AQUA增强版本后的计算机进程制造技术

本发明专利技术部分涉及用于对包含源于癌症患者的肿瘤组织的样本进行评分的系统和方法。从这些方法获得的所述分数能够表示患者可能对免疫疗法有积极应答的可能性。本发明专利技术还部分涉及针对存在于源于癌症患者的组织样本的视野中的所有细胞或可选地针对其一个或多个子集导出生物标志物阳性率(PBP)％的值的方法。所述PBP的值能够表示患者对免疫疗法的应答。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】AQUA增强版本后的计算机进程相关申请的交叉引用本申请要求于2015年10月23日提交的美国临时申请序列号62/245,938、于2015年11月24日提交的美国临时申请序列号62/259,328以及于2016年2月29日提交的美国临时申请序列号62/301,037的权益和优先权，所有这些的全部内容均通过引用并入本文。
技术介绍
本专利技术一般涉及癌症治疗领域。
技术实现思路
在一个方面中，本文公开了成像系统，其包括图像处理控制器，图像处理控制器包括处理电路，该处理电路被配置成执行在计算机可读介质上存储的指令，该指令使得图像处理系统的控制器：被配置成接收源于成像装置的图像数据，图像数据描述从癌症患者获取的肿瘤组织的样本；以及使用图像数据确定代表在肿瘤组织中的至少一对细胞之间的接近性的分数，所述至少一对细胞中的第一成员表达第一生物标志物且所述至少一对细胞中的第二成员表达不同于第一生物标志物的第二生物标志物；其中所述分数表示癌症患者将对免疫疗法有积极应答的可能性。在一些实施方案中，代表至少一对细胞之间的接近性的分数代表该对细胞在彼此的预定接近度内的程度。在一些实施方案中，接近性是按像素级别进行评估的。在一些实施方案中，在该对细胞之间的预定接近度的范围为约1个像素至约100个像素。在一些实施方案中，在该对细胞之间的预定接近度的范围为约5个像素至约40个像素。在一些实施方案中，在该对细胞之间的预定接近度的范围为约0.5μm至约50μm。在一些实施方案中，在该对细胞之间的预定接近度的范围为约2.5μm至约20μm。在一些实施方案中，通过获得该对细胞的边界之间的接近度来确定分数。在一些实施方案中，通过获得该对细胞的质量中心之间的接近度来确定分数。在一些实施方案中，使用基于该对细胞中选定的第一细胞周围的周长的边界逻辑来确定分数。在一些实施方案中，通过确定该对细胞的边界中的交叉点来确定分数。在一些实施方案中，通过确定该对细胞的重叠区域来确定分数。在一些实施方案中，图像处理控制器还被配置成将图像数据分离成未混合的图像数据；通过多个数据通道提供数据，其中在第一数据通道中的未混合的图像数据描述可归因于第一生物标志物的荧光信号，且在第二数据通道中的未混合的图像数据描述可归因于第二生物标志物的荧光信号。在一些实施方案中，为了确定分数，图像处理控制器被配置成使源于第一数据通道的可归因于第一生物标志物的荧光信号被扩大预定的余量以生成扩大的第一生物标志物掩膜，所述预定的余量被选定为包含表达第二生物标志物的位于近侧的细胞；确定交互面积，其中交互面积是所有下述细胞的第一总面积，所述细胞表达第二生物标志物且被包含在可归因于表达第一生物标志物的细胞的扩大的荧光信号内；以及将交互面积除以归一化因子，并将得到的商乘以预定因子以获得空间接近度分数。在一些实施方案中，归一化因子是具有表达第二生物标志物的能力的所有细胞的总面积。在一些实施方案中，交互面积是通过将扩大的第一生物标志物掩膜与根据第二数据通道的信号确定的代表表达第二生物标志物的细胞的掩膜相组合来确定的。在一些实施方案中，第三数据通道描述可归因于细胞核的荧光信号，且第四数据通道描述可归因于样本中的肿瘤区域的荧光信号。在一些实施方案中，具有表达第二生物标志物的能力的所有细胞的总面积是通过将以下二者组合来确定的：基于源于第三数据通道的信号的代表样本中的所有细胞的细胞掩膜，与基于源于第四数据通道的信号的代表样本上的肿瘤区域的肿瘤区域掩膜。在一些实施方案中，组合细胞掩膜和肿瘤区域掩膜包括从细胞掩膜移除肿瘤区域掩膜。在一些实施方案中，每个掩膜是通过将二进制值分配给源于选定通道的图像数据的每个像素来生成的。