适用于细胞核靶向上转换荧光探针的数据处理方法技术

本申请提供了一种适用于细胞核靶向上转换荧光探针的数据处理方法，在上转换荧光探针进行细胞核靶向输送的过程中，获取荧光采集装置采集的荧光信号集；根据荧光信号集中的荧光数据构建一个或多个荧光纹理图，并根据荧光纹理图中的纹理特征将荧光信号集拆分成多个子集；根据每个子集中的各个荧光强度值以及预设强度阈值，确定每个子集对应的上转换荧光探针的数量以及各个上转换荧光探针的待选坐标；根据每个子集对应的各个荧光强度值、数量以及每个子集的大小对各个待选坐标进行优化调整，得到每个子集中各个上转换荧光探针的坐标；根据所有坐标以及对应的采集时间，绘制上转换荧光探针进行细胞核靶向输送的示踪图像和/或示踪路径。路径。路径。

【技术实现步骤摘要】
适用于细胞核靶向上转换荧光探针的数据处理方法


[0001]本申请涉及激光治疗
，尤其涉及一种适用于细胞核靶向上转换荧光探针的数据处理方法。

技术介绍

[0002]稀土上转换发光纳米材料(Upconversion nanoparticles，UCNPs)是继传统有机染料和半导体量子点之后的第三种新型荧光材料，因其具有光稳定性、化学稳定性高、潜在毒性低、光穿透深度大、无背景光干扰以及对生物组织几乎无损伤等显著优点，在生物医学领域有着广泛的应用前景。
[0003]上转换发光是指荧光分子吸收两个或两个以上低能量光子，发射出一个高能量光子的现象。上转换发光过程主要包括三种发光机制：激发态吸收、能量转移和光子雪崩。
[0004]通过对UCNPs进行表面处理，增加细胞核靶向配体，为细胞核成像提供了新的发展方向，然而现有技术一般关注的重点是UCNPs最终到达细胞核后的荧光成像，而对于活体生物来说，从UCNPs被注射如活体生物体内开始，到其实现细胞核靶向聚集的整个过程都是需要追踪和研究的，因此，亟需解决UCNPs在活体生物体内的追踪成像的技术问题。

