和轉(zhuǎn)讓的美 國專利8, 290, 236中描述，該美國專利的內(nèi)容通過引用W其整體并入本文。色原染色劑可 W包括蘇木精、曙紅、固紅或3, 3'-二氨基聯(lián)苯胺（DAB)。因此，系統(tǒng)100可W與利用僅量 子點、利用量子點與常規(guī)有機巧光團相組合、僅常規(guī)有機巧光團、色原染色劑或者任何其它 組合或染色劑和標記物而染色的樣本一起使用。而且，在向樣本應(yīng)用染色劑的自動化染色 /化驗平臺中處理典型的樣本。在市場上存在適合用作染色/化驗平臺的多種商用產(chǎn)品， 一個示例是受讓人文塔納醫(yī)療系統(tǒng)有限公司的Discovery.TM產(chǎn)品。例如，在巧光成像過程 中，在初步組織處理和染色之后，將樣本供應(yīng)到包括光譜源(例如用于W意圖產(chǎn)生來自被應(yīng) 用于樣品的巧光團的發(fā)光響應(yīng)的波長光照樣本的光源)的相機系統(tǒng)。在量子點的情況下，光 源可W是寬光譜光源?？商鎿Q地，光源可W包括諸如激光器之類的窄帶光源。相機平臺還 可W包括明場顯微鏡，一個示例是受讓人文塔納醫(yī)療系統(tǒng)公司的VENTANAiScanHT產(chǎn)品或 者具有一個或多個物鏡和數(shù)字成像器W及一組光譜過濾器的任何顯微鏡。可W使用用于在 不同波長處捕獲圖像的其它技術(shù)。適合用于對經(jīng)染色的生物樣品進行成像的另外的相機平 臺在本領(lǐng)域中是已知的且從諸如Zeiss,Canon,AppliedSpectralImaging等等之類的 公司商業(yè)上可得到，并且運樣的平臺可容易適配W供本題述公開內(nèi)容的系統(tǒng)、方法和裝置 中使用。
[0019] 可W將經(jīng)由源101從化驗物獲取的信息（包括顏色通道、強度和任何附加元數(shù)據(jù)） 經(jīng)由顯微鏡101與計算機120之間的線纜連接、經(jīng)由計算機網(wǎng)絡(luò)或使用常用于在計算機之 間傳送數(shù)字信息的任何其它介質(zhì)供應(yīng)到計算機可讀介質(zhì)110?；炍镄畔⑦€可W通過網(wǎng)絡(luò) 而供應(yīng)到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器或數(shù)據(jù)庫W用于存儲和供計算機120稍后檢索。除處理器125和存儲 器110外，計算機120還包括用戶輸入和輸出設(shè)備，諸如鍵盤、鼠標、觸控筆和顯示器/觸摸 屏。如在W下討論中將解釋的，處理器125執(zhí)行存儲在存儲器110上的邏輯指令，從而執(zhí)行 化驗物信息的分析，執(zhí)行一個或多個解混操作，檢測圖像中的結(jié)構(gòu)，定量分析，W及向用戶 操作計算機120顯示定量/圖形結(jié)果。
[0020] 例如，如W上所描述的，在源101處掃描化驗物W生成包括若干顏色通道的混合 物的圖像數(shù)據(jù)。例如，圖像數(shù)據(jù)可W包括發(fā)射光譜、吸收光譜、巧光或由化驗物包括的任何 其它信號。圖像數(shù)據(jù)還可W包括標準紅色、綠色和藍色通道。在源101是檢測透射通過化 驗物的白光的明場顯微鏡的情況下，圖像數(shù)據(jù)可W包括具有不同波長范圍的多個通道或者 也包括標準紅色、綠色和藍色通道。可W包括任何數(shù)目的分離顏色通道。在源101是巧光 顯微鏡的情況下，圖像數(shù)據(jù)可W包括量子點（Q點）通道W及用于染色劑和復染劑的通道。 所成像的通道及其波長范圍可W針對一般使用而選擇或者被調(diào)節(jié)到手頭上的化驗物和組 織類型。例如，解混對于專用顯微鏡(例如具有各種過濾器、激勵光波長、明場光源波長等的 顯微鏡）而言是可能的，W及對于標準成像設(shè)置(例如紅綠藍相機和白光源）而言是可能的。 