一种肿瘤细胞内外代谢物分布可视化方法及系统

本发明涉及可视化，尤其涉及一种肿瘤细胞内外代谢物分布可视化方法及系统。

背景技术：

1、肿瘤细胞内外代谢物分布的可视化对于研究肿瘤发展具有重要意义，数据的质量对于可视化的准确性至关重要，如果数据采集不准确、含有噪音或者存在缺失，将直接影响到最终可视化结果的准确性。

2、进一步，传统成像技术难以提供高分辨率和详细的代谢物分布信息，这使得可视化过程困难，因此如何提升肿瘤细胞内外代谢物分布可视化准确性，成为了亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种肿瘤细胞内外代谢物分布可视化方法及系统，其主要目的在于解决肿瘤细胞内外代谢物分布可视化时效率较低的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供的一种肿瘤细胞内外代谢物分布可视化方法，包括：

3、采集肿瘤细胞的磁共振波谱数据；

4、对所述磁共振波谱数据进行基线修正，得到所述磁共振波谱数据的修正数据；

5、对所述修正数据进行波谱分析，得到所述肿瘤细胞的代谢物数据；

6、根据所述代谢物数据对所述肿瘤细胞的内外代谢物进行定量分析，得到所述内外代谢物的代谢物浓度；

7、利用预设的边缘像素检测算法生成确定所述内外代谢物的分布位置，建立所述分布位置与所述代谢物浓度的对应关系，其中，所述预设的边缘像素检测算法为：

8、

9、其中，gx是所述去噪图像在水平方向的梯度值，gy是所述去噪图像在垂直方向的梯度值，*是卷积操作，t是所述去噪图像，g是所述去噪图像的梯度幅值，θ是所述去噪图像的梯度方向；

10、根据所述对应关系、所述分布位置和所述代谢物浓度生成所述肿瘤细胞的内外代谢物的分布热度图。

11、可选地，所述采集肿瘤细胞的磁共振波谱数据，包括：

12、定位所述肿瘤细胞的细胞位置；

13、根据所述细胞位置对所述肿瘤细胞进行细胞扫描，得到所述肿瘤细胞的磁共振波谱数据。

14、可选地，所述对所述磁共振波谱数据进行基线修正，得到所述磁共振波谱数据的修正数据，包括：

15、利用预设的基线生成算法生成所述磁共振波谱数据的基线，其中，所述预设的基线生成算法为：

16、f(c)＝a0+a1c+a2c2+…+amcm

17、其中，f(c)是生成的基线函数，a0至am是所述预设的基线生成算法中拟合出的系数，m是多项式的次数，c是根据所述磁共振波谱数据确定的自变量；

18、根据所述基线对所述磁共振波谱数据进行信号修正，得到所述磁共振波谱数据的修正数据。

19、可选地，所述对所述磁共振波谱数据进行基线修正，得到所述磁共振波谱数据的修正数据，包括：

20、生成所述磁共振波谱数据的数据序列；

21、根据预设的移动窗口和预设的移动平均值生成算法生成所述数据序列中数据点的移动平均值，其中，所述预设的移动平均值生成算法为：

22、

23、其中，mai是第i个数据点处的移动平均值，bi-(n-1)/2是第i-(n-1)/2个数据点处的原始数值，i是所述数据点的标识，n是预设的移动窗口；

24、根据所述移动平均值对所述磁共振波谱数据进行基线修正，得到所述磁共振波谱数据的修正数据。

25、可选地，所述对所述修正数据进行波谱分析，得到所述肿瘤细胞的代谢物数据，包括：

26、确定所述修正数据的波峰；

27、利用预设的面积算法对所述波峰进行峰积分处理，得到所述波峰的峰面积，其中，所述预设的面积算法为：

28、

29、其中，a是所述波峰的峰面积，h是所述波峰的峰高，w是所述波峰的半峰宽；

30、根据所述波峰和所述峰面积确定所述肿瘤细胞的代谢物类型；

31、根据所述代谢物类和所述波峰生成所述肿瘤细胞的代谢物数据。

32、可选地，所述根据所述代谢物数据对所述肿瘤细胞的内外代谢物进行定量分析，得到所述内外代谢物的代谢物浓度，包括：

33、根据所述代谢物数据确定所述肿瘤细胞的内外代谢物的代谢物信号强度；

34、根据所述代谢物信号强度对预先生成的标准曲线进行插值处理，得到所述代谢物信号强度的代谢物浓度。

35、可选地，所述利用预设的边缘像素检测算法生成确定所述内外代谢物的分布位置，包括：

36、对预先获取的肿瘤细胞的磁共振图像进行图像去噪，得到所述磁共振图像的去噪图像；

37、利用预设的边缘像素检测算法对所述去噪图像进行图像分割，得到所述去噪图像的分区图像；

38、对所述分区图像进行特征提取，得到所述分区图像的区域特征；

39、根据所述区域特征利用预设的边缘像素检测算法生成确定所述内外代谢物的分布位置。

40、可选地，所述对所述分区图像进行特征提取，得到所述分区图像的区域特征，包括：

41、对所述分区图像进行形状特征提取，得到所述分区图像的形状特征；

42、对所述分区图像进行亮度特征提取，得到所述分区图像的亮度特征；

43、对所述分区图像进行纹理特征提取，得到所述分区图像的纹理特征；

44、汇集所述形状特征、所述亮度特征和所述纹理特征为所述分区图像的区域特征。

45、可选地，所述根据所述对应关系、所述分布位置和所述代谢物浓度生成所述肿瘤细胞的内外代谢物的分布热度图，包括：

46、根据所述代谢物浓度和预设的颜色标签生成所述肿瘤细胞的内外代谢物的代谢物颜色标识；

47、根据所述对应关系和所述分布位置确定所述代谢物颜色标识的待标识区域；

48、根据所述代谢物颜色标识对所述待标识区域进行标识处理，得到所述内外代谢物所对应的标识区域；

49、根据所述标识区域生成所述内外代谢物的分布热度图。

50、为了解决上述问题，本发明还提供一种肿瘤细胞内外代谢物分布可视化系统，所述系统包括：

51、数据采集模块，用于采集肿瘤细胞的磁共振波谱数据；

52、基线修正模块，用于对所述磁共振波谱数据进行基线修正，得到所述磁共振波谱数据的修正数据；

53、波谱分析模块，用于对所述修正数据进行波谱分析，得到所述肿瘤细胞的代谢物数据；

54、定量分析模块，用于根据所述代谢物数据对所述肿瘤细胞的内外代谢物进行定量分析，得到所述内外代谢物的代谢物浓度；

55、代谢物位置生成模块，用于利用预设的边缘像素检测算法生成确定所述内外代谢物的分布位置，建立所述分布位置与所述代谢物浓度的对应关系，其中，所述预设的边缘像素检测算法为：

56、

57、其中，gx是所述去噪图像在水平方向的梯度值，gy是所述去噪图像在垂直方向的梯度值，*是卷积操作，t是所述去噪图像，g是所述去噪图像的梯度幅值，θ是所述去噪图像的梯度方向；

58、热度图生成模块，用于根据所述对应关系、所述分布位置和所述代谢物浓度生成所述肿瘤细胞的内外代谢物的分布热度图。

59、本发明通过对肿瘤细胞的磁共振波谱数据进行采集和基线修正，可以有效减少外部干扰，提高数据的准确性，对修正后的数据进行波谱分析，可以准确获取肿瘤细胞的代谢物数据，为后续的分析奠定了准确的数据基础，通过对代谢物数据进行定量分析，可以得到肿瘤细胞内外代谢物的准确代谢物浓度，而不仅仅是定性分析，提高了结果的准确性，同时通过预设的边缘像素检测算法，可以准确地生成确定内外代谢物的分布位置，并建立分布位置与代谢物浓度的对应关系，从而为后续的可视化提供了准确的数据支撑，最终利用对应关系、分布位置和代谢物浓度生成肿瘤细胞的内外代谢物分布热度图，能够直观地展现出代谢物在肿瘤细胞内外的分布情况，因此本发明提出肿瘤细胞内外代谢物分布可视化方法及系统，可以解决肿瘤细胞内外代谢物分布可视化准确性较低的问题。