技术实现思路

[0005]本申请提供一种适用于细胞核靶向上转换荧光探针的数据处理方法，以解上转换荧光探针决在活体生物体内的追踪成像的技术问题。
[0006]第一个方面，本申请提供一种适用于细胞核靶向上转换荧光探针的数据处理方法，包括：
[0007]在上转换荧光探针进行细胞核靶向输送的过程中，获取荧光采集装置采集的荧光信号集；
[0008]根据荧光信号集中的荧光数据构建一个或多个荧光纹理图，并根据荧光纹理图中的纹理特征将荧光信号集拆分成多个子集；
[0009]根据每个子集中的各个荧光强度值以及预设强度阈值，确定每个子集对应的上转换荧光探针的数量以及各个上转换荧光探针的待选坐标；
[0010]根据每个子集对应的各个荧光强度值、数量以及每个子集的大小对各个待选坐标进行优化调整，得到每个子集中各个上转换荧光探针的坐标；
[0011]根据所有坐标以及对应的采集时间，绘制上转换荧光探针进行细胞核靶向输送的示踪图像和/或示踪路径。
[0012]在一种可能的设计中，荧光信号集中的荧光数据包括：荧光强度、荧光采集坐标和采集时间；
[0013]根据荧光信号集中的荧光数据构建一个或多个荧光纹理图，包括：
[0014]将同一采集时间或在同一采集周期内的采集时间对应的荧光强度按荧光采集坐标进行排列，得到一个或多个荧光纹理图。
[0015]在一种可能的设计中，根据荧光纹理图中的纹理特征将荧光信号集拆分成多个子集，包括：
[0016]利用特征提取模型提取荧光纹理图的纹理特征；
[0017]根据纹理特征将荧光纹理图分割为多个不规则区域，每个不规则区域具备同或相似的纹理特征；
[0018]将每个不规则区域对应的第一荧光数据组合为子集。
[0019]在一种可能的设计中，根据每个子集中的各个荧光强度值以及预设强度阈值，确定每个子集对应的上转换荧光探针的数量以及各个上转换荧光探针的待选坐标，包括：
[0020]根据每个子集中的各个荧光强度值对应的荧光采集坐标，构建每个子集对应的荧光强度矩阵，荧光强度矩阵的大小大于或等于各个荧光强度值的总数；
[0021]根据预设几何区域遍历荧光强度矩阵，预设几何区域每移动一次时，根据预设几何区域对应的多个荧光强度以及预设强度阈值确定一个待选坐标。
[0022]在一种可能的设计中，预设几何区域包括：十字形区域；
[0023]根据预设几何区域遍历荧光强度矩阵，预设几何区域每移动一次时，根据预设几何区域对应的多个荧光强度以及预设强度阈值确定一个待选坐标，包括：
[0024][0025]其中，E表示各个上转换荧光探针的待选坐标，表示以（i,j）为中心的十字形区域中只有一个待选坐标，为荧光强度，为预设强度阈值。
[0026]在一种可能的设计中，根据每个子集对应的各个荧光强度值、数量以及每个子集的大小对各个待选坐标进行优化调整，得到每个子集中各个上转换荧光探针的坐标，包括：
[0027]利用预设概率函数，根据每个子集对应的各个荧光强度值、数量、待选坐标以及每个子集的大小，计算每个子集对应的探针位置准确度，并将探针位置准确度加入准确度集合中，探针位置准确度用于综合表征每个子集中各个待选坐标与各个上转换荧光探针的真实坐标之间的近似程度；
[0028]利用预设合并方式，根据每个子集中各个待选坐标之间的距离，多次将满足预设距离要求的至少两个待选坐标合并成一个新的待选坐标；
[0029]每得到一个新的待选坐标后，利用预设概率函数，根据新的待选坐标以及没有合并的待选坐标，重新计算每个子集对应的探针位置准确度，并将重新计算的探针位置准确度加入准确度集合中；
[0030]将每个准确度集合中的最大值所对应的各个待选坐标，确定为上转换荧光探针的坐标。
[0031]在一种可能的设计中，利用预设概率函数，根据每个子集对应的各个荧光强度值、
数量、待选坐标以及每个子集的大小，计算每个子集对应的探针位置准确度，包括：
[0032][0033]其中，M为每个子集对应的上转换荧光探针的数量，N为子集的大小，为待选坐标，为任意一个荧光强度值，为表征荧光的高斯函数的荧光强度峰值，为表征荧光的高斯函数的核宽度。
[0034]在一种可能的设计中，利用预设合并方式，根据每个子集中各个待选坐标之间的距离以及，多次将满足预设距离要求的至少两个待选坐标合并成一个新的待选坐标，包括：
[0035]每次将距离最小的两个待选坐标合并成一个新的待选坐标，新的待选坐标为两个待选坐标的中点坐标。