在一些实施方案中，二进制值通过阈值函数被分配给每个值，其中阈值函数将为1的值分配给具有等于或大于预定强度阈值的强度的每个像素，并将为0的值分配给具有低于预定强度阈值的强度的每个像素。在一些实施方案中，二进制值通过直方图阈值函数被分配给每个值，其中直方图阈值函数使用像素强度的计算尺(slidingscale)来确定阈值，并将为1的值分配给具有等于或大于强度阈值的强度的每个像素，并将为0的值分配给具有低于强度阈值的强度的每个像素。在一些实施方案中，阈值是通过以下内容确定的：将每个像素的强度求和成总强度；将阈值百分比乘以总强度以获得截止和；按直方图中的强度对所有像素进行分组；以及将像素强度从最低到最高求和直至达到截止和为止；其中在该过程中访问的最后一个最高的像素强度为强度阈值。在一些实施方案中，组合掩膜是使用“and”操作来执行的；其中“and”操作是第一掩膜中像素的像素强度与第二掩膜中像素的像素强度的乘积。在一些实施方案中，组合掩膜是使用“out”操作来执行的；其中“out”操作从第一掩膜移除第二掩膜。在一些实施方案中，图像处理控制器还被配置成获得代表图像中的第一或第二生物标志物的浓度的低倍率的图像数据；识别包括第一或第二生物标志物的最高浓度的区域；选择预定数量的包括第一或第二生物标志物的最高浓度的区域；向成像装置发送指令以获得针对预定数量的区域的高倍率图像数据；以及其中高倍率图像数据被提供至控制器以进行分析并用于确定分数。在一些实施方案中，低倍率小于或等于10倍的倍率，且其中高倍率大于10倍。在一些实施方案中，低倍率为10倍的倍率，且其中高倍率为40倍。在一些实施方案中，低倍率为10倍的倍率，且其中高倍率为20倍。在一些实施方案中，低倍率为4倍的倍率，且其中高倍率为40倍。在一些实施方案中，低倍率为4倍的倍率，且其中高倍率为20倍。在一些实施方案中，图像处理单元还被配置成将分数与和样本的图像相关联的元数据关联起来。在一些实施方案中，图像处理单元生成包括分数的报告。在一些实施方案中，图像处理单元还被配置成将分数提供给操作员以确定免疫治疗策略。在一些实施方案中，图像处理单元还被配置成将分数记录在数据库中。在一些实施方案中，图像处理单元还被配置成将分数与患者的医疗记录关联起来。在一些实施方案中，图像处理单元还被配置成在显示装置上显示分数。在一些实施方案中，至少一对细胞中的第一成员包括肿瘤细胞，且至少一对细胞中的第二成员包括非肿瘤细胞。在一些实施方案中，非肿瘤细胞包括免疫细胞。在一些实施方案中，至少一对细胞中的第一和第二成员包括免疫细胞。在一些实施方案中，至少一对细胞中的第一成员包括肿瘤细胞、骨髓细胞或基质细胞，且至少一对细胞中的第二成员包括免疫细胞。在一些实施方案中，肿瘤细胞、骨髓细胞或基质细胞表达PD-L1且免疫细胞表达PD-1。在一些实施方案中，图像处理单元还被配置成从包括得自癌症患者的肿瘤组织的样本选择预定数量的可用视野，并根据与每个视野相关联的数据确定分数。在一些实施方案中，样本用多个荧光标签进行染色，且其中荧光标签中的每一个是针对特定生物标志物的。在一些实施方案中，多个荧光标签包括用于第一生物标志物的第一荧光标签和用于第二生物标志物的第二荧光标签。在一些实施方案中，余量的范围是约1至约100个像素。在一些实施方案中，表达第二生物标志物的位于近侧的细胞在表达第一生物标志物的细胞的质膜的约0.5至约50μm内。在一些实施方案中，预定因子为104。在一些实施方案中，至少一对细胞中的第一成员表达选自由PD-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像处理系统，其包括：包括处理电路的图像处理控制器，所述处理电路被配置成执行在计算机可读介质上存储的指令，所述指令使得所述图像处理系统的所述控制器：接收源于成像装置的图像数据，所述图像数据描述从癌症患者获取的肿瘤组织的样本；以及使用所述图像数据确定代表在所述肿瘤组织中的至少一对细胞之间的接近性的分数，所述至少一对细胞中的第一成员表达第一生物标志物且所述至少一对细胞中的第二成员表达不同于所述第一生物标志物的第二生物标志物；其中所述分数表示所述癌症患者将对免疫疗法有积极应答的可能性。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.23 US 62/245,938;2015.11.24 US 62/259,328;1.