[發明專利]用于單通道全細胞分割的系統和方法

在審

• 申請號: 201880074274.1
• 申請日: 2018-11-15
• 公開（公告）號: CN111448582A
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發明（設計）人: Y.阿爾-柯法希;M.魯素
• 申請（專利權）人: 環球生命科技咨詢美國有限責任公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/11;G06T7/143;G06T7/194;G06T7/136
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 鄭浩;姜冰

1.一種將利用一個或多個非核細胞標記著色劑所染色的生物樣本的樣本圖像變換為被分割的圖像的計算機實現方法，所述被分割的圖像包括具有所描繪的核區域和細胞質區域的一個或多個細胞，所述方法包括：

(a)提供計算機系統，所述計算機系統具有：

處理器，所述處理器配置成執行指令；以及

存儲器或存儲裝置，所述存儲器或存儲裝置在操作上耦合到所述處理器，其中所述存儲器和所述存儲裝置中的至少一個配置成存儲：

從包括生物樣本的多個訓練圖像的訓練數據所生成的模型，所述訓練圖像包括被識別為核、細胞和背景中的至少一個的區域；

利用所述一個或多個非核細胞標記著色劑所染色的所述生物樣本的所述樣本圖像；以及

處理器可執行指令，

(b)在所述存儲器或所述存儲裝置中訪問所述模型以及利用所述一個或多個非核細胞標記著色劑所染色的所述生物樣本的所述樣本圖像；

(c)通過將所述模型應用于所述樣本圖像來生成包括預測核區域的核概率圖以及包括預測細胞區域的細胞概率圖；

(d)由所述處理器從所述核概率圖中提取二元核掩膜；

(e)由所述處理器從所述二元核掩膜中提取核種子圖，所述核種子圖包括通過所描繪的核區域所分離的所提取單獨核種子；

(f)由所述處理器將所提取核種子應用于所述樣本圖像；以及

(g)將所述樣本圖像變換為所述被分割的圖像，所述被分割的圖像包括具有所描繪的核區域和細胞質區域的一個或多個細胞。

2.如權利要求1所述的方法，其中所述樣本圖像包括多個像素，以及步驟(c)還包括確定作為背景像素、細胞像素或核像素的所述多個像素的每個像素的概率尺度。

3.如權利要求2所述的方法，其中所述概率尺度是連續尺度。

4.如權利要求1所述的方法，其中步驟(d)還包括執行斑點檢測和多級閾值化中的至少一個。

5.如權利要求4所述的方法，還包括：

識別所述核概率圖上具有不同大小的核的區域；

對核的所識別區域應用多級閾值化；

將二元值指配給所述核概率圖中的多個像素的每個像素；以及

從所述核概率圖中提取所述二元核掩膜。

6.如權利要求1所述的方法，其中步驟(e)還包括執行基于形狀的分水嶺分割。

7.如權利要求6所述的方法，還包括：

由所述處理器確定所述二元核掩膜的逆距離變換；

由所述處理器將擴展h最小值變換應用于所確定的逆距離變換；

由所述處理器從所述二元核掩膜中提取區域最小值；以及

由所述處理器使用作為種子的所述區域最小值將種子分水嶺變換應用于所確定的逆距離變換。

8.如權利要求7所述的方法，其中應用所述擴展h最小值變換包括在深度h應用H最小值變換，以抑制具有小于h的深度的區域最小值，并且從具有被抑制的區域最小值的所得到的圖像中提取所述區域最小值。

9.如權利要求8所述的方法，其中所述深度h是用戶定義值。

10. 如權利要求8所述的方法，其中所述深度h具有3 μm的缺省值。

11.如權利要求1所述的方法，其中預先處理所述樣本圖像以用于強度調整，所述預先處理包括由所述處理器執行下列步驟中的至少一個：

所述樣本圖像的降噪；

所述樣本圖像的背景照明校正；以及

所述樣本圖像的重新縮放。

12.如權利要求1所述的方法，其中所述樣本圖像是通過將像素級加權應用于所述樣本圖像所生成的增強樣本圖像。

13.如權利要求1所述的方法，其中步驟(g)還包括確定所述圖像背景，并且基于多級閾值化來指配背景標簽。