[0036]第二方面，本申请提供一种适用于细胞核靶向上转换荧光探针的数据处理装置，包括：
[0037]获取模块，用于在上转换荧光探针进行细胞核靶向输送的过程中，获取荧光采集装置采集的荧光信号集；
[0038]处理模块，用于：
[0039]根据荧光信号集中的荧光数据构建一个或多个荧光纹理图，并根据荧光纹理图中的纹理特征将荧光信号集拆分成多个子集；
[0040]根据每个子集中的各个荧光强度值以及预设强度阈值，确定每个子集对应的上转换荧光探针的数量以及各个上转换荧光探针的待选坐标；
[0041]根据每个子集对应的各个荧光强度值、数量以及每个子集的大小对各个待选坐标进行优化调整，得到每个子集中各个上转换荧光探针的坐标；
[0042]根据所有坐标以及对应的采集时间，绘制上转换荧光探针进行细胞核靶向输送的示踪图像和/或示踪路径。
[0043]第三方面，本申请提供一种电子设备，包括：处理器，以及与处理器通信连接的存储器；
[0044]存储器存储计算机执行指令；
[0045]处理器执行存储器存储的计算机执行指令，以实现第一方面所提供的任意一种可能的适用于细胞核靶向上转换荧光探针本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于细胞核靶向上转换荧光探针的数据处理方法，其特征在于，包括：在上转换荧光探针进行细胞核靶向输送的过程中，获取荧光采集装置采集的荧光信号集；根据所述荧光信号集中的荧光数据构建一个或多个荧光纹理图，并根据所述荧光纹理图中的纹理特征将所述荧光信号集拆分成多个子集；根据每个所述子集中的各个荧光强度值以及预设强度阈值，确定每个所述子集对应的所述上转换荧光探针的数量以及各个所述上转换荧光探针的待选坐标；根据每个所述子集对应的各个所述荧光强度值、所述数量以及每个所述子集的大小对各个所述待选坐标进行优化调整，得到每个所述子集中各个所述上转换荧光探针的坐标；根据所有所述坐标以及对应的采集时间，绘制所述上转换荧光探针进行所述细胞核靶向输送的示踪图像和/或示踪路径。2.根据权利要求1所述的适用于细胞核靶向上转换荧光探针的数据处理方法，其特征在于，所述荧光信号集中的荧光数据包括：所述荧光强度、荧光采集坐标和所述采集时间；所述根据所述荧光信号集中的荧光数据构建一个或多个荧光纹理图，包括：将同一所述采集时间或在同一采集周期内的所述采集时间对应的所述荧光强度按所述荧光采集坐标进行排列，得到一个或多个所述荧光纹理图。3.根据权利要求1所述的适用于细胞核靶向上转换荧光探针的数据处理方法，其特征在于，所述根据所述荧光纹理图中的纹理特征将所述荧光信号集拆分成多个子集，包括：利用特征提取模型提取所述荧光纹理图的所述纹理特征；根据所述纹理特征将所述荧光纹理图分割为多个不规则区域，每个所述不规则区域具备同或相似的所述纹理特征；将每个所述不规则区域对应的第一荧光数据组合为所述子集。4.根据权利要求1所述的适用于细胞核靶向上转换荧光探针的数据处理方法，其特征在于，所述根据每个所述子集中的各个荧光强度值以及预设强度阈值，确定每个所述子集对应的所述上转换荧光探针的数量以及各个所述上转换荧光探针的待选坐标，包括：根据每个所述子集中的各个所述荧光强度值对应的荧光采集坐标，构建每个所述子集对应的荧光强度矩阵，所述荧光强度矩阵的大小大于或等于各个所述荧光强度值的总数；根据预设几何区域遍历所述荧光强度矩阵，所述预设几何区域每移动一次时，根据所述预设几何区域对应的多个所述荧光强度以及所述预设强度阈值确定一个所述待选坐标。5.根据权利要求4所述的适用于细胞核靶向上转换荧光探针的数据处理方法，其特征在于，所述预设几何区域包括：十字形区域；所述根据预设几何区域遍历所述荧光强度矩阵，所述预设几何区域每移动一次时，根据所述预设几何区域对应的多个所述荧光强度以及所述预设强度阈值确定一个所述待选
坐标，包括：其中，E表示各个所述上转换荧光探针的所述待选坐标，表示以（i,j）为中心的所述十字形区域中只有一个所述待选坐标，为所述荧光强度，为所述预设强度阈值。6.根据权利要求1所述的适用于细胞核靶向上转换荧光探针的数据处理方法，其特征在于，所述根据每个所述子集对应的各个所述荧光强度值、所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡惠明，吴玉林，倪轲娜，
申请(专利权)人：南京诺源医疗器械有限公司，
类型：发明
国别省市：