【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物医药，具体涉及一种基于全局莫兰指数的结肠癌预后预测方法及系统。
技术介绍
1、全球范围内，结直肠癌发病率在常见的恶性肿瘤中位于第三位，是恶性肿瘤患者死亡第二最常见原因，结直肠癌给社会带来了巨大的负担，已成为全球重大公共卫生问题。
2、目前临床医生主要依靠tnm分期对结肠癌患者进行预后情况的判断，tnm分期主要根据肿瘤浸润情况、淋巴结转移数量和是否转移到其他部位等情况来确定肿瘤患者的临床病理分期，通常tnm分期越高意味着肿瘤进展程度越高，预后越差。然而在临床实践工作中经常会遇到处于相同tnm分期的结肠癌患者预后存在显著差别的情况，由此可见，tnm分期不是决定肿瘤患者预后的唯一因素。
3、有研究人员研究分析了不同中性粒细胞与淋巴细胞的比值、cd3和cd8阳性的t细胞在结直肠癌患者预后中的作用，但现有研究考虑的主要是cd3+t细胞的平均密度对预后的影响。也有研究人员研究cd3+t细胞的空间分布对预后的影响，但大多局限于肿瘤的局部分析，信息包含不够全面。
4、因此，探寻和建立一种更精准的结肠癌患者预后预测方法是本领域亟需解决的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的第一目的在于针对现有技术和指标对结肠癌预后指导不足的问题，提供一种基于全局莫兰指数的结肠癌预后预测方法。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种基于全局莫兰指数的结肠癌预后预测方法，包括：
4、s1获取结肠癌组织样品切片的
5、s2提取数字图像中核心肿瘤区域中所有细胞的坐标，以及每个细胞的荧光强度值，并预设阳性阈值，筛选出超过阳性阈值的荧光强度值；
6、s3基于筛选出的荧光强度值及对应的坐标值计算核心肿瘤区域的莫兰指数；
7、s4获取莫兰指数的最佳截断值，基于最佳截断值将样品划分至不同风险组。
8、作为一种优选的实施方式，所述s1中，结肠癌组织样品切片利用he染色及cd3荧光免疫标记处理。
9、作为一种优选的实施方式，所述s2中，筛选出超过阳性阈值的荧光强度值后，计算筛选出的荧光强度值与阳性阈值的比值，作为荧光强度值的校准值，利用校准值进行后续计算。强度校准可将不同阈值的荧光强度均一化，便于后续处理。
10、作为一种优选的实施方式，所述s3中，将所述数字图像划分为若干网格单元，利用每个网格单元中包含的细胞的平均荧光强度值表征网格的荧光强度，以网格为计算单元计算核心肿瘤区域的莫兰指数。肿瘤组织主体很大，细胞数目量级很大，将数字图像划分为网格后再计算莫兰指数，可降低计算量。
11、进一步的，取每个网格内的中心点坐标记为合并后网格（表征cd3+t淋巴细胞群）的坐标。
12、进一步的，还包括，根据划分后的网格数量对网格进行空间合并：
13、预设划分的最小网格单元是边长为 a的正方形，如果划分后的网格数量超过预设的网格数量阈值，则对网格单元进行合并，直至网格数量低于预设的网格数量阈值；合并后的网格边长为 n× a， n为自然数。优选的，最小网格单元边长为50~150μm。
14、作为一种优选的实施方式，所述s3中，基于下式计算核心肿瘤区域的莫兰指数 i：
15、
16、式中， i、 j表示细胞/网格序号， w ij为细胞/网格 i到细胞/网格 j的距离，w为所有 w ij的总和， m i、 m j分别为细胞/网格 i、 j的荧光强度，为 n个细胞/网格的平均荧光强度， n为细胞/网格数量。
17、作为一种优选的实施方式，所述s4中，基于最大选择秩统计获取莫兰指数的最佳截断值。
18、作为一种优选的实施方式，所述s4还包括，将莫兰指数与tnm分期结合进行结肠癌预后预测。具体的，利用tnm分期进行结肠癌预后预测后，利用莫兰指数对每个分期进一步分组。
19、本专利技术的另一目的在于提供一种基于全局莫兰指数的结肠癌预后预测系统，包括：
20、图像采集模块，获取结肠癌组织样品切片的全切片数字图像，所述结肠癌组织样品切片经染色及荧光免疫标记处理；
21、细胞识别模块，提取数字图像中核心肿瘤区域中所有细胞的坐标，以及每个细胞的荧光强度值，并预设阳性阈值，筛选出超过阳性阈值的荧光强度值；
22、莫兰指数计算模块，基于筛选出的荧光强度值及对应的坐标值计算核心肿瘤区域的莫兰指数；
23、结肠癌预后预测模型建立模块，获取莫兰指数的最佳截断值，基于最佳截断值将样品划分至不同风险组。
