[发明专利]用于组织样品中生物标志物的计算机-辅助评价的方法、系统和计算机程序

说明书

公开了用于组织样品中的生物标志物的计算机‑辅助评价的方法，以及相应的系统和计算机程序。该方法包括以下步骤：提供表示了组织的细胞核以及生物标志物的组织样品图像；自动确定图像内的多个位置或区域的血管概率，其表示图像在相应的位置或区域处表示血管的概率；基于就图像内的所述位置或区域而言的血管概率分布，自动确定所述图像内的假定血管位置；自动选择所述图像中在假定血管位置之外但在距所述假定血管位置的阈值距离之内的位置处表示的生物标志物；和自动评价选择的生物标志物。

发明领域

本发明属于生物技术和生物医学领域。特别地，本发明涉及考虑相关组织的灌注状态的用于组织样品中的生物标志物的计算机-辅助评价的方法，以及相应的系统和计算机程序产品。

发明背景

已经发现，在对生物标志物进行有意义的评价中，相应组织的氧合可为至关重要的。例如，在Menegakis等人，Residual DNA double-strand breaks inperfused but notinunperfused areas determine different radiosensitivity of tumors，Radiotherapy and Oncology 100(2011)137-144中，显示了尽管生物标志物γH2AX通常可用于检测放射后残余的DNA损害并因此可用于预测放射处理响应，残余γH2AX病灶的剂量-响应高度依赖于灌注良好区域中的肿瘤细胞氧合。显示了，只有在灌注的肿瘤区域进行γH2AX评价才能区分两种不同肿瘤模型的不同放射敏感性。因此，对于这些类型的生物测定，必须将生物标志物的评价限于肿瘤组织的充分灌注区域。

在这种情况下，将对生物标志物的评价限制在充分灌注的区域的一种可能性是，在辐照前约一小时，注射诸如指示缺乏氧合的吡蒙达唑和指示增殖的活细胞的BrdU的标志物来测试动物。为了检查剂量响应，可以将肿瘤在辐照后的预定时间切除，固定在福尔马林中，并包埋在石蜡中。可以提供两个连续的切片。在第一切片中，可以通过免疫组织化学技术的手段对注入的标志物进行染色，并使用彩色相机对其进行扫描。在由此获得的第一图像中，可以通过存在BrdU和不存在吡蒙达唑来揭示功能性血管，从而允许鉴定肿瘤组织的灌注区域。在第二切片中，使用免疫荧光对生物标志物(在该实例中为γH2AX)和DNA进行染色，并在如上所述从第一切片确定的功能性血管附近的位置拍摄相应的荧光图像并合并为显示了DNA和生物标志物病灶两者的结合图像。在该结合图像中，可以基于第一切片的图像在确定被充分灌注的区域中评价生物标志物病灶。

虽然原则上可以对表现出足够灌注的区域内的选定生物标志物进行评价，但该过程相当费力，并导致所获得的结果出现可再现的问题。

发明概述

本发明所基于的问题是提供考虑灌注状态的用于组织样品中生物标志物的评价的方法，该方法易于实施并导致可再现的结果。

该问题通过根据权利要求1所述的用于组织样品中生物标志物的计算机-辅助评价的方法、根据权利要求14所述的计算机可读存储介质以及根据权利要求15所述的系统来解决。在从属权利要求中限定了优选的实施方案。

本发明的方法包括提供表示了组织的细胞核以及生物标志物的组织样品图像的步骤。在本文中，术语“表示”可以例如意指核和生物标志物是“可见的”。然而，请注意，通常，图像只是照相机等的一组图像传感器读数，不需要以人类可见的方式进行处理。还应强调的是，如本文所指的“图像”可以指定表示核和生物标志物两者的组合图像，但是也可以指定一组共注册图像，即表示生物标志物的图像和表示核的图像。

本发明的方法还包括自动确定图像内的多个位置或区域的血管概率的步骤，其表示图像在相应的位置或区域处表示血管的概率。自动确定基于至少两种血管概率指标的组合，

-其中所述至少两种血管概率指标的至少一种基于与图像内的所述位置或区域相关的一个或多个核的至少一种性质的自动评估，所述核性质选自：与如所述图像中表示的相应位置或区域相关的所述一个或多个核的形状、质地、尺寸、强度，和在所述位置或区域处不存在核，和