组织样品分析技术制造技术

组织样品的定量分析包括对样品的多个细胞核进行倍性测量以确定样品的倍性类型，并且还包括对切片进行基质测量以确定样品的基质类型。倍性类型例如二倍体或非二倍体以及基质类型高基质或低基质，给出比单独的倍性类型改进的患者存活评估。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】组织样品分析技术专利技术背景在许多癌症类型中，对于临床医生，在诊断时预测肿瘤的生长和行为是困难的。在此时做出的预测影响用于患者的治疗的类型，并且因此可以对于未来的结果和他或她的生活质量具有大的影响。癌症治疗可以是艰难的压力，并且如果患者的肿瘤是无痛的(indolent)，那么侵袭性治疗(aggressivetreatment)实际上可能引起比癌症自身更多的疼痛和不适。为了在诊断时将侵袭性肿瘤与无痛肿瘤区分开，并进一步选择正确的治疗是癌症护理中的主要挑战。细胞核和其他结构的数字图像分析是从组织获得定量信息的有用的方法。可以采用分离的细胞核的完全分析和周围组织的完全分析两者的方法。因此，存在开发可以从原始培养基捕获这些细胞核、收集大量的细胞核并且表征它们的自动化系统的动机。可以理解的是，允许表征细胞核的方法具有药物发现应用、临床应用以及其他医学应用。专利技术概述根据本专利技术，提供了定量分析组织样品的方法，所述方法包括：对样品的多个细胞核进行倍性测量，以确定样品的倍性类型；对组织样品的切片进行基质测量(stromameasurement)，以通过确定样品是具有高于预先确定的基质百分比的基质百分比的高基质类型还是具有至多为预先确定的基质百分比的基质百分比的低基质类型，来确定样品的基质类型；以及基于基质类型和倍性类型，输出分类。分类可以是诸如“高”风险、“中”风险或“低”风险的分类，或可选地分类可以简单地是基质类型和倍性类型的组合，例如“二倍体、低基质”。以任一种方式，均可以获得比通过单独使用倍性类型可以预计的更好的预后。倍性测量可以通过以下步骤进行：制备组织的样品，使得细胞核被释放并且被DNA特异性染料染色；捕获细胞核样本的显微镜图像；分割捕获的图像中的图像以鉴定细胞核；对于多个细胞核中的每个细胞核，获得积分光密度；以及确定样品的DNA倍性分类。基质测量可以通过以下步骤进行：获得组织切片；将组织切片染色；捕获染色的组织切片的显微镜图像；使用聚类算法将显微镜图像的图像像素分割成基质像素和非基质像素；以及计算图像中的基质像素的分数；以及确定基质像素的分数是否超过预先确定的基质百分比。该步骤方法还可以在进行使用聚类算法的步骤之前包括将捕获的显微镜图像转化成色调-饱和度-明度明度色彩坐标(hue-saturation-valuecolourcoordinate)。使用聚类算法的步骤可以包括将图像像素拟合至两个高斯曲线，一个高斯曲线对应于基质，并且一个高斯曲线对应于图像的非基质区。在一种方法中，获得基质分数的方法包括：将捕获的图像转化成代表被苏木精染色的图像区域的归一化的苏木精图像和代表被苏木精或伊红染色的图像区域的归一化的苏木精和伊红图像；计算具有低于第一预先确定的水平的饱和度和低于第二预先确定的水平的明度的归一化的苏木精和伊红图像中的像素的对应于图像的背景的背景掩蔽；以及通过将归一化的苏木精图像转化成灰色以获得灰色转化的图像，来计算结缔组织掩蔽，其中使用聚类算法的步骤对灰色转化的图像使用聚类算法和阈值法(thresholding)，以鉴定结缔组织的像素。预先确定的基质百分比可以是30％至70％，例如40％至60％。该方法还可以包括从基质类型和倍性类型计算患者存活组。基质类型高基质和非二倍体的倍性类型的样品可以被指示为高风险，基质类型低基质和倍性类型二倍体的样品可以被指示为低风险，并且其中具有低基质的基质类型和非二倍体类型的倍性类型，或高基质的基质类型和二倍体的倍性类型的样品可以被指示为中风险水平。通过本专利技术进行的分析允许通过组合细胞核群体的定量评估和组织切片内基质组织的量的组合来表征样品，其中通常从活检获得的组织切片含有许多不同类型的组织、上皮、基质、肌肉、腔和粘蛋白区及其他。本专利技术允许通过将针对单独的分离的细胞核获得的定量信息和来自组织切片的定量信息组合来获得定量信息。样品可以是癌性组织的。在特定的实例中，癌性组织可以是结肠组织、直肠组织或前列腺组织。在另一方面，本专利技术涉及计算机程序产品，所述计算机程序产品被设置成引起计算机进行如上文陈述的方法。在另一方面，本专利技术涉及通过以下步骤测量基质在组织中的百分比的方法：获得组织切片；将组织切片染色；捕获染色的组织切片的显微镜图像；将捕获的显微镜图像转化成色调-饱和度-明度明度色彩坐标；将图像像素的色调值拟合至两个高斯曲线，一个高斯曲线对应于基质并且一个高斯曲线对应于图像的非基质区，以将显微镜图像的图像像素分割成基质像素和非基质像素；以及计算图像中基质像素的分数。以此方式，基质的百分比可以可靠地自动获得，而不需要医师。该方法还可以包括确定样品是具有高于预先确定的基质百分比的基质百分比的高基质类型还是具有至多为预先确定的基质百分比的基质百分比的低基质类型。