24、作为一种优选的实施方式，所述莫兰指数计算模块还包括网格划分单元：将所述数字图像划分为若干网格单元，利用每个网格单元中包含的细胞的平均荧光强度值表征网格的荧光强度，以网格为计算单元计算核心肿瘤区域的莫兰指数。
25、优选的，网格划分单元根据划分后的网格数量对网格进行空间合并：
26、预设划分的最小网格单元是边长为 a的正方形，如果划分后的网格数量超过预设的网格数量阈值，则对网格单元进行合并，直至网格数量低于预设的网格数量阈值；合并后的网格边长为 n× a， n为自然数。
27、肠道作为全身免疫细胞富集的重要器官，免疫微环境改变在结直肠癌的发生发展中发挥重要作用，而免疫微环境中免疫细胞成分多样、功能各异，且具有不同的空间分布特点。全局莫兰指数（global moran's i）是一种空间自相关的度量指标，moran's i>0表示空间正相关性，其值越大，空间相关性越明显。moran's i<0表示空间负相关性，其值越小，空间差异越大，否则，moran's i = 0，空间呈随机性。本申请通过莫兰指数来指征各类免疫细胞空间分布的相关性，进一步找到影响患者生存和预后的免疫细胞种类及其空间分布特征，建立了一种新型的结肠癌患者预后预测方法。
28、本专利技术与现有技术相比，具有以下优点：
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【技术保护点】
1.一种基于全局莫兰指数的结肠癌预后预测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S1中，结肠癌组织样品切片利用HE染色及CD3荧光免疫标记处理。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S2中，筛选出超过阳性阈值的荧光强度值后，计算筛选出的荧光强度值与阳性阈值的比值，作为荧光强度值的校准值，利用校准值进行后续计算。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S3中，将所述数字图像划分为若干网格单元，利用每个网格单元中包含的细胞的平均荧光强度值表征网格的荧光强度，以网格为计算单元计算核心肿瘤区域的莫兰指数。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括，根据划分后的网格数量对网格进行空间合并：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，最小网格单元边长为50~150μm。
7.根据权利要求1、4-6任一项所述的方法，其特征在于，所述S3中，基于下式计算核心肿瘤区域的莫兰指数I：
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S4中，基于最大选择秩统计获取
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S4还包括，将莫兰指数与TNM分期结合进行结肠癌预后预测。
10.一种基于全局莫兰指数的结肠癌预后预测系统，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于全局莫兰指数的结肠癌预后预测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述s1中，结肠癌组织样品切片利用he染色及cd3荧光免疫标记处理。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述s2中，筛选出超过阳性阈值的荧光强度值后，计算筛选出的荧光强度值与阳性阈值的比值，作为荧光强度值的校准值，利用校准值进行后续计算。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述s3中，将所述数字图像划分为若干网格单元，利用每个网格单元中包含的细胞的平均荧光强度值表征网格的荧光强度，以网格为计算单元计算核心肿瘤区域的莫兰指数。
5.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨滢，白雪娟，张娇，邓丽莎，王宾，陈维之，
申请(专利权)人：臻和北京生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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