[发明专利]癌细胞HER2基因扩增分析方法及系统

权利要求书

1.一种癌细胞HER2基因扩增分析方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

1)对FISH图像的红色通道图像进行红点成簇分析，若单红点成簇总数超过设定值，则直接判定为HER2基因扩增，转步骤7)，否则转步骤2)；红点成簇的分析方法为：

11)分离输入的FISH图像的红色通道，得到红色通道图像；

12)对红色通道图像进行形态学操作，使用结构元素对红色通道做顶帽操作，消除红色通道图像中非红点的大面积颜色散射，得到红色顶帽图像r_tophat；

13)对红色顶帽图像r_tophat进行二值化处理得到红色二值图像r_bw；

14)计算红色二值图像r_bw的面积，当面积超过设定值AREA_LIMIT时，视为单红点成簇；

15)计算单红点成簇总数，当单红点成簇总数超过设定值，视作红点成簇，判定为HER2基因扩增；

2)对FISH图像的红色通道图像进行红点识别，对绿色通道图像进行绿点识别；

3)对每一个细胞构建存储细胞核特征的矩阵；

4)运用FISH图像的细胞核分割方法得到细胞核的面积、圆形度；具体步骤包括：

41)将FISH图像中红、绿、蓝三通道图像的每一个像素点的像素值自减adt_value，实现图像的整体位移；采集三通道图像中的红色通道和绿色通道中大于otsu阈值像素点的位置，将蓝色通道中相应位置的像素点的像素值做加权处理，弥补细胞核通道中由于红绿点造成的孔洞；将蓝色通道图像中所有像素点的像素值自减h与原蓝色通道图像做灰度重建，得到重建图像img_restruct；

42)对重建图像img_restruct进行二值化处理得到二值图像bw；

43)二值图像bw中呈现出两种孔洞，即核内孔洞和核间孔洞，根据孔洞的几何特性做填充处理，得到孔洞图像img_hole；

44)对孔洞图像img_hole进行形态学操作以平滑图像，得到形态学图像img_morph；

45)对形态学图像img_morph做距离变换处理，将图像上的所有像素点的像素值自减adt_value2与自身做灰度重建再与自身做差得到前景标记临时图像fgm_tmp，去除标记面积过小的区域得到前景标记图像fgm；然后，对前景标记图像fgm做第一次分水岭得到背景标记图像bgm；对去除不属于fgm和bgm的极小值区域的梯度图像做第二次分水岭，得到细胞核分割图像及细胞核的面积、圆形度；

5)计算每个细胞核内的红绿点数目，并计算每个细胞的比值均值、绿点均值、红点均值，将得到结果存入存储细胞核特征的矩阵中；

6)根据存储细胞核特征的矩阵判断HER2基因是否扩增；

7)根据HER2基因扩增判定结果输出基于HER2基因是否扩增的FISH检测结果报告。

2.根据权利要求1所述的癌细胞HER2基因扩增分析方法，其特征在于：所述步骤2)中对FISH图像的红色通道图像/绿色通道图像进行红点识别/绿点识别的过程包括：

21)分离输入的FISH图像的红色通道/绿色通道，得到红色通道图像/绿色通道图像；

22)对红色通道图像/绿色通道图像进行形态学操作，使用结构元素对红色通道/绿色通道做顶帽操作，消除红色通道图像/绿色通道图像中非红/绿点的大面积颜色散射，得到红色顶帽图像r_tophat/绿色通道图像g_tophat；

23)对红色顶帽图像r_tophat/绿色通道图像g_tophat进行二值化处理得到红色二值图像r_bwt/绿色二值图像g_bwt；

24)根据红色二值图像r_bwt/绿色二值图像g_bwt中的红/绿点的面积、圆形度，得到候选红/绿点；

25)根据筛选规则去除候选红/绿点的非红绿点，得到识别出的红点r_spot/绿点g_spot。

3.根据权利要求1所述的癌细胞HER2基因扩增分析方法，其特征在于：所述步骤3)中存储细胞核特征的矩阵为n*10的矩阵，具体结构为：第一行存储细胞核的标号，第二行存储细胞核的面积、第三行存储细胞核的圆形度，第四行存储细胞核内的红点个数，第五行存储细胞核内的绿点个数，第六行存储细胞核的红绿比值，第七行存储细胞核中x坐标最小的值，第八行存储细胞核内y坐标最小的值；第九行存储细胞核的宽度，第十行存储细胞核的高度。