隨著信息化和人工智能技術(shù)的飛速發(fā)展,醫(yī)學(xué)領(lǐng)域也迎來(lái)了“數(shù)字化病理學(xué)”的浪潮。在這一轉(zhuǎn)型中,**病理數(shù)字切片掃描(Digital Pathology Whole Slide Imaging, WSI)**是最為核心和基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)。
一、病理數(shù)字切片掃描的基本原理
病理數(shù)字切片掃描的原理是利用高分辨率顯微成像與自動(dòng)化掃描技術(shù),將整個(gè)玻片上的組織切片逐點(diǎn)或逐行拍攝,再通過(guò)計(jì)算機(jī)算法拼接成一張完整的全景圖像。
顯微鏡成像:采用高質(zhì)量光學(xué)物鏡(常見(jiàn)為20×或40×),結(jié)合均勻照明系統(tǒng)。
自動(dòng)聚焦與掃描:通過(guò)掃描平臺(tái)逐步移動(dòng)玻片,確保每一塊區(qū)域都能被清晰成像。
圖像拼接與校正:將多個(gè)局部圖像無(wú)縫拼接成完整切片,同時(shí)保證顏色、亮度一致。
數(shù)字化存儲(chǔ):生成可在計(jì)算機(jī)上自由縮放、平移的數(shù)字切片文件。
最終的效果,就像在顯微鏡下操作一樣,病理醫(yī)生可以隨意調(diào)整視野與放大倍數(shù),進(jìn)行組織和細(xì)胞學(xué)觀察。
二、主要設(shè)備與軟件
病理數(shù)字切片掃描通常依賴于 數(shù)字切片掃描儀 與配套的 圖像管理軟件:
掃描儀:如Olympus、Leica、Hamamatsu、3DHistech 等廠商生產(chǎn)的全自動(dòng)掃描系統(tǒng)。
支持批量裝載玻片(幾十到上百?gòu)垼?/span>
提供全自動(dòng)對(duì)焦、熒光成像、多層掃描等功能。
軟件系統(tǒng):
包含圖像瀏覽、注釋、測(cè)量、存儲(chǔ)與共享功能。
具備病例管理與遠(yuǎn)程訪問(wèn)能力。
部分系統(tǒng)與AI算法結(jié)合,能實(shí)現(xiàn)腫瘤區(qū)域標(biāo)注、細(xì)胞計(jì)數(shù)和病灶識(shí)別。
三、病理數(shù)字切片掃描的優(yōu)勢(shì)
高效率
批量自動(dòng)掃描,一次可完成幾十張至上百?gòu)埐F臄?shù)字化。
提高病理科室日常工作效率,減少人工顯微鏡觀察時(shí)間。
高清晰度
分辨率可達(dá)0.25μm/像素,滿足病理學(xué)觀察的精細(xì)需求。
顏色還原度高,可準(zhǔn)確呈現(xiàn)HE染色和免疫組化染色結(jié)果。
遠(yuǎn)程共享與會(huì)診
數(shù)字切片可上傳至云端或醫(yī)院服務(wù)器,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程閱片。
不同地區(qū)的醫(yī)生可以同時(shí)在線瀏覽同一張切片,方便會(huì)診與學(xué)術(shù)交流。
長(zhǎng)期保存與溯源
數(shù)字切片不受玻片破損、褪色的影響,可永久保存。
病理報(bào)告和切片數(shù)據(jù)可追溯,利于教學(xué)和科研。
智能化與AI結(jié)合
借助人工智能,自動(dòng)識(shí)別病理特征,如癌變區(qū)域、淋巴細(xì)胞密度。
提高診斷一致性,降低人為誤差。
四、應(yīng)用場(chǎng)景
臨床病理診斷
在常見(jiàn)腫瘤、炎癥、免疫組化和分子病理檢測(cè)中,數(shù)字切片掃描成為輔助工具。
有助于醫(yī)院實(shí)現(xiàn)“無(wú)紙化”與“無(wú)玻片化”的病理科建設(shè)。
醫(yī)學(xué)教育
傳統(tǒng)的病理教學(xué)依賴玻片顯微鏡,存在數(shù)量不足、易損壞的缺點(diǎn)。
數(shù)字切片可供學(xué)生多人同時(shí)在線學(xué)習(xí),甚至在課外遠(yuǎn)程使用。
科研與數(shù)據(jù)分析
大規(guī)模研究中,可對(duì)數(shù)百乃至上千張切片進(jìn)行定量分析。
在腫瘤微環(huán)境、免疫細(xì)胞分布等方向有重要作用。
遠(yuǎn)程醫(yī)療
偏遠(yuǎn)地區(qū)的病理切片可掃描上傳,由大型中心醫(yī)院的專家進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷。
推動(dòng)醫(yī)療資源下沉,提升基層醫(yī)療水平。
五、發(fā)展趨勢(shì)
掃描速度更快:未來(lái)的系統(tǒng)將能在數(shù)十秒內(nèi)完成單片掃描。
多模態(tài)整合:不僅是HE染色,還可整合熒光、免疫組化、多重標(biāo)記信息。
AI驅(qū)動(dòng)診斷:通過(guò)深度學(xué)習(xí)模型,輔助病理醫(yī)生做定量和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)。
云端與大數(shù)據(jù):醫(yī)院之間將形成共享數(shù)據(jù)庫(kù),促進(jìn)科研與臨床結(jié)合。
標(biāo)準(zhǔn)化與法規(guī)建設(shè):制定統(tǒng)一的數(shù)字切片存儲(chǔ)格式和診斷規(guī)范,保障臨床推廣。
總結(jié)
病理數(shù)字切片掃描是現(xiàn)代病理學(xué)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的核心技術(shù)。它不僅解決了傳統(tǒng)顯微鏡觀察效率低、玻片保存困難的問(wèn)題,還大大拓展了病理學(xué)的應(yīng)用空間。在臨床診斷、醫(yī)學(xué)教育、科研和遠(yuǎn)程醫(yī)療中,它都展現(xiàn)出巨大的價(jià)值。