细胞位置标定方法、装置、计算机设备和存储介质与流程

本申请涉及生物技术领域，特别是涉及一种细胞位置标定方法、装置、计算机设备和存储介质。

背景技术

近年来，高通量活细胞显微拍照越来越多的被应用于科学研究及生物技术研发。对细胞图像分析后，在显微镜下快速找到感兴趣的细胞进行后续操作成为一种新的需求。

传统的细胞挑选方法往往需要在显微镜的多个视野中，通过人工找到特定的需要挑选的细胞，再进行后续操作。然而，对于挑选特定视野的细胞往往不能迅速定位到该细胞所在视野，需要在显微镜下来回移动多个视野进行识别，而如果需要挑选多个视野的细胞则继续加大挑选难度，需记忆多个细胞的位置，还容易造成细胞状态的下降。可见，传统技术中存在对细胞定位效率较低的问题。

技术实现要素：

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种细胞位置标定方法、装置、计算机设备和存储介质。

一种细胞位置标定方法，所述方法包括：

获取显微镜多视野扫描得到的单视野细胞扫描子图像集；

对所述单视野细胞扫描子图像集中的每一单视野细胞扫描子图像进行单细胞识别，获取各单细胞在各自单视野细胞扫描子图像中的位置信息；

确定所述各单细胞中的待标定单细胞；

根据所述单视野细胞扫描子图像集，得到多视野细胞扫描拼合图像；

根据所述待标定单细胞所在的单视野细胞扫描子图像对所述多视野细胞扫描拼合图像进行子图像位置标定，以及，根据所述位置信息对所述待标定单细胞所在的单视野细胞扫描子图像进行单细胞位置标定。

一种细胞位置标定装置，包括：

子图像集获取模块，用于获取显微镜多视野扫描得到的单视野细胞扫描子图像集；

单细胞位置获取模块，用于对所述单视野细胞扫描子图像集中的每一单视野细胞扫描子图像进行单细胞识别，获取各单细胞在各自单视野细胞扫描子图像中的位置信息；

待标定细胞确定模块，用于确定所述各单细胞中的待标定单细胞；

子图像拼合模块，用于根据所述单视野细胞扫描子图像集，得到多视野细胞扫描拼合图像；

位置标定模块，用于根据所述待标定单细胞所在的单视野细胞扫描子图像对所述多视野细胞扫描拼合图像进行子图像位置标定，以及，根据所述位置信息对所述待标定单细胞所在的单视野细胞扫描子图像进行单细胞位置标定。

一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

获取显微镜多视野扫描得到的单视野细胞扫描子图像集；对所述单视野细胞扫描子图像集中的每一单视野细胞扫描子图像进行单细胞识别，获取各单细胞在各自单视野细胞扫描子图像中的位置信息；确定所述各单细胞中的待标定单细胞；根据所述单视野细胞扫描子图像集，得到多视野细胞扫描拼合图像；根据所述待标定单细胞所在的单视野细胞扫描子图像对所述多视野细胞扫描拼合图像进行子图像位置标定，以及，根据所述位置信息对所述待标定单细胞所在的单视野细胞扫描子图像进行单细胞位置标定。

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

获取显微镜多视野扫描得到的单视野细胞扫描子图像集；对所述单视野细胞扫描子图像集中的每一单视野细胞扫描子图像进行单细胞识别，获取各单细胞在各自单视野细胞扫描子图像中的位置信息；确定所述各单细胞中的待标定单细胞；根据所述单视野细胞扫描子图像集，得到多视野细胞扫描拼合图像；根据所述待标定单细胞所在的单视野细胞扫描子图像对所述多视野细胞扫描拼合图像进行子图像位置标定，以及，根据所述位置信息对所述待标定单细胞所在的单视野细胞扫描子图像进行单细胞位置标定。

上述细胞位置标定方法、装置、计算机设备和存储介质，获取显微镜多视野扫描得到的单视野细胞扫描子图像集，然后对单视野细胞扫描子图像集中的每一单视野细胞扫描子图像进行单细胞识别，获取各单细胞在各自单视野细胞扫描子图像中的位置信息，确定各单细胞中的待标定单细胞，根据单视野细胞扫描子图像集得到多视野细胞扫描拼合图像，接着根据待标定单细胞所在的单视野细胞扫描子图像对多视野细胞扫描拼合图像进行子图像位置标定，以及根据前述位置信息对待标定单细胞所在的单视野细胞扫描子图像进行单细胞位置标定。该方案能够由计算机设备自动识别显微镜多视野扫描得到的单视野细胞扫描子图像集中每一子图像的单细胞并获取其在相应子图像上的位置信息，以及自动合成多视野细胞扫描拼合图像，从而在确定待标定单细胞后，可根据其所在子图像以及前述位置信息，自动在多视野细胞扫描拼合图像上进行子图像位置标定以及在相应子图像上进行单细胞位置标定，由此可一次性自动批量标定多个待标定单细胞，提高细胞定位的效率。

