成像质量分析数据处理方法以及成像质量分析装置制造方法及图纸

提供成像质量分析数据处理方法以及成像质量分析装置，简化进行统计解析以比较从多个试样分别得到的成像质量分析数据的作业，提高该解析的精度。在想比较的两个试样的成像质量分析数据的测量点间隔不同、还想比较物质的空间分布扩展的尺寸时，以一个数据为基准重新定义另一个数据的测量点间隔以使测量点间隔一致，通过基于实际测量点的质谱的内插或者外插求出设定的虚拟测量点的质谱。在各试样的质谱的m/z值阵列不同时，以一个数据的质谱的m/z值的位置为基准对另一个数据的质谱通过内插或者外插求出基准m/z值的强度值。使测量点间隔、m/z值阵列一致而能够整合数据，作为一个成像质量分析数据进行处理而能简单地进行用于统计解析的峰值矩阵制作等处理。

【技术实现步骤摘要】
成像质量分析数据处理方法以及成像质量分析装置
本专利技术涉及适用于成像质量分析装置的数据处理方法以及使用了该数据处理方法的成像质量分析装置，该成像质量分析装置能够获取表示试样上的特定的质量电荷比或者质量电荷比范围的离子的信号强度分布的成像图像。
技术介绍
质量分析成像是如下一种方法；通过对生物体组织切片等试样的二维区域内的多个测量点(微小区域)分别进行质量分析，来研究具有特定的质量的物质的分布，该质量分析成像正不断应用于药物发现(drugdiscovery)、生物标记探索、各种疾病、疾患的原因探明等。用于实施质量分析成像的质量分析装置一般被称为成像质量分析装置。另外，通常对试样上的任意的二维区域进行显微观察，基于该显微观察图像来确定分析对象区域并执行该区域的成像质量分析，因此有时也称为显微质量分析装置、质量显微镜等，但在本说明书中决定称为“成像质量分析装置”。例如在非专利文献1、2中公开了普通的成像质量分析装置的结构、分析例。在成像质量分析装置中，在试样上的二维区域内的多个测量点处分别获取规定的质量电荷比范围的质谱数据。为了实现高质量分辨率，通常利用飞行时间型质量分析器(TOFMS)来作为质量分析器，例如与由四极型质量分析装置等得到的质谱数据的数据量相比，每个测量点的质谱数据(或者飞行时间谱数据)的数据量相当多。另外，为了获得精确的成像图像(即提高空间分辨率)，需要缩小测量点的间隔，于是，针对一个试样的测量点的数量变多。因此，当想要进行高质量分辨率、高空间分辨率的质量分析成像时，每个试样的数据的总量变得庞大。为了通过使用了普通的个人计算机的数据处理来制作并显示成像图像，或者对成像图像进行统计解析，需要将处理对象的所有数据读入该计算机的主存储器(一般为RAM)。然而，在普通的个人计算机中能够实际使用的主存储器的存储容量有限，难以读入所有如上所述的高清晰度的成像质量分析数据。在这种情况下，需要根据能够读入主存储器的数据量的制约来限制能够制作和显示的成像图像的范围，或者进行以下处理：一边允许降低处理速度一边将硬盘驱动器等外部存储装置的一部分用作虚拟的主存储器。针对这样的问题，在专利文献1～3中公开了一种对由成像质量分析装置得到的质谱数据进行压缩并保存的技术。通过利用这种数据压缩技术，能够缩小作为处理对象的成像质量分析数据的数据量并读入主存储器。另外，在专利文献1所记载的方法中，预先制作将压缩前的原质谱数据的阵列上的位置与压缩数据的阵列上的位置相关联的索引，将该索引与压缩数据一起存储或者与压缩数据分开存储。而且，在需要读出与某个质量电荷比对应的数据(离子强度值)的情况下，通过参照索引信息找出与目标数据对应的压缩数据并将其解码。通过这样，能够一边进行数据压缩，一边迅速地获取目标数据。成像质量分析装置中通常利用的MALDI离子源虽然是适用于生物体试样的离子化法，但具有以下缺陷：每次测量(即每次照射激光)时的离子强度的偏差比较大。为了弥补这种缺陷，在针对一个测量点获取质谱时，将针对同一测量点执行的多次测量的离子强度信号进行累计。然而，有时即使进行这种累计也不能充分消除每个测量点的离子强度的偏差的影响。因此，即使根据按每个测量点得到的与特定的质量电荷比对应的离子强度值直接制作成像图像，也不一定正确地反映物质的分布。因此，以往提出了以下方案：在制作成像图像时，不直接使用各测量点的离子强度值，而使用按规定的基准进行标准化后的离子强度值。例如在非专利文献1中示出了以下内容：在对成像质量分析数据进行TIC标准化、XIC标准化之后，进行成像图像的制作及显示或者进行成像图像的统计解析是有效的。在此，TIC是“TotalIonCurrent”的简称，是在各测量点获取到的质谱的所有质量电荷比范围的离子强度值的和。如果进行TIC标准化，则各质量电荷比下的强度值被标准化，使得各测量点的TIC相同。