图像数据处理的方法和系统技术方案

提供一种用于图像数据处理的方法和系统。该方法和系统的实施方式包括执行以下步骤中一个或多个的配置：背景信号测量、使用归类染料发射和群集拒绝的颗粒标识、图像间对准、图像间颗粒关联、指示发射的荧光积分和图像平面归一化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及图像数据处理的方法和系统。某些实施方式涉及执行用于多重应用中颗粒图像处理的一个或多个步骤的方法和系统。相关技术描述以下描述和示例并不因其包含在本节中而被归入现有技术。使用诸如电荷耦合装置(CXD)检测器之类的检测器成像被应用在生物技术应用的若干当前可用仪器中。许多商用系统被配置成对目标人类(或其它动物)细胞成像。然而，这些系统不能用来使用不同波长的光生成图像以确定细胞的身份或者细胞所属亚类。对于将CCD检测器用于测量细胞的荧光发射的多重应用而言，细胞或其它颗粒的亚类或类基于荧光发射在图像中的绝对位置而非诸如波长成分的荧光发射特征。因此，期望开发一种用于多重应用中颗粒图像数据处理的方法和系统。
技术实现思路
以上所列问题大部分可由一种执行与颗粒的数据图像处理相关联的一个或多个步骤的计算机实现方法、存储介质和系统来解决。以下仅为该计算机实现方法、存储介质和系统的示例性实施方式，不应以任何方式解读为对权利要求书的主题的限制。该计算机实现方法、存储介质和系统的实施方式可被配置成将带有与其关联的荧光材料的颗粒的图像划分成分区阵列，确定对分区内多个像素测得的光学参数的统计值，并将所确定的统计值指派为对应分区的背景信号。除此以外或作为替代，该计算机实现方法、存储介质和系统的其它实施方式可被配置成分析带有与其关联的荧光材料的颗粒的图像，以标识图像内呈现光学参数值高于第一预定阈值的一个或多个像素。此外，该方法、存储介质和系统还可以被配置成在一个或多个所标识像素的集合内确定在该集合内分别呈现最大光学参数值的位置，并计算在这些位置中的至少一个周围的多个像素的光学参数强度变化率。除此之外或作为替代，该计算机实现方法、存储介质和系统的其它实施方式可被配置成获取颗粒的多个图像的数据，其中多个图像的每一个对应于一不同波长带。此外，该方法、存储介质和系统可被配置成创建多个图像的合成图像，并操控多个图像中至少一个的坐标使得对应于多个图像中每一个内颗粒的斑点在随后的合成图像内会聚。除此之外或作为替代，该 计算机实现方法、存储介质和系统的其它实施方式可被配置成分析带有均匀浓度的与其关联的荧光材料的颗粒的第一图像以及带有未知浓度的与其关联的荧光材料的颗粒的第二图像，以分别标识第一和第二图像内呈现高于第一预定阈值的光学参数值的一个或多个像素。此外，该方法、存储介质和系统可被配置成在第一和第二图像的各自分区内对分别在分析第一和第二图像的步骤中标识的像素集合进行归类，其中第一和第二图像中 分区的尺寸基本上相等。该方法、存储介质和系统还可被配置成对第一图像内的每个相应分区产生像素集合所归类到的荧光发射水平的统计代表量。此外，该方法、存储介质和系统可被配置成分区将在分析第二图像的步骤期间标识的每个像素集合的荧光发射水平除以对相应的第一图像分区产生的统计量，以获得归一化的荧光值。附图简述通过阅读以下详细描述并参照附图，本专利技术的其它目的和优点将变得显而易见，在附图中图I是示出被配置成为多重应用的获取和处理图像的系统的一个实施方式的横截面图的示意图；图2是描绘确定图像内背景信号的方法的流程图；图3是描绘发现颗粒并判定是接受还是拒绝对颗粒进行进一步图像处理的方法的流程图；图4是描绘图像间对准的方法的流程图；以及图5是描绘用于为成像系统创建归一化矩阵并将该归一化矩阵应用于后续成像的方法的流程图。虽然本专利技术允许各种变体和替换形式，但是在附图中通过示例的方式示出其具体实施方式，并在本文中进行详细描述。