附图说明

图1为一个实施例中细胞位置标定方法的流程示意图；

图2(a)为一个实施例中子图像位置标定的示意图；

图2(b)为另一个实施例中子图像位置标定的示意图；

图2(c)为一个实施例中单细胞位置标定的示意图；

图3为一个实施例中细胞位置标定装置的结构框图；

图4为一个实施例中计算机设备的内部结构图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请提供的细胞位置标定方法，可由终端、服务器等计算机设备执行。其中，终端可以但不限于是各种个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑和便携式可穿戴设备，服务器可以用独立的服务器或者是多个服务器组成的服务器集群来实现。

在一个实施例中，如图1所示，提供了一种细胞位置标定方法，以该方法应用于终端为例进行说明，包括以下步骤：

步骤S101，获取显微镜多视野扫描得到的单视野细胞扫描子图像集；

本步骤中，可通过显微镜进行多视野扫描得到多张单视野细胞扫描子图像，该多张单视野细胞扫描子图像构成单视野细胞扫描子图像集。在具体实现中，可将摇瓶培养的表达如Aflibercept产物的稳定细胞池计数，取40万个细胞重悬于1.2mL培养基中，添加至35mm玻璃底小皿中，将小皿加载于显微镜载物台上，在10×物镜下进行类似圆形区域的扫描(即在多个视野自动连续拍照)，获得如760张细胞显微照片(即多张单视野细胞扫描子图像)。

步骤S102，对单视野细胞扫描子图像集中的每一单视野细胞扫描子图像进行单细胞识别，获取各单细胞在各自单视野细胞扫描子图像中的位置信息；

其中，单视野细胞扫描子图像集包含多张单视野细胞扫描子图像，本步骤中，可对每一张单视野细胞扫描子图像进行单细胞识别，经单细胞切割后可获得如16705张单细胞图片，并获取每一张单细胞图片在各自单视野细胞扫描子图像中的xy坐标，作为前述各单细胞在各自单视野细胞扫描子图像中的位置信息，该每一张单细胞图片可独立保存为一个单细胞图片文件，xy坐标可标注在单细胞图片文件的文件名中，以便查找。

步骤S103，确定各单细胞中的待标定单细胞；

本步骤中，可从各单细胞中选取一个或者批量选取多个单细胞作为待标定单细胞。具体的，对于16705个单细胞图片文件，可由终端进行一定的算法分析后自行从16705个单细胞图片文件中确定出待标定单细胞的图片文件，也可以由人工挑选出待标定单细胞的图片文件。这些被确定出的待标定单细胞的图片文件可归类至一文件夹中。其中，对于前述16705个单细胞图片文件可归类到另一文件夹中，对于前述单视野细胞扫描子图像集，可归类到再另一文件夹中，以便对图片文件进行管理和提取。由此，一个单细胞便可至少具有位置信息和所在单视野细胞扫描子图像等信息，这些信息都可标识在单细胞的图片文件的文件名上，示例性的，该文件名可以是：A01f569d4_11_185 571_36252，其中，A01f569d4表示单细胞所在单视野细胞扫描子图像的编号(或成为子图像编号)，11表示该单细胞的排名位置序号，185表示该单细胞的x坐标位置，571表示该单细胞的y坐标位置，36252表示该单细胞的荧光值。

步骤S104，根据单视野细胞扫描子图像集，得到多视野细胞扫描拼合图像；

其中，多视野细胞扫描拼合图像是将单视野细胞扫描子图像集包含的每一张单视野细胞扫描子图像拼接得到的图像，本步骤将单视野细胞扫描子图像集中的单视野细胞扫描子图像拼接为多视野细胞扫描拼合图像。

在一个实施例中，步骤S104具体包括：确定显微镜的多视野扫描顺序，基于该多视野扫描顺序，将单视野细胞扫描子图像集中的各单视野细胞扫描子图像进行拼接，得到多视野细胞扫描拼合图像。

本实施例中，终端可运行模拟显微镜拍照视野变化算法，从编号0(编号0对应显微镜拍摄的第1张单视野细胞扫描子图像)开始，按该显微镜的多视野扫描顺序生成与显微镜所拍摄的单视野细胞扫描子图像的数量相同的视野变化数组，并按照一定比例生成相应的视野位置整合图像，使之与显微镜的实际拍照视野位置相吻合，即每一视野变化数组可对应填入一单视野细胞扫描子图像，从而完成各单视野细胞扫描子图像的拼接，得到多视野细胞扫描拼合图像。

