專利名稱：質(zhì)量分析數(shù)據(jù)處理方法和質(zhì)量分析數(shù)據(jù)處理設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于分析質(zhì)譜成像數(shù)據(jù)的質(zhì)量分析數(shù)據(jù)處理方法和質(zhì)量分析數(shù)據(jù)處理設備，所述質(zhì)譜成像數(shù)據(jù)是通過對試樣的二維區(qū)域中的多個微小區(qū)域進行質(zhì)量分析而收集到的。
背景技術：
為了觀察諸如生物組織等的試樣的形態(tài)并同時測量存在于該試樣的指定區(qū)域中的分子的分布，已經(jīng)研發(fā)了被稱為質(zhì)譜顯微鏡或成像質(zhì)譜儀的設備(參見以下參考文獻 1-5及其它文獻)。這些設備不需要對試樣進行研磨或粉碎，因此能夠在幾乎完全地維持試樣的原始形態(tài)的情況下獲得包括在試樣上基于顯微觀察所指定的任何區(qū)域中的、具有特定質(zhì)荷比m/z的離子的分布圖像(或映射圖像)。期望使用這些設備來獲得例如活細胞中包含的蛋白質(zhì)的分布信息，尤其是在生物化學、醫(yī)療護理或藥物化學的領域及其它領域中。參考文獻1 日本特開2007-66533號公報；參考文獻2 日本特開2007-157353號公報；參考文獻3 日本特開2007-257851號公報；參考文獻 4 :Kiyoshi Ogawa et al. , “Kenbi Shitsuryo Bunseki Sochi no Kaihatsu,，，( "Research and Development of Mass Microscope，，)Shimadzu Review, Shimadzu Corporation, Mar. 31, 2006, vol. 62, nos. 34, pp. 125-135 ；以及參考文獻 5 :Takahiro Harada et al. , “Kenbi Shitsuryo Bunseki Sochi ni yoru Seitai Soshiki Bunseki,“ ( "Biological Tissue Analysis using Mass Microscope，，)Shimadzu Review, Shimadzu Corporation, Apr.24,2008, vol. 64, nos. 34, pp.139-146。對于分析操作員而言，能夠輕易地掌握所期望的關于試樣的信息，例如作為試樣的特征的物質(zhì)的種類或這種物質(zhì)的量的分布，這很重要。為此，需要對所收集到的質(zhì)譜成像數(shù)據(jù)進行適當?shù)姆治鎏幚?，并且以適當形式顯示該處理的結(jié)果。如果獲得了試樣上具有特定面積的二維區(qū)域的質(zhì)譜成像數(shù)據(jù)，則該數(shù)據(jù)將包括許多測量點(微小區(qū)域)的質(zhì)譜數(shù)據(jù)。 自然，這些數(shù)據(jù)的量非常大。鑒于該因素，已經(jīng)提出了用以處理海量數(shù)據(jù)并提取出易于分析操作員理解的形式的、有意義的信息的多種方法。在一種方法中，例如，在顯示窗口上顯示通過對所有測量點的質(zhì)譜進行積分獲得的積分質(zhì)譜。在分析操作員從出現(xiàn)在積分質(zhì)譜上的峰中選擇了適當?shù)姆逯?，通過使用諸如BioMap (例如參見以下參考文獻6)等的通?？傻玫腗S圖像顯示軟件產(chǎn)品來顯示所選擇的峰的強度空間分布。圖6的(a)示出了利用該方法獲得的不同的質(zhì)荷比的峰強度的空間分布的例子，并且圖6的(b)示出了這些空間分布的疊加圖像的例子。以這種方式疊加兩個或更多個峰的強度的空間分布，提供了與指定組織的結(jié)構(gòu)以及該組織的主要物質(zhì)的質(zhì)荷比有關的信息。