一种图像处理系统，其包括：包括处理电路的图像处理控制器，所述处理电路被配置成执行在计算机可读介质上存储的指令，所述指令使得所述图像处理系统的所述控制器：接收源于成像装置的图像数据，所述图像数据描述从癌症患者获取的肿瘤组织的样本；以及使用所述图像数据确定代表在所述肿瘤组织中的至少一对细胞之间的接近性的分数，所述至少一对细胞中的第一成员表达第一生物标志物且所述至少一对细胞中的第二成员表达不同于所述第一生物标志物的第二生物标志物；其中所述分数表示所述癌症患者将对免疫疗法有积极应答的可能性。2.根据权利要求1所述的系统，其中代表至少一对细胞之间的接近性的所述分数代表所述一对细胞在彼此的预定接近度内的程度。3.根据权利要求1所述的系统，其中所述接近性是按像素级别进行评估的。4.根据权利要求2所述的系统，其中在所述一对细胞之间的所述预定接近度的范围为约1个像素至约100个像素。5.根据权利要求2所述的系统，其中在所述一对细胞之间的所述预定接近度的范围为约5个像素至约40个像素。6.根据权利要求2所述的系统，其中在所述一对细胞之间的所述预定接近度的范围为约0.5μm至约50μm。7.根据权利要求2所述的系统，其中在所述一对细胞之间的所述预定接近度的范围为约2.5μm至约20μm。8.权利要求1所述的系统，其中通过获得所述一对细胞的边界之间的接近度来确定所述分数。9.权利要求1所述的系统，其中通过获得所述一对细胞的质量中心之间的接近度来确定所述分数。10.权利要求1所述的系统，其中使用基于所述一对细胞中选定的第一细胞周围的周长的边界逻辑来确定所述分数。11.权利要求1所述的系统，其中通过确定所述一对细胞的边界中的交叉点来确定所述分数。12.权利要求1所述的系统，其中通过确定所述一对细胞的重叠区域来确定所述分数。13.根据权利要求1所述的系统，其中所述处理电路还被配置成执行指令，所述指令使得所述图像处理系统的所述控制器：将所述图像数据分离成未混合的图像数据；以及通过多个数据通道提供所述数据，其中在第一数据通道中的所述未混合的图像数据描述可归因于所述第一生物标志物的荧光信号，且在第二数据通道中的所述未混合的图像数据描述可归因于所述第二生物标志物的荧光信号。14.根据权利要求13所述的系统，其中为了确定所述分数，所述处理电路还被配置成执行指令，所述指令使得所述图像处理系统的所述控制器：使源于所述第一数据通道的可归因于所述第一生物标志物的荧光信号扩大预定的余量以生成扩大的第一生物标志物掩膜，所述预定的余量被选定为包含表达所述第二生物标志物的位于近侧的细胞；确定交互面积，其中所述交互面积是所有下述细胞的第一总面积，所述细胞表达所述第二生物标志物且被包含在可归因于表达所述第一生物标志物的所述细胞的所述扩大的荧光信号内；以及将所述交互面积除以归一化因子，并将得到的商乘以预定因子以获得空间接近度分数。15.根据权利要求14所述的系统，其中所述归一化因子是具有表达所述第二生物标志物的能力的所有细胞的总面积。16.根据权利要求14所述的系统，其中所述交互面积是通过将所述扩大的第一生物标志物掩膜与根据所述第二数据通道的信号确定的代表表达所述第二生物标志物的细胞的掩膜相组合来确定的。17.根据权利要求13所述的系统，其中第三数据通道描述可归因于细胞核的荧光信号，且第四数据通道描述可归因于所述样本中的肿瘤区域的荧光信号。18.根据权利要求15所述的系统，其中具有表达所述第二生物标志物的能力的所有细胞的所述总面积是通过将以下二者组合来确定的：基于源于所述第三数据通道的信号的代表所述样本中所有细胞的细胞掩膜，与基于源于所述第四数据通道的信号的代表所述样本上的所述肿瘤区域的肿瘤区域掩膜。19.根据权利要求18所述的系统，其中组合所述细胞掩膜和所述肿瘤区域掩膜包括从所述细胞掩膜移除所述肿瘤区域掩膜。20.根据权利要求14所述的系统，其中每个掩膜是通过将二进制值分配给源于选定通道的图像数据的每个像素来生成的。21.根据权利要求20所述的系统，其中所述二进制值通过阈值函数被分配给每个值，其中所述阈值函数将为1的值分配给具有等于或大于预定强度阈值的强度的每个像素，并将为0的值分配给具有低于所述预定强度阈值的强度的每个像素。22.