圖像數(shù)據(jù)連同附加化驗物信息一起由化驗物信息提取模塊111提取和解析。附加化驗物信 息可W包括染色劑標識、染色的過程參數(shù)(例如解育（incubation)時間和試劑的濃度)、組 織類型和其它物理或生理信息。附加化驗物信息可W存儲在由信息提取模塊111接收且例 如由用戶、連接到系統(tǒng)100的實驗室信息系統(tǒng)提供或者從粘附到承載了生物樣品的載玻片 的條形碼讀取的一個或多個數(shù)據(jù)分組的元數(shù)據(jù)中。鑒于本公開內(nèi)容，將化驗物信息提供到 系統(tǒng)100中的其它方法將變得對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言顯而易見。
[0021] 解混模塊112可W被調(diào)用W解混圖像數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)的所選部分或隔離于圖像數(shù) 據(jù)的特定區(qū)的信號的混合物(例如，線性的混合物或基本上線性的混合物）W獲得染色劑特 定矢量。出于本公開內(nèi)容的目的，解混與光譜解混、顏色去卷積和顏色分離同義。然而，可 W使用用于分離混合物的任何其它已知的或?qū)淼姆椒?。在示例性實施例中，使用線性最 小二乘法。例如，基于化驗物信息，解混模塊112可W利用已知的參考光譜，W解混特定像 素中的信號的混合物W便獲得對應(yīng)于該像素中的染色劑或結(jié)構(gòu)的分量信號或矢量。解混模 塊112可W從存儲器110上的參考光譜數(shù)據(jù)庫(諸如數(shù)據(jù)庫118)檢索一個或多個已知參考 矢量。例如，線性光譜解混過程可W獲得對應(yīng)于被協(xié)同定位在單個像素上的一個或多個染 色劑的矢量的線性組合，其中每一個矢量是通過其強度或濃度來加權(quán)的。針對每一個標記 物的用于對組合進行解混的參考矢量通過本文所描述的依賴于化驗物的相關(guān)和分析而迭 代地優(yōu)化。
[0022] 負抑制模塊113被用于識別由解混過程產(chǎn)生的任何負矢量。負值的存在指示像素 可W包含具有至少一種染色劑的混合物，所述至少一種染色劑具有負濃度，運在物理上是 不可信的。負抑制模塊113使用負值的存在來推斷解混結(jié)果具有由于一個或多個不正確的 參考矢量所致的較低質(zhì)量。盡管現(xiàn)有方法已經(jīng)在解混過程期間使用非負約束，其迫使所有 結(jié)果在數(shù)學上為正，但是運些方法在很大程度上忽視了負值被返回運一事實。取而代之，負 抑制模塊113辨別錯誤，并可W調(diào)節(jié)質(zhì)量度量W指示運樣的解剖學或物理上的不可信性。 運觸發(fā)了參考矢量的自動調(diào)節(jié)或優(yōu)化W再次解混圖像數(shù)據(jù)。解混可W是從負值的辨別觸發(fā) 的，或者解混可W被延遲直到其它模塊被處理W確定質(zhì)量度量。
[0023] 染色劑強度確定模塊114執(zhí)行下述邏輯操作：根據(jù)圖像數(shù)據(jù)(例如整個圖像、圖像 中的區(qū)或圖像中的各個像素）確定染色劑的強度，并且在對圖像數(shù)據(jù)進行解混之前適當選 擇或調(diào)節(jié)參考矢量。染色劑強度確定可W簡單地從圖像數(shù)據(jù)所包括的顏色矢量執(zhí)行，而不 需要任何具體化驗物信息。例如，可W處理來自明場顯微鏡的信號W比較源光強度與已經(jīng) 經(jīng)過組織的所檢測到的光強度W在顏色和染色劑的任何分離之前指示化驗物、區(qū)或圖像中 的個體像素上的一個或多個染色劑的強度。可W處理巧光圖像W確定從一片組織發(fā)射的總 強度或總體亮度，使得能夠確定平均染色劑強度而不要求染色劑、顏色、色調(diào)和其它貢獻的 分離。在兩種情況中的任一種情況下，給定針對圖像或像素的染色的平均或總體強度，與染 色劑強度相關(guān)聯(lián)的參考矢量的預定義集合可W用于對圖像數(shù)據(jù)進行解混。例如，可W針對 非常淺、淺、中度、強和非常強的染色劑強度而預定義初始參考矢量的不同集合。染色劑強 度確定模塊114將所測量的強度分類成運些類別中的一個，并選擇初始參考矢量或光譜的 適當集合。