參考文獻6 :“MS Imaging Gijutsu ηiyoru Byori Soshiki Seppen jou ni okeruBiomarker no Tansaku,“ ( "Search for Biomarkers on Pathological Samples using MS Imaging Technology"), [online], Shimadzu Corporation, [February 25,2010], internet<URL :http://www. an.shimadzu. co. jp/bio/biomarker/297-0425_msimaging. pdf>在另一方法中，使用諸如主成分分析(principal component analysis，PCA)、獨/ 1 (independent component analysis, ICA) > IS^^tlT (factor analysis, FA) 及其它分析等的多變量分析(參考以下參考文獻7及其它文獻)。在多變量分析中，形成相近的強度空間分布的兩種或更多種物質(zhì)按照因子而聚集。通常，按照各個因子來顯示分數(shù) (score)和載荷(loading)。在參考文獻7所述的方法中，將分數(shù)顯示為二維空間分布，并將載荷顯示為散布圖。參考文獻7 :Morinaga et al.，“Development of the software using Principal Component Analysis for MS Imaging Data，”Abstract of the 57th Annual Conference on Mass Spectrometry 2009, Journal of Spectrometry Society of Japan, May 1,2009然而，前述的傳統(tǒng)方法存在以下缺點。在使用MS圖像顯示軟件的分析方法中，當分析操作員在積分質(zhì)譜上選擇峰時，顯示與所選擇的峰相對應的質(zhì)荷比的強度空間分布。該方法無法保證所選擇的峰總是與示出空間特定分布的物質(zhì)相對應。如果需要針對試樣上的各微小區(qū)域確定示出空間特定分布的峰的位置，則分析操作員需要通過反復試驗(trial and error)來比較并疊加兩個或更多個峰的強度空間分布。結(jié)果，操作員通常不得不針對積分質(zhì)譜上的許多峰重復用于顯示圖像的操作，這需要大量的精力和時間。在使用多變量分析的方法中，在大多數(shù)情況下，確定因子的數(shù)量以及解釋各因子的載荷值需要專業(yè)的知識和技能。在PCA的情況下，所顯示的主成分的質(zhì)譜上可能包括具有負強度(negative intensity)的峰，因此有時難以解釋這種結(jié)果的物理意義。因此，并不是所有人都可以進行這種分析，從而使得難以高效地進行分析及提高處理量。PCA方法的另一缺點在于，在與某種物質(zhì)有關的信息反映在多個主成分上的情況下，由于通過PCA獲得的空間分布僅示出一個主成分，因此利用該方法獲得的信息不足以確定這種物質(zhì)的空間分布或含量。

發(fā)明內(nèi)容
已經(jīng)研發(fā)了本發(fā)明以解決前述問題，并且本發(fā)明的目的在于提供以下的質(zhì)量分析數(shù)據(jù)處理方法和質(zhì)量分析數(shù)據(jù)處理設備該質(zhì)量分析數(shù)據(jù)處理方法和質(zhì)量分析數(shù)據(jù)處理設備能夠高效地處理通過成像質(zhì)量分析所收集到的大量數(shù)據(jù)，從而以分析操作員能夠直觀地理解的形式呈現(xiàn)對于分析生物試樣或其它物體的組織結(jié)構(gòu)而言有意義的信息。