步骤S105，根据待标定单细胞所在的单视野细胞扫描子图像对多视野细胞扫描拼合图像进行子图像位置标定，以及，根据位置信息对待标定单细胞所在的单视野细胞扫描子图像进行单细胞位置标定。

本步骤主要是在至少两处对待标定单细胞进行标定，一处是多视野细胞扫描拼合图像上进行的子图像位置标定，一处是单视野细胞扫描子图像上进行的单细胞位置标定。具体的，可根据标识在待标定单细胞的图片文件的文件名上的信息，确定出该待标定单细胞所在的单视野细胞扫描子图像，然后找到该单视野细胞扫描子图像在多视野细胞扫描拼合图像中的位置，对该位置进行标定便可完成子图像位置标定；在确定出该待标定单细胞所在的单视野细胞扫描子图像后，还可进一步根据标识在待标定单细胞的图片文件的文件名上的信息在该单视野细胞扫描子图像上找到该待标定单细胞所在位置，对该待标定单细胞所在位置进行标定便可完成单细胞位置标定。

在一个实施例中，步骤S105中的根据待标定单细胞所在的单视野细胞扫描子图像对多视野细胞扫描拼合图像进行子图像位置标定，可以包括：确定多视野细胞扫描拼合图像中与待标定单细胞所在的单视野细胞扫描子图像对应的图像块，对图像块进行标记处理。

本实施例中，多视野细胞扫描拼合图像由多个图像块构成，每一个图像块可对应一个单视野细胞扫描子图像，所以终端可先确定与待标定单细胞所在的单视野细胞扫描子图像对应的图像块，然后在多视野细胞扫描拼合图像中对该图像块进行标记处理。

在其中一些实施例中，对于对图像块进行标记处理，具体可以包括：将图像块填充成第一预选颜色，和/或，在图像块上以第二预选颜色标识单视野细胞扫描子图像对应的子图像编号。

本实施例中，第一预选颜色和第二预选颜色可以是相同的，也可以是不同的，在具体应用中可将第一预选颜色和第二预选颜色均设为便于用户辨认的颜色，如均设为红色。示例性的，参考图2(a)和图2(b)，图2(a)主要示出了将多视野细胞扫描拼合图像中与待标定单细胞所在的单视野细胞扫描子图像对应的图像块均以第一预选颜色进行填充，图2(b)主要示出了在与待标定单细胞所在的单视野细胞扫描子图像对应的图像块上以第二预选颜色标识单视野细胞扫描子图像对应的子图像编号(如1、15和95等等)，由此完成对图像块的标记处理。

在一个实施例中，步骤S105中的根据位置信息对待标定单细胞所在的单视野细胞扫描子图像进行单细胞位置标定，可以包括：根据位置信息确定待标定单细胞在单视野细胞扫描子图像中对应的图像区域，对图像区域进行标记处理。

本实施例中，终端可根据标识在待标定单细胞的图片文件的文件名上的xy坐标确定出该待标定单细胞在其所在的单视野细胞扫描子图像中对应的图像区域，从而对该图像区域进行标记处理。

在其中一些实施例中，前述图像区域可以用于表征该待标定单细胞的外轮廓，对该图像区域进行的标记处理，具体可以包括：以第三预选颜色标识该图像区域。

本实施例中，第三预选颜色可以与第一预选颜色和第二预选颜色相同，也可以不同，如第三预选颜色也可以设为便于用户辨认的颜色，如红色。本实施例可在待标定单细胞所在的单视野细胞扫描子图像上以红色标识其相应的图像区域，从而实现用便于用户辨认的方式对待标定单细胞的外轮廓进行相应地标识。示例性的，如图2(c)主要示出了在相应的单视野细胞扫描子图像中，采用空心红色圆圈对待标定单细胞在该单视野细胞扫描子图像中对应的图像区域进行标记。

上述细胞位置标定方法，获取显微镜多视野扫描得到的单视野细胞扫描子图像集，然后对单视野细胞扫描子图像集中的每一单视野细胞扫描子图像进行单细胞识别，获取各单细胞在各自单视野细胞扫描子图像中的位置信息，确定各单细胞中的待标定单细胞，根据单视野细胞扫描子图像集得到多视野细胞扫描拼合图像，接着根据待标定单细胞所在的单视野细胞扫描子图像对多视野细胞扫描拼合图像进行子图像位置标定，以及根据前述位置信息对待标定单细胞所在的单视野细胞扫描子图像进行单细胞位置标定。该方案能够由计算机设备自动识别显微镜多视野扫描得到的单视野细胞扫描子图像集中每一子图像的单细胞并获取其在相应子图像上的位置信息，以及自动合成多视野细胞扫描拼合图像，从而在确定待标定单细胞后，可根据其所在子图像以及前述位置信息，自动在多视野细胞扫描拼合图像上进行子图像位置标定以及在相应子图像上进行单细胞位置标定，由此可一次性自动批量标定多个待标定单细胞，提高细胞定位的效率。

