[發明專利]一種細胞及區域層次的病理圖自動分類方法及系統

有效

• 申請號: 202110403704.3
• 申請日: 2021-04-15
• 公開（公告）號: CN113192077B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 薛宇;茍宇杰;寧萬山;彭迪;付珊珊;劉丹
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G06T7/11
• 分類號: G06T7/11;G06T7/00;G06N3/08;G06N3/04
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 許恒恒

1.一種細胞及區域層次的病理圖自動分類方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)將初始病理圖切割為尺寸預先設定的第一類小圖，并繪制這些第一類小圖的細胞掩膜圖；

(2)將所述步驟(1)得到的第一類小圖及其細胞掩膜圖用第一卷積神經網絡進行圖像分割，從而對初始病理圖中的細胞進行定位，得到細胞坐標；

(3)根據預先標記出癌細胞和免疫細胞的訓練用病理圖，以切割后的小圖覆蓋一個預先標記的完整細胞為切割原則，將所述訓練用病理圖切割為尺寸預先設定的訓練用第二類小圖，對第二卷積神經網絡進行訓練，訓練好的所述第二卷積神經網絡能夠判斷細胞類型，分別得到細胞類型屬于癌細胞、免疫細胞、其他細胞的概率得分；

針對初始病理圖，根據所述步驟(2)得到的細胞坐標，以切割后的小圖覆蓋一個完整細胞為切割原則，將所述初始病理圖切割為尺寸預先設定的第二類小圖，并利用訓練好的所述第二卷積神經網絡判斷每一張第二類小圖的細胞類型，并將得到的判斷結果記錄下來；

(4)根據預先選取的圖中癌區和癌旁區域能夠區分的訓練用病理圖，按預先設定的尺寸大小，同時以切割后的小圖全部面積屬于癌區或癌旁為切割原則，得到尺寸預先設定的訓練用第三類小圖，對第三卷積神經網絡進行訓練，訓練好的所述第三卷積神經網絡能夠判斷癌區和癌旁區域，分別得到待測試圖中所示區域屬于癌區、癌旁區域的概率得分；

針對初始病理圖，按預先設定的尺寸大小，將所述初始病理圖切割為尺寸預先設定的第三類小圖，并利用訓練好的所述第三卷積神經網絡判斷每一張第三類小圖是否屬于癌區、癌旁區域，并將得到的判斷結果記錄下來；

(5)根據預先標記出腫瘤組織實質區、間質區、蛋白角化區和脈管區的訓練用病理圖：

(i)按預先設定的尺寸大小，同時以切割后的小圖有一半以上面積屬于腫瘤組織實質區標記為切割原則，將所述訓練用病理圖切割為尺寸預先設定的訓練用第四類小圖，對第四卷積神經網絡進行訓練，訓練好的所述第四卷積神經網絡能夠判斷腫瘤組織實質區，得到待測試圖中所示區域屬于腫瘤組織實質區的概率得分；然后，針對初始病理圖，按預先設定的尺寸大小，將所述初始病理圖切割為尺寸預先設定的第四類小圖，并利用訓練好的所述第四卷積神經網絡判斷每一張第四類小圖是否屬于腫瘤組織實質區，并將得到的判斷結果記錄下來；

或是：(ii)按預先設定的尺寸大小，同時以切割后的小圖有一半以上面積屬于間質區標記為切割原則，將所述訓練用病理圖切割為尺寸預先設定的訓練用第五類小圖，對第五卷積神經網絡進行訓練，訓練好的所述第五卷積神經網絡能夠判斷間質區，得到待測試圖中所示區域屬于間質區的概率得分；然后，針對初始病理圖，按預先設定的尺寸大小，將所述初始病理圖切割為尺寸預先設定的第五類小圖，并利用訓練好的所述第五卷積神經網絡判斷每一張第五類小圖是否屬于間質區，并將得到的判斷結果記錄下來；

或是：(iii)按預先設定的尺寸大小，同時以切割后的小圖有一半以上面積屬于蛋白角化區標記為切割原則，將所述訓練用病理圖切割為尺寸預先設定的訓練用第六類小圖，對第六卷積神經網絡進行訓練，訓練好的所述第六卷積神經網絡能夠判斷蛋白角化區，得到待測試圖中所示區域屬于蛋白角化區的概率得分；然后，針對初始病理圖，按預先設定的尺寸大小，將所述初始病理圖切割為尺寸預先設定的第六類小圖，并利用訓練好的所述第六卷積神經網絡判斷每一張第六類小圖是否屬于蛋白角化區，并將得到的判斷結果記錄下來；

或是：(iv)按預先設定的尺寸大小，同時以切割后的小圖有一半以上面積屬于脈管區標記為切割原則，將所述訓練用病理圖切割為尺寸預先設定的訓練用第七類小圖，對第七卷積神經網絡進行訓練，訓練好的所述第七卷積神經網絡能夠判斷脈管區，得到待測試圖中所示區域屬于脈管區的概率得分；然后，針對初始病理圖，按預先設定的尺寸大小，將所述初始病理圖切割為尺寸預先設定的第七類小圖，并利用訓練好的所述第七卷積神經網絡判斷每一張第七類小圖是否屬于脈管區，并將得到的判斷結果記錄下來；

如此基于所述步驟(3)、所述步驟(4)和所述步驟(5)各自得到的得分，共同利用邏輯回歸得出一個最終得分，即可確定初始病理圖中各個細胞的細胞類型及其所屬區域；其中，所述邏輯回歸所采用的模型預先經過訓練處理，所述訓練處理是在已知細胞真實分類的病理圖參與下進行的。