根据权利要求20所述的系统，其中所述二进制值通过直方图阈值函数被分配给每个值，其中所述直方图阈值函数使用像素强度的计算尺来确定阈值，并将为1的值分配给具有等于或大于强度阈值的强度的每个像素，并将为0的值分配给具有低于所述强度阈值的强度的每个像素。23.根据权利要求22所述的系统，其中所述阈值是通过以下确定的：将每个像素的强度求和成总强度；将阈值百分比乘以所述总强度以获得截止和；按直方图中的强度对所有像素进行分组；以及将所述像素强度从最低到最高地求和直至达到所述截止和为止；其中在所述过程中访问的最后一个最高的像素强度为所述强度阈值。24.根据权利要求14所述的系统，其中组合所述掩膜是使用“and”操作来执行的；其中所述“and”操作是第一掩膜中像素的所述像素强度与第二掩膜中像素的所述像素强度的乘积。25.根据权利要求14所述的系统，其中组合所述掩膜是使用“out”操作来执行的；其中所述“out”操作从所述第一掩膜移除所述第二掩膜。26.根据权利要求1所述的系统，其中所述处理电路还被配置成执行下述指令，所述指令使得所述图像处理系统的所述控制器：获得代表所述图像中的所述第一或所述第二生物标志物浓度的低倍率的图像数据；识别包括所述第一或所述第二生物标志物的最高浓度的区域；选择预定数量的包括所述第一或所述第二生物标志物的最高浓度的区域；向成像装置发送指令以获得针对所述预定数量的区域的高倍率图像数据；以及其中所述高倍率图像数据被提供至所述控制器以进行分析并用于确定所述分数。27.根据权利要求26所述的系统，其中所述低倍率小于或等于10倍的倍率，且其中所述高倍率大于10倍。28.根据权利要求27所述的系统，其中所述低倍率为10倍的倍率，且其中所述高倍率为40倍。29.根据权利要求27所述的系统，其中所述低倍率为10倍的倍率，且其中所述高倍率为20倍。30.根据权利要求27所述的系统，其中所述低倍率为4倍的倍率，且其中所述高倍率为40倍。31.根据权利要求27所述的系统，其中所述低倍率为4倍的倍率，且其中所述高倍率为20倍。32.根据权利要求1所述的系统，其中所述图像处理单元还被配置成将所述分数与和所述样本的所述图像相关联的元数据关联起来。33.根据权利要求1所述的系统，其中所述图像处理单元生成包括所述分数的报告。34.根据权利要求1所述的系统，其中所述图像处理单元还被配置成将所述分数提供给操作员以确定免疫治疗策略。35.根据权利要求1所述的系统，其中所述图像处理单元还被配置成将所述分数记录在数据库中。36.根据权利要求1所述的系统，其中所述图像处理单元还被配置成将所述分数与患者的医疗记录关联起来。37.根据权利要求1所述的系统，其中所述图像处理单元还被配置成在显示装置上显示所述分数。38.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一对细胞中的所述第一成员包括肿瘤细胞，且所述至少一对细胞中的所述第二成员包括非肿瘤细胞。39.根据权利要求38所述的系统，其中所述非肿瘤细胞包括免疫细胞。40.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一对细胞中的所述第一和第二成员包括免疫细胞。41.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一对细胞中的所述第一成员包括肿瘤细胞、骨髓细胞或基质细胞，且所述至少一对细胞中的所述第二成员包括免疫细胞。42.根据权利要求41所述的系统，其中所述肿瘤细胞、骨髓细胞或基质细胞表达PD-L1且所述免疫细胞表达PD-1。43.根据权利要求1所述的系统，其中所述图像处理单元还被配置成从包括得自所述癌症患者的肿瘤组织的所述样本选择预定数量的可用视野，并根据与每个视野相关联的数据确定所述分数。44.根据权利要求43所述的系统，其中所述样本用多个荧光标签进行染色，且其中所述荧光标签中的每一个是针对特定生物标志物的。45.根据权利要求43所述的系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：布莱恩·利特尔，詹尼弗·波尔德奥克斯，
申请(专利权)人：诺华股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH