一种基于质谱成像的多影像融合方法

本发明涉及生物检测分析，更具体地，涉及一种基于质谱成像的多影像融合方法。

背景技术：

1、质谱成像(mass spectrometry imaging，msi)技术以质谱技术作为基础并结合高端影像技术，在原位水平实现对切片标本分子信息的检测分析。与常规的质谱技术相比具有免标记、高通量和高灵敏度等优点。常见的质谱成像技术包括基质辅助激光解吸电离质谱成像(maldi-msi)、解吸电喷雾电离质谱成像(desi-msi)、二次离子质谱成像(sims-msi)等。其中sims具有较强的基体效应和背景干扰，以此为基础的tof-sims和nano-sims可以实现纳米级别的分辨率。近期，采用激光消融-电感耦合等离子体质谱(la-icp-ms)对肿瘤组织进行成像，可以得到亚细胞水平的分辨率。同时将其与质谱流式细胞仪相结合，可以绘制多种蛋白及其衍生物的成像图谱，另外将真空紫外(vuv)与质谱成像相结合也可以实现对组织和细胞的原位空间分析。

2、目前，质谱成像技术还存在一定的局限性。该技术是从分子水平提供疾病或肿瘤发生发展、药物治疗前后生物体内生命物质的变化，包括代谢物、蛋白质、外源物及其代谢物等的空间分布变化，是一种离体检测分析技术，忽略了疾病或肿瘤发展变化的在体动态信息。而常见的临床影像检测技术pet(正电子发射断层扫描)、ct(电子计算机断层扫描)和mri(磁共振成像)可以实现生物体的实时在线分析检测。其中，pet和ct分别从物质代谢和解剖学角度分析生物体病变位置，mri是利用磁共振现象从生物体中获得电磁信号来重构生物体信息，但此三项在体分析技术对于病灶内部及病灶之间的分子信息变化知之甚少，不能通过筛选来确定疾病相关的生物标志性。

3、综上，为了准确检测和分析病灶位置，需要对现有技术改进，以将离体检测分析技术与在体分析技术进行有机结合。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服上述现有技术的缺陷，提供一种基于质谱成像的多影像融合方法。该方法包括以下步骤：

2、针对目标动物模型进行在体影像检测，获得影像模态成像结果；

3、基于所述影像模态成像结果，识别相关的病灶区域，获得第一病灶区域；

4、针对第一病灶区域，开展组织形态学表征实验，获得组织形态学结果；

5、结合所述影像模态成像结果和所述组织形态学结果对第一病灶区域进行筛选，获得第二病灶区域，纳入质谱成像实验分组并制备质谱成像标本的冰冻切片；

6、将所述质谱成像标本的冰冻切片进行干燥后，采用质谱成像仪对感兴趣区域进行检测，获得质谱成像图，进而确定病灶的位置及其内部的分子信息。

7、与现有技术相比，本发明的优点在于，提供了以质谱成像为基础的多模态影像融合方法，通过融合质谱成像技术与多种临床影像技术，实现疾病和肿瘤发生发展的分子机制探索，能够为疾病和肿瘤研究提供准确的时空信息和病灶定位，同时扩展了质谱成像与多种临床影像技术的应用范围。

8、通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

技术特征：

1.一种基于质谱成像的多影像融合方法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述影像模态成像结果包括pet成像、ct成像或mri成像。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述目标动物模型是小鼠，所述影像模态成像结果根据以下步骤获得：

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述目标动物模型是小鼠，所述影像模态成像结果根据以下步骤获得：

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述目标动物模型是小鼠，所述影像模态成像结果根据以下步骤获得

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤s5中，将所述质谱成像仪的成像条件设置为：负离子模式，355nm的smartbeam 3d激光器，扫描范围为m/z 200～900da，激光强度为30％。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述组织形态学表征实验包含he染色和免疫组化实验。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤s4中，收集的冰冻切片为12-14μm/片，并将所收集的冰冻切片转移至具有ito涂层的玻片上，进而放置在-80℃进行冰冻切片的保存。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤s5中，将所述质谱成像标本的冰冻切片放入干燥器干燥0.5-1小时。

技术总结本发明公开了一种基于质谱成像的多影像融合方法。该方法包括：针对目标动物模型进行在体影像检测，获得影像模态成像结果；基于影像模态成像结果，识别相关的病灶区域，获得第一病灶区域；针对第一病灶区域，开展组织形态学表征实验，获得组织形态学结果；结合影像模态成像结果和组织形态学结果对第一病灶区域进行筛选，获得第二病灶区域，纳入质谱成像实验分组并制备质谱成像标本的冰冻切片；将质谱成像标本的冰冻切片进行干燥后，采用质谱成像仪对感兴趣区域进行检测，获得质谱成像图，进而确定病灶的位置及其内部的分子信息。本发明能够为疾病和肿瘤研究提供准确的时空信息和病灶定位，同时扩展了质谱成像与多种临床影像技术的应用范围。技术研发人员：赵超,罗茜,周鹏,肖瑜,周鑫,帖长军,邝忠华,焦瑞迪,任松磊受保护的技术使用者：中国科学院深圳先进技术研究院技术研发日：技术公布日：2024/8/1