在另外一些实施例中，在步骤S105之后，上述方法还可以包括：

获取携带子图像位置标定信息的多视野细胞扫描拼合图像，以及，获取携带单细胞位置标定信息的单视野细胞扫描子图像；根据携带子图像位置标定信息的多视野细胞扫描拼合图像和携带单细胞位置标定信息的单视野细胞扫描子图像，执行针对待标定单细胞的细胞操作任务。

结合图2(a)、图2(b)和图2(c)，本实施例，可以将对相应图像块进行了如第一预选颜色填充、第二预选颜色标识编号等标记处理的多视野细胞扫描拼合图像作为携带子图像位置标定信息的多视野细胞扫描拼合图像，将对相应图像区域进行了如第三预选颜色标识等标记处理的单视野细胞扫描子图像作为携带单细胞位置标定信息的单视野细胞扫描子图像，从而终端可根据该携带子图像位置标定信息的多视野细胞扫描拼合图像和携带单细胞位置标定信息的单视野细胞扫描子图像，在显微镜下快速定位到待标定单细胞，例如可根据标识的视野位置先快速地找到该视野，然后通过该视野中该细胞的标识快速地找到该目的细胞，接着便可控制机器人执行针对该待标定单细胞的细胞操作任务，如将该细胞转移至96孔板进行培养等等，提高后续的细胞操作任务的执行效率。

本申请提供的细胞位置标定方法，可一次性批量选取位于显微镜不同视野的多个待标定细胞，提高细胞位置标定效率，也即可以在选定待标定细胞后由计算机设备自动在众多的单视野细胞扫描子图像及多视野细胞扫描拼合图像中定位到该待标定细胞得到相应的定位图像；而且待标定细胞的选取可由计算机设备自动选取也可供用户手动选取，保证了待标定细胞选取的灵活性；还可与显微镜的不同扫描模式相适配，以适应多变的拍照模式，增加可适用性。

应该理解的是，虽然如上流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在一个实施例中，如图3所示，提供了一种细胞位置标定装置，该装置300可以包括：

子图像集获取模块301，用于获取显微镜多视野扫描得到的单视野细胞扫描子图像集；

单细胞位置获取模块302，用于对所述单视野细胞扫描子图像集中的每一单视野细胞扫描子图像进行单细胞识别，获取各单细胞在各自单视野细胞扫描子图像中的位置信息；

待标定细胞确定模块303，用于确定所述各单细胞中的待标定单细胞；

子图像拼合模块304，用于根据所述单视野细胞扫描子图像集，得到多视野细胞扫描拼合图像；

位置标定模块305，用于根据所述待标定单细胞所在的单视野细胞扫描子图像对所述多视野细胞扫描拼合图像进行子图像位置标定，以及，根据所述位置信息对所述待标定单细胞所在的单视野细胞扫描子图像进行单细胞位置标定。

在一个实施例中，位置标定模块305，用于确定所述多视野细胞扫描拼合图像中与所述待标定单细胞所在的单视野细胞扫描子图像对应的图像块，对所述图像块进行标记处理。

在一个实施例中，位置标定模块305，用于将所述图像块填充成第一预选颜色，和/或，在所述图像块上以第二预选颜色标识所述单视野细胞扫描子图像对应的子图像编号。

在一个实施例中，位置标定模块305，用于根据所述位置信息确定所述待标定单细胞在所述单视野细胞扫描子图像中对应的图像区域，对所述图像区域进行标记处理。

在一个实施例中，所述图像区域表征所述待标定单细胞的外轮廓；位置标定模块305，用于以第三预选颜色标识所述图像区域。

在一个实施例中，子图像拼合模块304，用于确定所述显微镜的多视野扫描顺序；基于所述多视野扫描顺序，将所述单视野细胞扫描子图像集中的各单视野细胞扫描子图像进行拼接，得到所述多视野细胞扫描拼合图像。

在一个实施例中，该装置300还可以包括：标定信息应用模块，用于获取携带子图像位置标定信息的多视野细胞扫描拼合图像，以及，获取携带单细胞位置标定信息的单视野细胞扫描子图像；根据所述携带子图像位置标定信息的多视野细胞扫描拼合图像和携带单细胞位置标定信息的单视野细胞扫描子图像，执行针对所述待标定单细胞的细胞操作任务。

关于细胞位置标定装置的具体限定可以参见上文中对于细胞位置标定方法的限定，在此不再赘述。上述细胞位置标定装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图4所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、运营商网络、NFC(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种细胞位置标定方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。

本领域技术人员可以理解，图4中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在一个实施例中，还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述各方法实施例中的步骤。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic RandomAccess Memory，DRAM)等。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。