然而应该理解，附图和详细描述并不旨在将本专利技术限制于所公开的特定形式，相反，本专利技术涵盖落在由所附权利要求书限定的本专利技术的精神和范围内的所有变体、等效方案和替换方案。较佳实施方式的详细描述虽然本文针对颗粒描述各实施方式，但是应该理解，本文所述的系统和方法也可用于微球、聚苯乙烯小珠、微粒、金纳米颗粒、量子点、纳米点、纳米颗粒、纳米壳、小珠、微珠、胶乳颗粒、胶乳小珠、荧光小珠、荧光颗粒、着色颗粒、着色小珠、组织、细胞、微生物、有机物、无机物、或本领域中已知的任何其它离散物质。颗粒可用作分子反应的媒介。在 Fulton 的美国专利 No. 5，736，330、Chandler 等人的 No. 5，981，180、Fulton 的No. 6，057，107、Chandler 等人的 No. 6，268，222、Chandler 等人的 No. 6，449，562、Chandler等人的 No. 6，514，295、Chandler 等人的 No. 6，524，793 以及 Chandler 的 No. 6，528，165 中示出并描述了适当颗粒的示例，这些专利被结合于此，如同在本文中详尽阐述一样。本文所描述的系统和方法可用于在这些专利中描述的任何颗粒。此外，在本文所描述的方法和系统实施方式中使用的颗粒可从诸如得克萨斯州奥斯汀市的卢米尼克斯公司(LuminexCorporation)的制造商处购得。在本文中使用的术语“颗粒”和“微球”可相互交换。此外，与本文所描述的系统和方法兼容的颗粒类型包括带有附加到颗粒表面或者与颗粒表面相关联的荧光材料的颗粒。在Chandler等人的美国专利No. 6，268，222以及Chandler等人的No. 6，649，414中示出并描述了这些颗粒类型，其中荧光染料或荧光颗粒被直接耦联到颗粒表面以提供归类荧光(即经测量并用于确定颗粒身份或颗粒所属亚类的荧光发射)，这些专利通过引用结合于此，如同在本文中详尽阐述一样。可用于本文所述方法和系统的颗粒类型还包括将一种或多种荧光物或荧光染料纳入颗粒核中的颗粒。可用于本文所描述的方法和系统的颗粒还包括到曝露在一个或多个适当光源下时其内出现一个或多个荧光信号的颗粒。此外，还可以将颗粒制成在这些颗粒被激发时呈现多个荧光信号，每一个信号可单独或结合起来用于确定颗粒的身份。如下所述，图像数据处理可包括颗粒归类，尤其是对于多分析物流体，以及确定绑定到颗粒上的分析物的量。由于在操作过程中表示绑定到颗粒的分析物的量的指示信号通常是未知的，因此对本文所描述的过程可使用特殊染色的颗粒，这些颗粒不仅发射归类波长或波长带内的荧光，而且发射指示波长或波长带内的荧光。本文所描述的方法通常包括分析一个或多个颗粒图像并处理从图像测得的数据以确定颗粒的一个或多个特征，诸如，但不限于表示颗粒在多个检测波长下的荧光发射大小的数值。可根据Fulton的美国专利No. 5，736，330、Chandler等人的No. 5,981, 180、Chandler 等人的 No. 6, 449, 562、Chandler 等人的 No. 6, 524, 793、Chandler 的No. 6，592，822以及Chandler等人的No. 6，939，720中描述的方法对颗粒的一个或多个特征进行后续处理，诸如使用一个或多个数值来确定表示颗粒所属的多重复用亚类的标志ID和/或表示绑定到颗粒表面的分析物的存在和/或量的指示值，这些专利通过应用结合于此，如同在本文中详尽阐述一样。在一个示例中，Chandler等人的美国专利No. 5,981，180 中描述的技术可在多重复用方案中与本文描述的荧光测量一起使用，其中将颗粒归类归类成亚类用以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·D·罗斯，
申请(专利权)人：卢米尼克斯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：