為了解決前述問題，本發(fā)明的第一方面提供一種質(zhì)量分析數(shù)據(jù)處理方法，用于處理通過對設置在試樣的二維區(qū)域內(nèi)的多個微小區(qū)域分別進行質(zhì)量分析所收集到的數(shù)據(jù)，所述質(zhì)量分析數(shù)據(jù)處理方法包括a)第一步驟，用于基于與各微小區(qū)域相對應的質(zhì)譜數(shù)據(jù)，提取各微小區(qū)域的最大強度和展現(xiàn)該最大強度的質(zhì)荷比；b)第二步驟，用于提取在所述第一步驟獲得的各微小區(qū)域的最大強度中的最大值，基于該最大值確定用于顯示強度的色標(color scale)，根據(jù)所述色標對各微小區(qū)域分配與在所述第一步驟獲得的各微小區(qū)域的最大強度相對應的顏色，以及創(chuàng)建并顯示與所述二維區(qū)域的部分或整體相對應的著色二維圖像；以及c)第三步驟，用于創(chuàng)建表示在所述第一步驟獲得的各微小區(qū)域的最大強度和展現(xiàn)該最大強度的質(zhì)荷比之間的關系的最大強度頻譜，并且結(jié)合所述著色二維圖像以如下方式顯示所述最大強度頻譜使用所述色標中與由同一質(zhì)荷比展現(xiàn)出的多個最大強度中的最大值相關聯(lián)的顏色來示出具有與該最大值相對應的強度值的峰的至少一部分。本發(fā)明的第二方面提供一種質(zhì)量分析數(shù)據(jù)處理設備，用于處理通過對設置在試樣的二維區(qū)域內(nèi)的多個微小區(qū)域分別進行質(zhì)量分析所收集到的數(shù)據(jù)，所述質(zhì)量分析數(shù)據(jù)處理設備包括a)信息提取部件，用于基于與各微小區(qū)域相對應的質(zhì)譜數(shù)據(jù)，提取各微小區(qū)域的最大強度和展現(xiàn)該最大強度的質(zhì)荷比；b) 二維圖像創(chuàng)建部件，用于提取由所述信息提取部件獲得的各微小區(qū)域的最大強度中的最大值，基于該最大值確定用于顯示強度的色標，根據(jù)所述色標對各微小區(qū)域分配與由所述信息提取部件獲得的各微小區(qū)域的最大強度相對應的顏色，創(chuàng)建與所述二維區(qū)域的部分或整體相對應的著色二維圖像，并且將所述著色二維圖像顯示在顯示窗口上；以及c)頻譜創(chuàng)建部件，用于創(chuàng)建表示由所述信息提取部件獲得的各微小區(qū)域的最大強度和展現(xiàn)該最大強度的質(zhì)荷比之間的關系的最大強度頻譜，并且結(jié)合所述著色二維圖像以如下方式將所述最大強度頻譜顯示在所述顯示窗口上使用所述色標中與由同一質(zhì)荷比展現(xiàn)出的多個最大強度中的最大值相關聯(lián)的顏色來示出具有與該最大值相對應的強度值的峰的至少一部分。在根據(jù)本發(fā)明的第一方面的質(zhì)量分析數(shù)據(jù)處理方法和根據(jù)本發(fā)明的第二方面的質(zhì)量分析數(shù)據(jù)處理設備中，要處理的數(shù)據(jù)包括表示各個微小區(qū)域處的質(zhì)荷比和信號強度 (離子強度)之間的關系的質(zhì)譜數(shù)據(jù)。在根據(jù)本發(fā)明的第二方面的質(zhì)量分析數(shù)據(jù)處理設備中，信息提取部件在各微小區(qū)域的質(zhì)譜數(shù)據(jù)中搜索具有最高信號強度的峰，并且提取該峰的強度值以及與該峰相對應的質(zhì)荷比。搜索具有最大強度的峰的原因是，該峰可能對應于所關注的微小區(qū)域中含量最多的物質(zhì)。在對所有的微小區(qū)域完成了提取最大強度和展現(xiàn)該最大強度的質(zhì)荷比的處理之后，二維圖像創(chuàng)建部件搜索所提取出的最大強度中的最大值，并且定義用于顯示在0到該最大值范圍內(nèi)的峰強度的色標(色卡圖)。使用該色標，二維圖像創(chuàng)建部件對各微小區(qū)域分配與該微小區(qū)域的最大強度相對應的顯示顏色，并且創(chuàng)建與二維區(qū)域的部分或整體相對應的著色二維圖像。將該圖像顯示在顯示窗口上。由此顯示的著色二維圖像(質(zhì)譜映射圖像)清晰地示出包含值得注意的量的物質(zhì)的微小區(qū)域的位置，而不考慮在各微小區(qū)域的質(zhì)譜上發(fā)現(xiàn)了何種峰(即，何種物質(zhì))。同時，頻譜創(chuàng)建部件創(chuàng)建表示各微小區(qū)域的最大強度和展現(xiàn)該最大強度的質(zhì)荷比之間的關系的最大強度頻譜，其中，該最大強度頻譜的橫軸表示質(zhì)荷比。