数字化病理切片的应用及优势
数字病理切片(digital slide of pathology)又称虚拟病理切片(vitual slide of pathology),是一种现代数字系统与传统光学放大装置有机结合的技术。它是将传统的玻璃病理切片通过全自动显微镜或光学放大系统扫描采集得到高分辨数字图像,再应用计算机对得到的图像自动进行高精度多视野无缝隙拼接和处理,获得优质的可视化数据以应用于病理学的各个领域。
工作原理
数字病理切片系统主要由数字切片扫描装置和数据外理软件构成。
首先,利用数字显微镜或放大系统在低倍物镜下对玻璃切片进行逐幅扫描采集成像,显微扫描平台自动按照切片XY轴方向扫描移动,并在Z轴方向自动聚焦。
然后,由扫描控制软件在光学放大装置有效放大的基础上利用程控扫描方式采集高分辨数字图像,图像压缩与存储软件将图像自动进行无缝拼接处理制作生成整张全视野的数字化切片(WholeSlideImage简称WSI)。
再将这些数据存储在一定介质中建立起数字病理切片库。
随后就可以利用相应的数字病理切片浏览系统,对一系列可视化数据进行任意比例放大或缩小以及任意方向移动的浏览和分析处理,就好比在操作一台真实的光学显微镜一样。
国内外的研究与应用现状
如今国外在数字病理切片系统的应用上已达到较高的水平。例如澳大利亚新南威尔十大学早在2004年就首次成功的将数字切片系统应用干病理学教学与考试的累积性评估。
国外的数字病理切片系统在远程会诊和远程切片分析方面也得到了广泛应用,例如德国已经实现利用数字病理系统进行乳腺癌远程诊断。
国内目前也有多所高校、医院及其他科研机构已经建立起数字病理切片系统的可视化数据库。
诸多大学采用Motic公司滨松公司等数字病理切片系统进行经典教学切片和疑难病例切片的扫描,建立起统一的形态学数字切片网络教学平台;国内许多大型医院的病理科和中心实验室也已经建成数字切片库,用于远程病理会诊,并尝试性的开展联合诊断。
今后数字病理切片系统在国内国外的各个领域将会有更多更广泛的应用。
数字病理切片系统的优势
与传统的病理切片相比,数字病理切片系统具备许多不可比拟的优势。
1、易干保存与管理。
利用其建立超大容量的数字病理切片库,保存珍贵的病理切片资料,解决了玻璃切片不易储存保管、易褪色、易损坏、易丢片掉片和切片检索困难等问题,并且实现了同一张切片可在不同地点同时被很多人浏览。
以上图片来自徕卡Aperio GT450产品彩页
2、方便浏览与传输。
应用者可随时随地对显微切片任何区域进行不同放大倍率的浏览(2x4x10x20x40x100x)资料传输不必受到时间和空间的约束。浏览时为光学放大而非数码放大,因此不存在图像信息失直和细节不清的问题,这与普通计算机浏览图片缩放只改变图像大小而无法改变分辨率有本质的区别。
3、为教学与远程会诊提供便利。
该系统能在鼠标操纵下选择切片任意位置完成无极变倍连续缩放浏览,并提供切片全景导航,使高倍镜下的图像与低倍镜下的位置形成良好对应。还能够实现切片的定量分析和标注等后期处理。
4、高速高效高通量。
采用了先进技术的数字切片系统可达到高通量切片扫描,大大提高了工作效率。
5、进一步提升分辨率和清晰度。
在20X和40X模式下每像素均可达到0.2微米的水平,并具备了图像高保真的特点。
以上图片来自Nano Zomer扫描成像系统产品彩页,特有的扫描技术,再厚的组织也可以让你获得高清晰度的图像
6、实现了荧光切片的扫描。
只需要外加相应的荧光光源和更换滤光镜就能扫描荧光切片,克服了玻璃荧光切片易褪色不宜长久保存的缺点。
以上图片来自徕卡官网,Aperio 细胞 IF 算法
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