的位置，最终得到细胞边界的预测结果文件。

技术领域

本发明属于质谱成像技术领域，具体为一种针对组织质谱成像结果识别并划分细胞边界的方法。

背景技术

组织质谱成像系统自2017年年底正式推出以来，被广泛用于肿瘤、免疫、体外诊断、生物标志物筛选和形态学等众多领域。在细胞类型识别、不同细胞在空间组织机构中的相互关系，蛋白定位、蛋白表达和相互作用等研究中发挥着重要作用。组织质谱成像系统的研发基于先进创新的成像质谱流式技术，这一技术由成熟的质谱流式技术发展而来，进一步与激光刻蚀等成熟技术相结合，特别是金属标签标记抗体的专利技术，彻底避免了传统免疫荧光检测中自发荧光对结果的信号干扰，突破性地将单张组织切片参数检测范围从几个提升至几十个，大幅拓展了单样本的数据产出量和检测范围，使数据更全面，结果更可靠，也能更加有效地识别、鉴定特定环境中的生物标志物。与传统免疫组化相比较，组织质谱成像技术具有通道多、无串色、背景低、节约样本、数据质量高等优势。

但是组织质谱成像的扫描结果，仍然需要人眼对细胞进行识别，并且估算细胞数量，无法对数据进行整体的量化分析，在大样本量的情况下，分析仍然十分困难，且由于人主观因素的影响，不同人员的分析结果可能千差万别，不利于分析的规范化。

发明内容

(一)解决的技术问题

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种针对组织质谱成像结果识别并划分细胞边界的方法，解决了组织质谱成像的扫描结果，仍然需要人眼对细胞进行识别，并且估算细胞数量，无法对数据进行整体的量化分析，在大样本量的情况下，分析仍然十分困难，且由于人主观因素的影响，不同人员的分析结果可能千差万别，不利于分析的规范化的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种针对组织质谱成像结果识别并划分细胞边界的方法，基于MCD文件作为输入文件，首先对样本切片，然后采用质谱成像系统对样本进行扫描，检测不同样本的单细胞层面的多种抗体信息，包括以下步骤：

S1、对得到的MCD原始文件进行拆分，针对不同种类抗体拆分为不同的图层文件，然后得到抗体图层文件，同时将抗体图层文件保存为tiff格式；

S2、用得到的原始文件作为参数，调用卷积神经网络模型进行识别，识别出该样本切片图像中的特殊点；

S3、针对每种抗体的图层文件，使用Gaussian Filter的方法进行锐化处理，然后对图层文件进行灰度处理、滤波处理和边缘化检测提取，生成处理后的tiff格式文件。

S4、对DNA1和DNA2的抗体图层文件进行融合处理，合并为DNA图层文件，作为每个细胞的细胞核的位置进行识别；

S5、将CD45，CD8，CD4，CD56和SMA等细胞膜上的抗体图层文件进行融合处理，合并为细胞边界图层文件，使用Gradient图片分割算法和Otsu过滤算法，对图片进行处理，作为每个细胞的细胞边界位置进行识别；

S6、将上述步骤4和步骤5中得到的细胞图层进行融合，得到细胞边界的图层文件。