在該最大強度頻譜中，以與和各峰的質(zhì)荷比相關聯(lián)的最大強度中的最大值相對應的顏色來表示該峰的至少一部分。這可以實現(xiàn)為如下對于各質(zhì)荷比，對與所關注的質(zhì)荷比相關聯(lián)的各個最大強度分配如色標中所定義的特定顏色。然后，將指示最大強度的峰按各自的顏色以一個峰疊加在另一個峰上的方式繪制在最大強度頻譜上的該質(zhì)荷比處。結(jié)果，在各質(zhì)荷比處，可以看到在峰的頂部為與和所關注的質(zhì)荷比相關聯(lián)的最大強度中的最大值相對應的顏色。最大強度頻譜上的峰頂顏色和著色二維圖像中的微小區(qū)域顏色之間的對應關系使得可以快速檢查具有特定質(zhì)荷比的物質(zhì)的分布。在本發(fā)明的第二方面的一個優(yōu)選模式中，所述質(zhì)量分析數(shù)據(jù)處理設備還包括直方圖創(chuàng)建部件，所述直方圖創(chuàng)建部件用于創(chuàng)建表示由所述信息提取部件獲得的展現(xiàn)最大強度的質(zhì)荷比和具有與該質(zhì)荷比相關聯(lián)的最大強度的微小區(qū)域的頻率之間的關系的直方圖，并且結(jié)合所述著色二維圖像和所述最大強度頻譜將所述直方圖顯示在所述顯示窗口上。在這種情況下，優(yōu)選地，可以使用分配給所述微小區(qū)域的顏色來繪制指示頻率的柱(column)。在大多數(shù)情況下，具有示出高的頻率的質(zhì)荷比的物質(zhì)在分布于寬的空間范圍上的許多微小區(qū)域形成最大強度峰；這種物質(zhì)不太可能以特定空間分布示出。作為對比，具有如下質(zhì)荷比的物質(zhì)很可能存在于有限的區(qū)域中，其中該質(zhì)荷比示出低的頻率但展現(xiàn)大的最大強度值。因而，該直方圖提供了對分析操作員判斷哪些微小區(qū)域值得注意而言有用的信息。通過根據(jù)本發(fā)明的質(zhì)量分析數(shù)據(jù)處理方法和質(zhì)量分析數(shù)據(jù)處理設備，可以處理通過成像質(zhì)量分析所收集到的海量數(shù)據(jù)以形成可以容易且直觀地理解試樣中所包含的一種或多種物質(zhì)的空間分布的信息，并且向分析操作員呈現(xiàn)該信息。特別地，由于與各微小區(qū)域中具有最大強度的峰相對應的物質(zhì)極有可能是該微小區(qū)域中含量最多的主要物質(zhì)，因此該物質(zhì)的空間分布對于推斷試樣的組織結(jié)構(gòu)或其它屬性有用。結(jié)合空間分布來顯示最大強度頻譜使得能夠識別試樣中顯著包含的物質(zhì)的質(zhì)荷比。根據(jù)本發(fā)明的質(zhì)量分析數(shù)據(jù)處理方法和質(zhì)量分析數(shù)據(jù)處理設備既不需要通過反復試驗重復峰選擇操作，也不需要進行多變量分析時通常需要的峰提取處理。因此，縮短了處理時間并且提高了處理量。另外，進行分析操作并解釋分析結(jié)果不需要如使用多變量分析的方法所要求的專業(yè)知識和技能，從而有利于減輕分析操作員的負擔。


圖1是使用根據(jù)本發(fā)明的質(zhì)量分析數(shù)據(jù)處理設備的成像質(zhì)譜儀的實施例的示意結(jié)構(gòu)圖。圖2是本實施例的成像質(zhì)譜儀的數(shù)據(jù)處理過程的流程圖。圖3是本實施例的成像質(zhì)譜儀的數(shù)據(jù)處理的解釋圖。圖4示出本實施例的成像質(zhì)譜儀的數(shù)據(jù)處理的結(jié)果的示例。圖5示出(a)拍攝于施加基質(zhì)之前的試樣的光學顯微鏡圖像和(b)平均質(zhì)譜的空間分布圖的示例。圖6示出用于顯示離子強度的空間分布的傳統(tǒng)方法，其中，(a)示出不同的m/z值的離子強度的空間分布，以及(b)是這些空間分布的疊加圖像。附圖標記的說明1…成像質(zhì)量分析單元2…數(shù)據(jù)處理器3…數(shù)據(jù)存儲器4…顯微鏡圖像處理器
5…控制器6…操作單元7…顯示單元8…試樣8a…二維測量區(qū)域汕…微小區(qū)域(像素)
