[發(fā)明專利]一種熒光原位雜交細(xì)胞核分割方法及系統(tǒng)

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202010815601.3
• 申請日: 2020-08-14
• 公開（公告）號: CN112070722A
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉劍飛
• 申請（專利權(quán)）人: 廈門驍科碼生物科技有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/11;G06N3/04;G06N3/08
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• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種熒光原位雜交細(xì)胞核分割方法及系統(tǒng)。本發(fā)明采用訓(xùn)練后的linknet網(wǎng)絡(luò)對熒光原位雜交細(xì)胞圖像進(jìn)行分割，來提取高層的語義特征使其抽象化，并在解碼器恢復(fù)特征圖分辨率時融合對應(yīng)的淺層信息來捕捉細(xì)節(jié)特征，以便于更好地提取需要的目標(biāo)細(xì)胞前景，通過訓(xùn)練后的U?net網(wǎng)絡(luò)來獲取細(xì)胞中心點，將細(xì)胞中心點集成到分水嶺算法對黏連區(qū)域進(jìn)行二次分割，解決細(xì)胞之間相互粘連的問題，提高細(xì)胞分割的準(zhǔn)確性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及細(xì)胞分割技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種熒光原位雜交細(xì)胞核分割方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

熒光原位雜交(FISH)是一種分子細(xì)胞遺傳學(xué)技術(shù)，可以提供可靠的成像生物標(biāo)記物來診斷癌癥和遺傳性疾病。而熒光原位雜交細(xì)胞的分割是定量分析這些成像生物標(biāo)記物的前提步驟。然而，在這些眾多的細(xì)胞圖像中常常會有細(xì)胞之間相互粘連的現(xiàn)象存在，這也就會使得眾多自動化分割算法難以從FISH細(xì)胞圖像中準(zhǔn)確地分割出前景細(xì)胞。

如何克服細(xì)胞黏連的現(xiàn)象，以從FISH細(xì)胞圖像中準(zhǔn)確地分割出前景細(xì)胞成為一個亟待解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種熒光原位雜交細(xì)胞核分割方法及系統(tǒng)，以克服細(xì)胞黏連的現(xiàn)象，以從FISH細(xì)胞圖像中準(zhǔn)確地分割出前景細(xì)胞。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

一種熒光原位雜交細(xì)胞核分割方法，所述分割方法包括如下步驟：

利用訓(xùn)練后的linknet網(wǎng)絡(luò)對熒光原位雜交細(xì)胞圖像進(jìn)行分割，獲得分割后的熒光原位雜交細(xì)胞圖像；

利用訓(xùn)練后的U-net網(wǎng)絡(luò)對分割后的熒光原位雜交細(xì)胞圖像進(jìn)行細(xì)胞中心點識別，獲得細(xì)胞中心點概率圖；

根據(jù)所述分割后的熒光原位雜交細(xì)胞圖像和所述細(xì)胞中心點概率圖，確定分割后的熒光原位雜交細(xì)胞圖像中細(xì)胞中心點的數(shù)量大于1的獨立區(qū)域為黏連區(qū)域；

根據(jù)黏連區(qū)域在細(xì)胞中心點概率圖中的細(xì)胞中心點的數(shù)量和分布，采用分水嶺算法對黏連區(qū)域進(jìn)行二次分割。

可選的，訓(xùn)練后的linknet網(wǎng)絡(luò)包括：編碼器和解碼器；

所述編碼器包括兩個卷積層、三個殘差模塊，兩個所述卷積層分別為第一卷積層、第二卷積層，三個所述殘差模塊分別為第一殘差模塊、第二殘差模塊和第三殘差模塊，所述第一卷積層、所述第二卷積層、所述第一殘差模塊、所述第二殘差模塊和所述第三殘差模塊依次連接；

所述解碼器包括三個上采樣模塊和三個卷積層，三個所述上采樣模塊分別為第一上采樣模塊、第二上采樣模塊和第三上采樣模塊，三個所述卷積層分別包括第三卷積層、第四卷積層和第五卷積層；

所述第一上采樣模塊的輸入端與所述第三殘差模塊的輸出端連接，所述第一上采樣模塊的輸出端與所述第二上采樣模塊的第一輸入端連接，所述第一上采樣模塊用于對所述第三殘差模塊的輸出圖像進(jìn)行卷積操作；所述第二上采樣模塊的第二輸入端與所述第二殘差模塊的輸出端連接，所述第二上采樣模塊的輸出端與所述第三上采樣模塊的第一輸入端連接，所述第二上采樣模塊用于對所述第二殘差模塊的輸出圖像和所述第一上采樣模塊的輸出圖像進(jìn)行相加操作后，對相加操作結(jié)果進(jìn)行卷積操作；所述第三上采樣模塊的第二輸入端與所述第一殘差模塊的輸出端連接，所述第三上采樣模塊的輸出端與所述第三卷積層的輸入端連接，所述第三上采樣模塊用于對所述第一殘差模塊的輸出圖像和所述第二上采樣模塊的輸出圖像進(jìn)行相加操作后，對相加操作結(jié)果進(jìn)行卷積操作；所述第三卷積層的輸出端與所述第四卷積層的輸入端連接，所述第四卷積層的輸出端與所述第五卷積層的輸入端連接。

可選的，所述殘差模塊包括第六卷積層、第七卷積層和加法器；