另一方面，XIC是“ExtractIonCurrent”的简称，是在各测量点获取到的质谱中的所指定的质量电荷比的离子强度或者所指定的质量电荷比范围的离子强度的和。如果进行XIC标准化，则各质量电荷比下的强度值被标准化，使得各测量点的XIC相同，因此能够使与特定的质量电荷比对应的峰值的高度在各测量点处一致。另外，操作者(用户)为了决定想要显示为成像图像的质量电荷比、质量电荷比范围，大多参照所有测量点或者操作者所关注的关心区域内的测量点的平均质谱，但如果基于对平均质谱也进行TIC标准化或者XIC标准化而得到的离子强度值来制作成像图像是有效的。另外，在质量分析成像中，经常进行将从不同试样得到的成像质量分析数据之间进行比较的解析。例如为了诊断癌等疾患、疾病等，将针对从健康正常身体获取到的生物体组织切片得到的成像质量分析数据与针对从被检体获取到的生物体组织切片得到的成像质量分析数据进行比较，评价它们的相似性、差异性或者详细地分析差异部分是有效的。在用于进行这种比较的客观的解析中使用对从不同试样得到的成像质量分析数据进行主要成分分析等的统计解析的方法。例如在非专利文献1中示出了以下内容：当针对不同试样的成像质量分析数据分别生成峰值矩阵数据并在将该多个峰值矩阵数据整合为一个之后进行统计解析时，对于将多个试样进行比较是有效的。具体地说，首先，预先决定想要对作为比较对象的成像质量分析数据进行统计解析的多个峰值的质量电荷比。例如，预先从将比较对象的成像质量分析数据的所有测量点的质谱进行累计并进行平均所得到的平均质谱选出特定的多个峰值的质量电荷比，或者从遍及所有测量点按质谱的每个质量电荷比求出最大强度、并将该最大强度值作为谱进行重构而得到的最大强度质谱选出特定的多个峰值的质量电荷比。然后，根据按每个试样在各测量点处得到的质谱来求出与该质量电荷比值对应的离子强度值，制作按每个测量点设置质量电荷比值和离子强度值而得到的峰值矩阵。之后，将与多个试样的多个测量点有关的峰值矩阵数据进行整合来制作一个峰值矩阵数据。另外，在非专利文献1所记载的统计解析中，当对不同试样的峰值矩阵数据进行整合时，进行基于上述TIC的强度值的标准化。如上所述，通过TIC标准化能够减轻偏差的影响，能够进行有效的统计解析，该偏差是由试样、预处理，测量日、测量条件等的不同导致的每个试样的离子强度值的偏差、由MALDI离子源产生的每个测量点的生成离子量的偏差等所导致的。如上所述，为了对根据不同试样的成像质量分析数据制作的峰值矩阵进行整合，需要针对作为比较对象的成像质量分析数据计算所有测量点或者特定的多个测量点的平均质谱、最大强度质谱，并基于此预先决定想要进行统计解析的多个峰值的质量电荷比。该处理的前提是，作为该比较对象的成像质量分析数据中包含的多个质谱数据中的质量电荷比值全部一致，换句话说构成质谱的多个数据点各自的质量电荷比值在所有质谱中共用。另外，实际上并不限于在同一测量条件下进行针对想要比较的多个试样的质量分析成像，有时还根据不同情况将由不同装置得到的成像质量分析数据之间进行比较。例如在是由飞行时间型质量分析装置获取到的质谱的情况下，从作为测量对象的质量电荷比范围的下限的离子到达检测器的到达时刻起，以固定的时间间隔从检测器获取离子的信号强度，将该各时刻替换为所相当的质本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种成像质量分析数据处理方法，对成像质量分析数据进行处理，该成像质量分析数据是将通过对试样上的多个测量点分别执行质量分析而收集到的质谱数据与上述测量点的空间位置信息相关联而得到的，该成像质量分析数据处理方法的特征在于，包括以下步骤：a)空间校正处理步骤，将多个成像质量分析数据中的一个成像质量分析数据的空间上的测量点间隔作为基准，通过使用位于使其它成像质量分析数据的测量点间隔与该基准一致时的虚拟的测量点位置周围的多个测量点的质谱数据进行内插或者外插，来求出各个虚拟的测量点位置处的质谱数据；b)质量电荷比校正处理步骤，提取上述多个成像质量分析数据中的质谱的质量电荷比范围的共用部分，将该多个成像质量分析数据中的一个成像质量分析数据的被提取出的共用的上述质量电荷比范围内的质量电荷比点作为基准，通过使用位于使其它成像质量分析数据的质量电荷比点与该基准一致时的虚拟的质量电荷比点前后的实际测量出的质量电荷比点的强度值进行内插或者外插，来求出各个虚拟的质量电荷比点的强度值；以及c)整合步骤，进行整合，使得能够将通过执行上述空间校正处理步骤和上述质量电荷比校正处理步骤从而使测量点间隔和质量电荷比点一致的多个成像质量分析数据作为一个成像质量分析数据进行处理。...