具體實施例方式將參考附圖來說明使用根據(jù)本發(fā)明的質(zhì)量分析數(shù)據(jù)處理設備的成像質(zhì)譜儀的實施例。圖1是根據(jù)本實施例的成像質(zhì)譜儀的示意結(jié)構(gòu)圖。該成像質(zhì)譜儀包括成像質(zhì)量分析單元1，用于對試樣8上的二維測量區(qū)域8a進行顯微觀察，并在區(qū)域8a內(nèi)進行成像質(zhì)量分析；數(shù)據(jù)處理器2，用于分析并處理由成像質(zhì)量分析單元1收集到的質(zhì)量分析頻譜數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)存儲器3，用于存儲質(zhì)量分析頻譜數(shù)據(jù)；顯微鏡圖像處理器4，用于處理由成像質(zhì)量分析單元1拍攝到的圖像的信號并形成顯微鏡圖像； 控制器5，用于控制前述各單元；以及各自連接至控制器5的操作單元6和顯示單元7。如前面提到的參考文獻4和5所述，成像質(zhì)量分析單元1包括例如MALDI離子源、 離子輸送光學系統(tǒng)、離子阱、飛行時間質(zhì)量分析器和其它單元。成像質(zhì)量分析單元1對預定大小的微小區(qū)域進行整個給定質(zhì)荷比范圍內(nèi)的質(zhì)量分析。盡管沒有示出，但成像質(zhì)量分析單元1包括用于在X和y的雙軸方向上精確移動其上放置有試樣8的試樣臺的驅(qū)動單元。通過每當試樣8移動了預定步長時進行質(zhì)量分析，可以收集給定區(qū)域的質(zhì)量分析頻譜數(shù)據(jù)?？刂破?、數(shù)據(jù)處理器2、數(shù)據(jù)存儲器3、顯微鏡圖像處理器4和其它單元的功能中的至少一部分是通過運行安裝在個人計算機中的專用處理控制軟件程序來實現(xiàn)的。本實施例的成像質(zhì)譜儀的特征在于，利用由數(shù)據(jù)處理器2進行的數(shù)據(jù)處理來分析并處理由成像質(zhì)量分析單元1收集到的海量質(zhì)量分析頻譜數(shù)據(jù)，并將分析結(jié)果顯示在顯示單元7的窗口中。將參考圖2和圖3來詳細說明該特征性的數(shù)據(jù)處理的實施例。圖2是示出該數(shù)據(jù)處理的過程的流程圖，并且圖3是用于解釋圖2的處理的示意圖。在成像質(zhì)量分析單元1中，如圖3所示，可以獲得各個微小區(qū)域8b的質(zhì)譜數(shù)據(jù)，其中，微小區(qū)域8b是在試樣8上的給定二維測量區(qū)域8a內(nèi)的、沿χ和y方向排列的微小尺寸部分。這些質(zhì)譜數(shù)據(jù)構(gòu)成各自示出整個預定質(zhì)荷比范圍內(nèi)的強度信號的質(zhì)譜。通常，微小區(qū)域8b的各個邊長決定于其上放置有試樣8的臺的移動步長。通過進行后面將說明的數(shù)據(jù)處理，基于針對一個微小區(qū)域8b所獲得的質(zhì)譜數(shù)據(jù)來選擇該微小區(qū)域8b在著色二維圖像(colored two-dimensional image)上的顯示顏色。因此，微小區(qū)域是進行諸如上色等的圖像處理時的最小單位。因而，在該圖像處理中，一個像素與一個微小區(qū)域同義。在以下的解釋中，微小區(qū)域?qū)⒈环Q為像素。如圖3所示，像素以網(wǎng)格圖案排列在二維測量區(qū)域8a中。在本實施例中，根據(jù)預定規(guī)則對這些像素分配識別編號(i = 1 N)， 以使得各編號與一個像素的位置坐標相對應。在接收到開始數(shù)據(jù)處理的命令時，數(shù)據(jù)處理器2訪問數(shù)據(jù)存儲器3，以讀取要處理的所有質(zhì)量分析成像數(shù)據(jù)、即針對所有的前述N個像素所獲得的質(zhì)譜數(shù)據(jù)(步驟Si)。接著，按照例如像素編號的順序，分析與一個像素相對應的質(zhì)譜數(shù)據(jù)，以提取并存儲質(zhì)譜上出現(xiàn)的所有峰的峰信號的最大強度(MI)以及展現(xiàn)該最大強度的質(zhì)荷比(步驟 S2)。