Signalanalyse

RapidScore: Automatisiertes Zählen von FISH-Signalen

Unbeaufsichtigte und automatische Analyse von Fluoreszenz-Signalen, Signalfusionen und komplexen Signalmustern.

Die Analyse von Fluoreszenzsignalmustern und FISH Signalen in Zellen oder Zellkernen ist die Grundlage für viele Assays in der Hämatologie und der Tumorgenetik. Mit dem automatischen System zur Analyse von Fluoreszenzsignalen (MetaCyte), das auf der Metafer-Plattform basiert, können diese Muster automatisch, präzise und reproduzierbar analysiert werden. Die Zählergebnisse werden zusammen mit den Bildern der Zellen oder Zellkerne gespeichert und lassen sich als Übersichtsgalerie, als Histogramm, als Streudiagramm oder als Tabelle in einem aussagekräftigen Neon-Bericht darstellen.

Die flexible Architektur des System ermöglicht eine Anpassung an fast jede Aufgabe. Signalkanäle können zu einem Assay kombiniert werden, und die Bildinformation in jedem Kanal kann individuell bearbeitet werden. Die Morphologie der gesuchten Zellen, Kerne oder anderen Objekte kann mit Hilfe einer Reihe von Zellauswahl-Parametern präzise definiert werden. Mehr als 300 Eigenschaften eines Objekts (z. B. Fläche, Form, Intensität oder Signalintensität) können dabei gemessen werden. Jedes so erzeugte Messergebnis kann wiederum die Bestimmung weitere Eigenschaften anstossen, so dass auch sehr ausgefeilte Analysen für jedes einzelne Bild durchgeführt werden können. Alle für die Auswertung relevanten Einstellungen können in einem Parametersatz zusammen gefasst und abgespeichert werden. Damit ist es einfach, Experimente immer wieder auf die gleiche Weise auszuwerten. Mit nur wenigen Mausklicks oder sogar gesteuert von außen (z. B. durch ein LIMS oder einen Barcode) können Sie aus Ihrer Sammlung von Parametersätzen den jeweils passenden auswählen.

Die mächtigen Werkzeuge von Metafer unterstützen die Bildverarbeitung auf ganz verschiedenen Gebieten. Toxikologen, Mikrobiologen, Pathologen, Hämatologen und viele weitere Forscher und Krankenhausärzte vertrauen den herausragenden Eigenschaften des Systems.

RapidScore

Metafer zählt nicht nur einfach Signale: das Gerät kann zum Beispiel auch Fusionssignale in verschiedenen Farbkanälen erkennen und zählen. Damit verfügt die Software über die Fähigkeit, alle Signalmuster in Proben zu erkennen, die mit lokus-spezifischen MetaSystems Sonden hybridisiert wurden.

Im direkten Vergleich zur automatischen Signalauswertung fällt auf, dass menschliche Auswerter häufig die einfach auszuwertenden Zellen bevorzugen und die schwerer zu beurteilenden Zellen ignorieren. Daher sind viele manuell auswertende Laboratorien daran gewöhnt, mit sehr niedrigen Obergrenzen für positive Ergebnisse zu arbeiten. Ein automatisiertes Scanning-System hingegen liefert immer eine unbeeinflusste Interpretation, die auch auf den Zellen basiert, welche bei einer manuellen Auswertung häufig ausgelassen werden.