[0024] 結(jié)構(gòu)確定模塊115識別了圖像數(shù)據(jù)內(nèi)的結(jié)構(gòu)，并使運些結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)和/或染色劑 的已知組合相關(guān)W識別和消除已知或明顯的不可信性。例如，可能已知的是，兩個特定量子 點不能夠在某個樣本材料中共存。不一致、不現(xiàn)實或不可能的一個或多個信號可W由結(jié)構(gòu) 確定模塊115來辨別，并通過最小化或消除違犯信號而被計及。已知的不一致、不現(xiàn)實或不 可能的一個或多個信號可W是從數(shù)據(jù)庫118或者與系統(tǒng)或系統(tǒng)的有技能的操作者(諸如病 理學家或知識豐富的技術(shù)人員）通信的任何其它數(shù)據(jù)儲存器檢索的。結(jié)構(gòu)可W通過解析圖 像數(shù)據(jù)或經(jīng)解混的結(jié)果而確定W辨別特定大小、形狀或顏色的結(jié)構(gòu)。例如，可W辨別利用棟 色染料而染色的小圓細胞，并且可W將它們的分量矢量與理想結(jié)果進行比較W確定它們的 存在和/或結(jié)構(gòu)是否可信。另外，可W識別和消除殘余染色劑的量。例如，可W將不對應(yīng)于 小圓形狀的任何棟色染色劑識別為噪聲，或者僅僅不想要的信號。此外，結(jié)構(gòu)確定模塊115 最小化或消除由不期望的元素導致的高頻貢獻，諸如來自未預期的小結(jié)構(gòu)、強邊緣、玻璃和 化驗物的其它部分、嵌入材料或背景材料的巧光或色原信號。
[0025] 背景確定模塊116可W基于與背景信號相關(guān)聯(lián)的光譜簽名或由包括至少一個背 景信號的信號混合物包括的像素的位置來辨別信號混合物內(nèi)的一個或多個背景信號。背 景信號可W通過其唯一簽名（例如與載玻片的玻璃、用于蓋玻片的膠、組織的自發(fā)巧光相關(guān) 聯(lián)）和經(jīng)過圖像的普遍存在的色散而辨別。圖像的某些區(qū)可W被確定為主導地或僅僅包含 諸如自發(fā)巧光等之類的信號。當確定具有與背景相關(guān)聯(lián)的簽名（例如寬帶簽名）的分量信號 時，可W將分量信號與特定于正在分析的樣本材料的已知背景簽名進行比較。例如，諸如用 于解剖或臨床病理學的圖像分析的系統(tǒng)可W將組織樣本的經(jīng)掃描的載玻片與包含具有已 知背景簽名的類似組織樣本的校準載玻片的圖像進行比較，W識別經(jīng)掃描的圖像中的背景 信號。數(shù)據(jù)庫118可W包括已知簽名。可W將已知背景簽名與圖像的區(qū)進行比較W主導地 辨別所述區(qū)內(nèi)的寬帶信號。對于由背景、玻璃和/或全局結(jié)構(gòu)（即，遍及圖像而存在的結(jié)構(gòu)） 引起的信號，小結(jié)構(gòu)或高頻圖像內(nèi)容(例如精細紋理）在經(jīng)解混的圖像中的存在指示針對該 信號的不正確的參考矢量。運樣的小結(jié)構(gòu)的存在和強度是對質(zhì)量度量的負面貢獻。因此， 通過檢測具有正確參考矢量的信號W及基于來自并非背景的結(jié)構(gòu)(例如，組織中的細胞）的 陰影識別不正確的參考矢量，來從解混結(jié)果去除不想要的信號。運指示了針對運樣的背景 信號的參考矢量需要調(diào)節(jié)。
[0026] 調(diào)節(jié)模