在步驟S3中，判斷所有的像素是否均經(jīng)過了前述處理。如果剩余有任何像素，則處理返回至步驟S2。在圖3中，示出了與像素編號為η、P、q和r的四個像素相對應的四個質(zhì)譜數(shù)據(jù)。 將與像素編號i相對應的最大強度表示為MI (i)，并且將與該最大強度相對應的質(zhì)荷比表示為m/z(i)。例如，在像素編號為η的像素中，最大強度MI (η) = I1，并且相應的質(zhì)荷比m/ ζ (n) =Mp在像素編號為ρ的像素中，最大強度MI (ρ) = I2，并且相應的質(zhì)荷比m/z (ρ)= M10通過重復步驟S2和S3來對所有的N個像素重復相同的處理。結(jié)果，對于所有的這N個像素，收集到并存儲了最大強度MI (1) MI (N)和質(zhì)荷比m/z (1) m/z (N)。可以推知，與質(zhì)譜上展現(xiàn)最大強度的峰相對應的物質(zhì)是像素中含量最多的物質(zhì)。 因此，前述的針對各像素搜索最大強度的操作與搜索該像素中的最大含量物質(zhì)(the most abundant substance)接著，將針對所有的像素獲得的最大強度MI (i)彼此進行比較，以提取最大值MII 和與該值相對應的質(zhì)荷比m/z，并且存儲該值MII和m/z (步驟S4)。然后，定義用于對強度范圍0 MII分配顯示顏色的色標(color scale)。可以以任何形式定義色標；典型例子是計算機系統(tǒng)中廣泛使用的HSV(色調(diào)、飽和度和亮度)模型。應當注意，在圖3所示的系統(tǒng)中，由于附圖無法示出彩色，因此使用灰度級(gray scale)來代替色標。在定義了色標之后，通過參考該色標并查找與各像素的最大強度MI (i)相對應的顏色，來對各像素分配顯示顏色。然后，創(chuàng)建出像素以各自的顏色被示出的二維映射圖像，并將該二維映射圖像顯示在顯示單元7的窗口上(步驟S5)。在圖3中，“結(jié)果”欄的上部示出的圖表是與二維測量區(qū)域8a相對應的映射圖像的例子。該映射圖像清晰地示出哪個像素具有大的最大強度值、即包含大量的特定物質(zhì)，而不考慮各像素的峰的類型(即，所包含的物質(zhì)的種類)。 使用在步驟S4存儲的最大強度MI (i)和質(zhì)荷比m/z (i)，數(shù)據(jù)處理器2創(chuàng)建與質(zhì)譜相類似的、橫軸表示m/z并且縱軸表示強度的最大強度頻譜，并將所創(chuàng)建的頻譜顯示在顯示單元7的窗口上(步驟S6)。在該處理中，在相應的質(zhì)荷比m/z(i)處以一個峰疊加在另一個峰上的方式繪制代表像素的峰，其中，這些代表像素的峰各自在最大強度MI (i)處具有峰頂并且根據(jù)色標被上色了。結(jié)果，如果存在兩個或更多個像素具有同一質(zhì)荷比m/z (i) 且這些像素的最大強度在一定程度上分散，則由此產(chǎn)生的峰將如同具有根據(jù)色標而被上色為不同顏色的多個分段的柱那樣。在峰具有大的最大強度MI (i)值的情況下，上部的分段將顯示為與色標上的MII的顏色相近的顏色。在映射圖像上，也以同一顏色顯示與該峰相對應的像素。這種上色系統(tǒng)使得分析操作員能夠直觀地找到二維測量區(qū)域8a上的如下點或區(qū)域，該點或區(qū)域特別地分布有最大強度MI (i)在特定強度范圍內(nèi)的物質(zhì)。在圖3中，“結(jié)果”欄的中部示出的圖表是最大強度頻譜的例子。 此外，數(shù)據(jù)處理器2創(chuàng)建橫軸表示m/z并且縱軸表示像素的數(shù)量(或頻率)的直方圖，并且將該直方圖顯示在顯示單元7的窗口上(步驟S7)。該直方圖示出提取了具有最大強度MI的峰的m/z值。在該直方圖上，以與分配給相應像素的顏色相同的顏色繪制頻率柱(frequency column) 0例如，具有示出高的頻率的質(zhì)荷比的物質(zhì)極有可能在分布于寬的空間范圍上的許多微小區(qū)域形成最大強度峰。這種物質(zhì)不大可能分布在特定的點或區(qū)域。