另外的方面涉及通过以下从染色的组织切片的捕获的显微镜图像测量组织中基质的百分比的方法：将捕获的图像转化成代表被苏木精染色的图像区域的归一化的苏木精图像和代表被苏木精或伊红染色的图像区域的归一化的苏木精和伊红图像；计算具有低于第一预先确定的水平的饱和度和低于第二预先确定的水平的明度的归一化的苏木精和伊红图像中的像素的对应于图像的背景的背景掩蔽；将归一化的苏木精图像转化成灰色以获得灰色转化的图像；对灰色转化的图像使用聚类算法和阈值法，以获得鉴定结缔组织的像素的结缔组织掩蔽；以及在排除了通过背景掩蔽鉴定的背景的图像中，从通过结缔组织掩蔽鉴定的结缔组织的百分比获得基质的百分比。附图简述为了更好地理解本专利技术，现在将仅通过举例的方式参考附图描述实施方案，在附图中：-图1示出了图示进行倍性测量的流程图；图2示出了用于进行图1的倍性测量的设备；图3示出了正常样品的实例性倍性测量；图4示出了异常样品的实例性倍性测量；图5图示了在切片和染色之后的基质图像；图6示出了图示进行基质测量的流程图；图7示出了图示组合方法的流程图；图8示出了在使用倍性分类和基质分类两者的实例中的患者存活结果。图9示出了仅使用倍性分类的患者存活结果；图10示出了在使用倍性分类和基质分类两者的实例中的患者存活结果。图11示出了在仅使用倍性分类的实例中的患者存活结果。图12示出了在仅使用基质分类的实例中的患者存活结果。图13示出了在使用倍性分类和基质分类两者的实例中的患者存活结果。图14示出了在仅使用倍性分类的实例中的患者存活结果。图15示出了根据可选的实例的方法中的中间步骤；以及图16示出了在图15中图示的方法中的另外的步骤。说明在实施方案中，使用先前从用于活检的癌性区移出的组织样品来制备用于基质测量的组织切片并且来自样品的另外的细胞被用于倍性测量。这些在下文中更详细地讨论。倍性测量关于图1和图2，显微术设备和数字图像捕获设备用于分析细胞核，特别是细胞核内的染色质，以获得关于细胞核内的染色质结构的定量信息。该实施方案使用来自所制备的细胞核的灰度等级强度数据，来完成分析。首先，使用标准实验室程序，从组织样品制备细胞样本，以使用福尔根法(Feulgenmethod)在玻片76上制成单层染色的层。该方法是被熟知的并且例如在Ris和Mirsky,“QuantitativeCytochemicaldeterminationofdesoxyribonucleicacidwitht本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种定量分析组织样品的方法，包括：对所述样品的多个细胞核进行倍性测量，以确定样品的倍性类型；对所述组织样品的切片进行基质测量，以通过确定所述样品是具有高于预先确定的基质百分比的基质百分比的高基质类型还是具有至多所述预先确定的基质百分比的基质百分比的低基质类型，来确定样品的基质类型；以及基于所述基质类型和所述倍性类型输出分类。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.18 GB 1504569.31.一种定量分析组织样品的方法，包括：对所述样品的多个细胞核进行倍性测量，以确定样品的倍性类型；对所述组织样品的切片进行基质测量，以通过确定所述样品是具有高于预先确定的基质百分比的基质百分比的高基质类型还是具有至多所述预先确定的基质百分比的基质百分比的低基质类型，来确定样品的基质类型；以及基于所述基质类型和所述倍性类型输出分类。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述基质测量通过以下步骤进行：获得组织切片；将所述组织切片染色；捕获所染色的组织切片的显微镜图像；使用聚类算法将所述显微镜图像的图像像素分割成基质像素和非基质像素；以及计算基质像素在所述图像中的分数；以及确定基质像素的分数是否超过所述预先确定的基质百分比。3.根据权利要求2所述的方法，其中使用聚类算法包括将所述图像像素拟合至两个高斯曲线，一个高斯曲线对应于基质，并且一个高斯曲线对应于所述图像的非基质区。4.根据权利要求2或3所述的方法，还包括在进行使用聚类算法的步骤之前，将所捕获的显微镜图像转化成色调-饱和度-明度色彩坐标。5.根据权利要求4所述的方法，其中使用聚类算法的步骤包括将所述图像像素的色调值拟合至两个高斯曲线，一个高斯曲线对应于基质，并且一个高斯曲线对应于所述图像的非基质区。6.根据权利要求4所述的方法，其中所捕获的图像具有苏木精和伊红染色，所述方法还包括：将所捕获的图像转化成代表用苏木精染色的图像区域的归一化的苏木精图像和代表用苏木精或伊红染色的图像区域的归一化的苏木精和伊红图像；计算具有低于第一预先确定的水平的饱和度和低于第二预先确定的水平的明度的归一化的苏木精和伊红图像中的像素的对应于所述图像的背景的背景掩蔽；以及通过将所述归一化的苏木精图像转化成灰色以获得灰色转化的图像来计算结缔组织掩蔽；其中使用聚类算法的步骤对所述灰色转化的图像使用聚类算法和阈值法，以鉴定结缔组织的像素。7.根据权利要求2至6中任一项所述的方法，其中所述预先确定的基质百分比是30％至70％。8.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述倍性测量通过以下步骤进行：制备所述组织的样品，使得细胞核被释放并且被DNA特异性染...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫·克尔，约翰·麦迪逊，哈弗德·丹尼尔森，
申请(专利权)人：牛津癌症生物标记有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB