[發(fā)明專利]使用熒光圖像產(chǎn)生明場(chǎng)圖像的系統(tǒng)和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201080044716.1
• 申請(qǐng)日: 2010-09-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102575990A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A·肯;M·J·杰德斯;M·O·貝洛;Q·李
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號(hào): G01N21/64
• 分類號(hào): G01N21/64;G01N1/30;G06T7/00
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 徐晶;林森

背景

本發(fā)明總體上涉及將通過(guò)熒光顯微鏡獲取的一組生物標(biāo)志物圖像映射到新色空間的方法，其中映射圖像強(qiáng)度值代表明場(chǎng)模式(brightfield?modality)。

在用蘇木精和伊紅(Hematoxylin?&?Eosin，H&E)的傳統(tǒng)組織染色中，使用嗜堿性染料蘇木精(H)以使細(xì)胞核染成藍(lán)色，并且將嗜酸性染料伊紅(E)用作復(fù)染劑以使細(xì)胞質(zhì)、結(jié)締組織(膠原)、肌纖維、結(jié)締組織和紅細(xì)胞染色。伊紅與組織中的不同細(xì)胞組分相互作用，基于與伊紅結(jié)合的分子的帶電性質(zhì)產(chǎn)生不同色調(diào)的粉紅色。這些細(xì)胞組分可使用具有熒光染料的分子標(biāo)志物(染料和抗體)替代地標(biāo)記。例如，細(xì)胞核可用DAPI(特異性結(jié)合DNA的熒光染料)染色，而組織中的其他區(qū)域可免疫熒光標(biāo)記，其中通過(guò)直接綴合的抗體或一級(jí)二級(jí)放大檢測(cè)(primary?secondary?amplification?detection)來(lái)靶向目標(biāo)分子。對(duì)于一些結(jié)構(gòu)諸如紅細(xì)胞(RBC)，可使用通過(guò)一組濾波器捕獲的組織自發(fā)熒光來(lái)檢測(cè)。熒光成像模式的優(yōu)勢(shì)在于分別地捕獲這些組織結(jié)構(gòu)中的每一種，因此能夠精確定位和定量。

然而，基于熒光圖像的組織病理學(xué)診斷并非常規(guī)實(shí)踐，因?yàn)闊晒鈭D像并不提供病理學(xué)家進(jìn)行診斷所必需的結(jié)構(gòu)和形態(tài)學(xué)細(xì)節(jié)。明場(chǎng)H&E染色技術(shù)常常也是受偏愛(ài)的，因?yàn)榇嬖诓±韺?shí)驗(yàn)室中數(shù)十年來(lái)匯集的關(guān)于這些技術(shù)的大量知識(shí)。

需要將熒光圖像變換為類似諸如H&E的明場(chǎng)圖像的色域的方法以允許病理學(xué)家對(duì)同一組熒光圖像進(jìn)行定量分析以及病理學(xué)診斷。

發(fā)明簡(jiǎn)述

如所提到的，先前僅使用熒光標(biāo)志物來(lái)鑒別胞核、上皮和基質(zhì)以提供關(guān)于細(xì)胞區(qū)室的信息。所述方法結(jié)合了熒光標(biāo)志物的形態(tài)學(xué)功能與熒光生物標(biāo)志物的功能，其用以部分地基于細(xì)胞形態(tài)學(xué)和生物途徑來(lái)鑒別組織中蛋白質(zhì)表達(dá)和疾病途徑。本發(fā)明描述了將通過(guò)熒光顯微鏡獲取的一組生物標(biāo)志物和自發(fā)熒光圖像映射到新色空間的方法，其中映射圖像強(qiáng)度值代表明場(chǎng)模式，諸如H&E染色。

在一個(gè)實(shí)施方案中，提供了使用熒光圖像產(chǎn)生類似于生物樣品的明場(chǎng)染色方案的明場(chǎng)型圖像的方法。所述方法包括以下步驟：獲取生物樣品上固定區(qū)域的兩種或更多種熒光圖像；將所述熒光圖像映射到明場(chǎng)色空間；和產(chǎn)生明場(chǎng)圖像。

在另一實(shí)施方案中，提供了使用熒光圖像產(chǎn)生類似于生物樣品的明場(chǎng)染色方案的明場(chǎng)型圖像的圖像分析系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括適用于獲取生物樣品上固定區(qū)域的兩種或更多種熒光圖像的數(shù)字成像裝置和適用于應(yīng)用映射參數(shù)以將所述兩種或更多種熒光圖像變換為明場(chǎng)型圖像的處理裝置。

附圖

在參考附圖閱讀以下詳述時(shí)將更好地理解本發(fā)明的這些和其他特征、方面和優(yōu)勢(shì)，在整個(gè)附圖中相同的符號(hào)表示相同的部分，其中：

圖1表示結(jié)腸組織樣品(樣品A)的5種熒光圖像和相應(yīng)產(chǎn)生的H&E型圖像的單色實(shí)施方案。

圖2表示結(jié)腸組織樣品(樣品B)的5種熒光圖像和相應(yīng)產(chǎn)生的H&E型圖像的單色實(shí)施方案。

圖3表示，與由熒光圖像產(chǎn)生的H&E型圖像相比，經(jīng)H&E染色的結(jié)腸組織的三通道(紅色、綠色、藍(lán)色)彩色圖像的單色實(shí)施方案。

發(fā)明詳述

為了更清楚且簡(jiǎn)明地描述并指出所要求保護(hù)發(fā)明的主題，對(duì)于在以下說(shuō)明書(shū)及其所附權(quán)利要求書(shū)中使用的特定術(shù)語(yǔ)，提供以下定義。本文使用的術(shù)語(yǔ)“抗體”是指與另一分子特異性結(jié)合且由此定義為與該分子的特定空間和極性結(jié)構(gòu)互補(bǔ)的免疫球蛋白。該抗體可為單克隆抗體或多克隆抗體，且可通過(guò)以下制備：諸如使宿主免疫和收集血清(多克隆抗體)的本領(lǐng)域熟知的技術(shù)；或制備連續(xù)雜交細(xì)胞系和收集分泌的蛋白質(zhì)(單克隆抗體)；或克隆并表達(dá)至少編碼特異性結(jié)合天然抗體所需要的氨基酸序列的核苷酸序列或其誘變形式。抗體可包括完全免疫球蛋白或其片段，所述免疫球蛋白包括多種分類和同種型，諸如IgA、IgD、IgE、IgG1、IgG2a、IgG2b和IgG3、IgM。功能性抗體片段可包括能夠以類似親和性保持與全長(zhǎng)抗體的結(jié)合的抗體部分(例如，F(xiàn)ab、Fv和F(ab′)2或Fab′)。另外，在適當(dāng)?shù)那闆r下，可使用免疫球蛋白或其片段的聚集體、聚合體和綴合物，只要基本保持對(duì)特定分子的結(jié)合親和性即可。