作為對比，具有如下質(zhì)荷比的物質(zhì)很可能存在于空間上有限的區(qū)域中，其中該質(zhì)荷比示出較低的頻率但展現(xiàn)以與MII相近的顏色顯示的最大強度。在大多情況下，后一種峰是值得注意的峰。因而，該直方圖提供了對于定位映射圖像上值得注意的區(qū)域而言有用的信息。 在圖3中，“結(jié)果”欄的下部示出的圖表是這種直方圖的例子。通過前述的數(shù)據(jù)處理，如圖3所示，根據(jù)本實施例的設備通過使用通用的色標表示相互對應的元素來顯示二維映射圖像、最大強度頻譜和直方圖。將參考圖4和圖5來說明前述的數(shù)據(jù)處理的具體例子。在該例子中，使用小鼠視網(wǎng)膜作為試樣。在圖5的(a)中示出拍攝于施加基質(zhì)之前的該試樣的光學顯微鏡圖像。該試樣上施加有DHB 0，5-二羥基苯甲酸)作為基質(zhì)。該試樣上設置有包括101 X 98 ( = 9898) 個像素的二維測量區(qū)域。針對各像素，獲得在整個質(zhì)荷比范圍m/z 500 m/z 1000內(nèi)的質(zhì)譜。在圖5的(b)中示出基于針對所有的像素獲得的質(zhì)譜數(shù)據(jù)的平均頻譜的空間分布。在圖4的(a)中示出通過對前述的質(zhì)譜數(shù)據(jù)進行根據(jù)本實施例的數(shù)據(jù)處理所創(chuàng)建并顯示的二維映射圖像和最大強度頻譜的例子。為了進行比較，在圖4的(b)中示出基于各像素的總離子電流(TIC)所確定的二維空間分布。在圖4的(b)中，不能辨別試樣上的特定區(qū)域。作為對比，在圖4的(a)中，可以清晰地識別出存在視網(wǎng)膜及該視網(wǎng)膜周圍的特定區(qū)域。圖4的(C)示出通過進行根據(jù)本實施例的數(shù)據(jù)處理所創(chuàng)建并顯示的最大強度頻譜。為了進行比較，在圖4的(e)中示出積分質(zhì)譜。圖4的(c)中僅示出展現(xiàn)最大強度的 m/z值的峰的頻譜明顯地不同于反映了包括所有強度的整組質(zhì)譜數(shù)據(jù)的積分質(zhì)譜。如前所述，圖4的(a)中的像素顏色和圖4的(c)中的峰顏色彼此對應。例如，在圖4的(c)中，m/z :734. 6處的最高峰的峰頂顏色為表明該峰的強度為MII的紅色。同時， 圖4的(a)示出紅色像素是特定分布的。以這種方式，針對由特定峰頂顏色表示其強度MI 的任何峰，操作員可以直觀地辨別所給定的峰是否特別分布于二維映射圖像上以及位于該二維映射圖像上的何處。圖4的(d)示出通過進行根據(jù)本實施例的數(shù)據(jù)處理所創(chuàng)建并顯示的直方圖。在該圖中，由箭頭[1]表示的峰具有與MII相近的峰頂顏色。然而，該峰的相當高的頻率表明該峰廣泛分布于大的空間區(qū)域上。作為對比，由箭頭[2]表示的峰也具有與MII相近的峰頂顏色，但這些峰的頻率較低。這表明這些峰很可能是值得注意的峰。因此，例如，操作員可以關注與這些值得注意的峰相對應的區(qū)域而另外進行更加詳細的分析。應當注意，前面的實施例僅是本發(fā)明的例子，并且在本發(fā)明的精神內(nèi)適當進行的任何改變、修改或添加自然都包括在本專利申請的權利要求的范圍內(nèi)。
權利要求
1.一種質(zhì)量分析數(shù)據(jù)處理方法，用于處理通過對設置在試樣的二維區(qū)域內(nèi)的多個微小區(qū)域分別進行質(zhì)量分析所收集到的數(shù)據(jù)，所述質(zhì)量分析數(shù)據(jù)處理方法包括a)第一步驟，用于基于與各微小區(qū)域相對應的質(zhì)譜數(shù)據(jù)，提取各微小區(qū)域的最大強度和展現(xiàn)該最大強度的質(zhì)荷比；b)第二步驟，用于提取在所述第一步驟獲得的各微小區(qū)域的最大強度中的最大值，基于該最大值確定用于顯示強度的色標，根據(jù)所述色標對各微小區(qū)域分配與在所述第一步驟獲得的各微小區(qū)域的最大強度相對應的顏色，以及創(chuàng)建并顯示與所述二維區(qū)域的部分或整體相對應的著色二維圖像；以及c)第三步驟，用于創(chuàng)建表示在所述第一步驟獲得的各微小區(qū)域的最大強度和展現(xiàn)該最大強度的質(zhì)荷比之間的關系的最大強度頻譜，并且結(jié)合所述著色二維圖像以如下方式顯示所述最大強度頻譜使用所述色標中與由同一質(zhì)荷比展現(xiàn)出的多個最大強度中的最大值相關聯(lián)的顏色來示出具有與該最大值相對應的強度值的峰的至少一部分。