Als Konsequenz aus den Abweichungen zwischen automatischen und manuellen Zählstrategien wird dann viel Zeit darauf verwendet, automatische Ergebnisse anzupassen und unerwünschte Zellen zurück zu weisen. Mit Metafer geht das besser: MetaSystems entwickelte mit RapidScore (RS) eine neue Art der Analyse von FISH-Signalen. Dabei werden die Vorteile der manuellen und der automatischen Auswertung kombiniert. RS nutzt Metafer, um automatisch die Signalmuster in den Zellen zu identifizieren. Alle gefundenen Zellen werden in einer Übersichtsgalerie angezeigt, und die Zählergebnisse werden grafisch und tabellarisch dargestellt. Unmittelbar nach Beendigung der Suche kann ein Labormitarbeiter die automatisch bestimmten Zellkategorien (Zellen mit gleichem Signalmuster) überprüfen und, wenn nötig, korrigieren. Dies geschieht am einfachsten und schnellsten mit einer externen Blocktastatur: mit nur einem Tastendruck wird eine Zelle einer anderen Kategorie zugewiesen. Die Kategorien können vom Labor festgelegt und jederzeit angepasst werden. Ebenso kann die Zahl der auszuwertenden Zellen vorgegeben werden, und auch die unabhängige Beurteilung durch zwei Auswerter wird unterstützt. Die Darstellung der Auswertung wird automatisch aktualisiert. Für die einfache Beurteilung am Bildschirm wird während der Durchsicht die gerade ausgewählte Zelle vergrößert angezeigt.

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Tissue FISH

Die Stärke von Metafer liegt in der Analyse von FISH-Signalen in einzelnen Zellkernen, aber es kann viel mehr als das. Auch Fluoreszenz-Signale in Gewebeschnitten lassen sich zum Beispiel mit der hierauf spezialisierten Software-Benutzeroberfläche von Metafer einfach und automatisch analysieren.

Zuerst gewinnen Sie mit einem schnellen Vorabscan eine Übersicht über das Gewebe. Je nach Gewebetyp stehen hierfür unterschiedliche Optionen zur Verfügung. Vorabscans können etwa auch auf benachbarten, H&E-gefärbten Schnitten aus der gleichen Serie durchgeführt werden. Auffällige Regionen können in diesem Fall in einer Viewer-Software markiert und deren Positionen auf den Schnitt mit Fluoreszenz-Färbung übertragen werden. Sollten Sie mit TMAs arbeiten wollen, können Sie für die Hochdurchsatz-Analyse der Arrays das Layout des Präparats anhand des Vorabscans bequem editieren.

Sobald die Bilder aus den ausgewählten Regionen automatisch aufgenommen wurden, stehen Sie sofort zur weiteren Analyse zur Verfügung. Interessante Zellen können schnell mit der Maus oder dem Computer-Stift ausgewählt werden. Die markierten Zellen/Zellkerne werden dann sofort von der Software analysiert. Dabei kann die Software nicht nur Signale zählen, sondern auch z.B. Intensitäten messen, fusionierte und aufgesplittete Signale erkennen sowie viele weitere Parameter erfassen. Die Ergebnisse für jedes einzelne Galeriebild werden im Bild angezeigt, so dass man die automatisch ermittelten Ergebnisse leicht überprüfen und gegebenenfalls korrigieren kann. Das frei konfigurierbare Histogramm wird automatisch sofort akualisiert, sobald eine neue Zelle zur Galerie hinzugefügt wird oder Zählergebnisse verändert wurden. Nach Abschluß der Auswertung können die Daten aller Zellen/Zellkerne zusammengefasst und gedruckt werden.

Obwohl die manuelle Auswahl von Zellen/Zellkernen von der Software bereits komfortabel unterstützt wird, verbessern spezielle Algorithmen für die automatische Zellsegmentation die Ausbeute an auswertbaren Kernen deutlich. Die vorsegmentierten Kerne können mit einem schnellen Mausklick in die Galerie übernommen und somit der automatischen Auswertung zugeführt werden.

Eine Reihe von spezialisierten Bildverarbeitungswerkzeugen stehen Metafer zur Verfügung, um die Bilder vor der Auswertung noch zu verbessern. Es ist anschließend bei der Durchsicht der Ergebnisse problemlos möglich, zwischen der Anzeige originaler und bearbeiteter Bilder hin und her zu wechseln.

Aufgrund seiner Funktionsvielfalt wurde Metafer vielerorts erfolgreich für die Diagnose von soliden Tumoren in klassischen Gewebeschnitten oder TMAs eingesetzt. Für eine Liste entsprechender Publikationen besuchen Sie bitte unsere Seite mit zitierten Veröffentlichungen.

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