【技术特征摘要】
2013.04.22 JP 2013-0893991.一种成像质量分析数据处理方法，对成像质量分析数据进行处理，该成像质量分析数据是将通过对试样上的多个测量点分别执行质量分析而收集到的质谱数据与上述测量点的空间位置信息相关联而得到的，该成像质量分析数据处理方法的特征在于，包括以下步骤：a)空间校正处理步骤，将多个成像质量分析数据中的一个成像质量分析数据的空间上的测量点间隔作为基准，通过使用位于使其它成像质量分析数据的测量点间隔与该基准一致时的虚拟的测量点位置周围的多个测量点的质谱数据进行内插或者外插，来求出各个虚拟的测量点位置处的质谱数据；b)质量电荷比校正处理步骤，提取上述多个成像质量分析数据中的质谱的质量电荷比范围的共用部分，将该多个成像质量分析数据中的一个成像质量分析数据的被提取出的共用的上述质量电荷比范围内的质量电荷比点作为基准，通过使用位于使其它成像质量分析数据的质量电荷比点与该基准一致时的虚拟的质量电荷比点前后的实际测量出的质量电荷比点的强度值进行内插或者外插，来求出各个虚拟的质量电荷比点的强度值；以及c)整合步骤，进行整合，使得能够将通过执行上述空间校正处理步骤和上述质量电荷比校正处理步骤从而使测量点间隔和质量电荷比点一致的多个成像质量分析数据作为一个成像质量分析数据进行处理。2.一种成像质量分析数据处理方法，对成像质量分析数据进行处理，该成像质量分析数据是将通过对试样上的多个测量点分别执行质量分析而收集到的质谱数据与上述测量点的空间位置信息相关联而得到的，该成像质量分析数据处理方法的特征在于，包括以下步骤：a)空间校正处理步骤，将多个成像质量分析数据中的一个成像质量分析数据的空间上的测量点间隔作为基准，通过将其它成像质量分析数据的测量点间隔放大或者缩小来使其与该基准一致；b)质量电荷比校正处理步骤，提取上述多个成像质量分析数据中的质谱的质量电荷比范围的共用部分，将该多个成像质量分析数据中的一个成像质量分析数据的被提取出的共用的上述质量电荷比范围内的质量电荷比点作为基准，通过使用位于使其它成像质量分析数据的质量电荷比点与该基准一致时的虚拟的质量电荷比点前后的实际测量出的质量电荷比点的强度值进行内插或者外插，来求出各个虚拟的质量电荷比点的强度值；以及c)整合步骤，进行整合，使得能够将通过执行上述空间校正处理步骤和上述质量电荷比校正处理步骤从而使测量点间隔和质量电荷比点一致的多个成像质量分析数据作为一个成像质量分析数据进行处理。3.根据权利要求1或2所述的成像质量分析数据处理方法，其特征在于，还包括以下步骤：d)谱制作步骤，基于通过上述整合步骤整合后的成像质量分析数据，来计算所指定的或者特定的多个测量点的质谱的运算质谱，该运算质谱是累计质谱、平均质谱或者最大强度质谱；e)峰值矩阵制作步骤，对上述运算质谱进行峰值检测并制作峰值的质量电荷比值的列表，根据各测量点的质谱数据求出与上述列表中的质量电荷比对应的强度值，制作根据质量电荷比值排列该强度值而得到的峰值矩阵；以及f)统计解析步骤，对上述峰值矩阵执行统计解析。4.根据权利要求3所述的成像质量分析数据处理方法，其特征在于，还包括以下步骤：g)图像制作步骤，在该步骤中，基于通过上述整合步骤整合后的成像质量分析数据，制作表示与所指定的或者特定的质量电荷比对应的未被标准化的强度值的二维分布的成像图像，或者制作表示与所指定的或者特定的质量电荷比范...

【专利技术属性】
技术研发人员：池上将弘，梶原茂树，
申请(专利权)人：株式会社岛津制作所，
类型：发明
国别省市：日本;JP