2.根據(jù)權利要求1所述的質(zhì)量分析數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，還包括第四步驟，用于創(chuàng)建表示在所述第一步驟獲得的展現(xiàn)最大強度的質(zhì)荷比和具有與該質(zhì)荷比相關聯(lián)的最大強度的微小區(qū)域的頻率之間的關系的直方圖，并且結(jié)合所述著色二維圖像和所述最大強度頻譜顯示所述直方圖。
3.一種質(zhì)量分析數(shù)據(jù)處理設備，用于處理通過對設置在試樣的二維區(qū)域內(nèi)的多個微小區(qū)域分別進行質(zhì)量分析所收集到的數(shù)據(jù)，所述質(zhì)量分析數(shù)據(jù)處理設備包括a)信息提取部件，用于基于與各微小區(qū)域相對應的質(zhì)譜數(shù)據(jù)，提取各微小區(qū)域的最大強度和展現(xiàn)該最大強度的質(zhì)荷比；b)二維圖像創(chuàng)建部件，用于提取由所述信息提取部件獲得的各微小區(qū)域的最大強度中的最大值，基于該最大值確定用于顯示強度的色標，根據(jù)所述色標對各微小區(qū)域分配與由所述信息提取部件獲得的各微小區(qū)域的最大強度相對應的顏色，創(chuàng)建與所述二維區(qū)域的部分或整體相對應的著色二維圖像，并且將所述著色二維圖像顯示在顯示窗口上；以及c)頻譜創(chuàng)建部件，用于創(chuàng)建表示由所述信息提取部件獲得的各微小區(qū)域的最大強度和展現(xiàn)該最大強度的質(zhì)荷比之間的關系的最大強度頻譜，并且結(jié)合所述著色二維圖像以如下方式將所述最大強度頻譜顯示在所述顯示窗口上使用所述色標中與由同一質(zhì)荷比展現(xiàn)出的多個最大強度中的最大值相關聯(lián)的顏色來示出具有與該最大值相對應的強度值的峰的至少一部分。
4.根據(jù)權利要求3所述的質(zhì)量分析數(shù)據(jù)處理設備，其特征在于，還包括直方圖創(chuàng)建部件，用于創(chuàng)建表示由所述信息提取部件獲得的展現(xiàn)最大強度的質(zhì)荷比和具有與該質(zhì)荷比相關聯(lián)的最大強度的微小區(qū)域的頻率之間的關系的直方圖，并且結(jié)合所述著色二維圖像和所述最大強度頻譜將所述直方圖顯示在所述顯示窗口上。
全文摘要
一種質(zhì)量分析數(shù)據(jù)處理方法和質(zhì)量分析數(shù)據(jù)處理設備，高效地處理通過成像質(zhì)量分析收集到的大量數(shù)據(jù)，從而以分析操作員能夠直觀理解的形式呈現(xiàn)對分析試樣的組織結(jié)構(gòu)有意義的信息。對試樣上的各像素，列出與質(zhì)譜中的最大強度MI(i)相對應的質(zhì)荷比m/z(i)，并提取所有像素的最大強度中的最大值MII。定義與0～MII范圍內(nèi)的強度值相對應的色標。將各像素的最大強度MI與色標進行比較以對該像素分配顏色。創(chuàng)建并顯示像素以各自的顏色示出的映射圖像。同時，以峰顏色對應于映射圖像上的像素顏色的方式創(chuàng)建表示所有像素的MI(i)和m/z(i)之間關系的頻譜。映射圖像示出試樣的組織結(jié)構(gòu)。通過比較該圖像和頻譜，可識別出試樣中值得注意的物質(zhì)的m/z。
文檔編號G06F19/00GK102194641SQ201110063709
公開日2011年9月21日 申請日期2011年3月16日 優(yōu)先權日2010年3月16日
發(fā)明者梶原茂樹, 森永浩子, 池上將弘 申請人:株式會社島津制作所