很多人聽到“切片掃描”這個詞時，容易誤以為是把樣品真的“切成許多小片然后掃描”，但實際上，切片掃描并不是把組織切割成許多碎片來掃描，而是指將已經制作好的單層薄片樣本，在顯微鏡下逐點、逐線或逐區成像，然后由計算機拼接重建成完整的高分辨率數字圖像。它是現代數字病理學和顯微成像領域的核心技術之一，用于將傳統玻片轉化為可在電腦上觀察、分析、存儲和共享的“虛擬切片”。

一、切片掃描的真正含義

“切片掃描”一詞來自于病理學、組織學等領域中的“組織切片”與“掃描成像”兩部分。

“切片”是指在樣品制備階段，使用切片機（如石蠟切片機或冷凍切片機）將組織樣品切成厚度通常為3～5微米的極薄片。

“掃描”則是指利用數字切片掃描儀（如Leica、Hamamatsu、3DHISTECH、Olympus等設備），對整張玻片進行光學掃描。

因此，“切片掃描”其實只掃描一張薄薄的組織切片，不是把切片再切成小塊掃描，而是通過高精度顯微成像系統逐步獲取整張切片的高清數字圖像。

二、切片制備與掃描前準備

在進入掃描環節前，樣本必須經過標準的制備步驟：

固定：用甲醛或其他固定液保存組織形態。

脫水與包埋：通過酒精脫水，再嵌入石蠟形成固體塊。

切片：用切片機將石蠟包埋的組織切成極薄的片，貼在玻片上。

染色：使用常見的HE染色（蘇木精-伊紅），使細胞結構在顯微鏡下可見。

封片：加蓋玻片并封固，以便掃描成像。

完成這些步驟后，玻片就能進入數字切片掃描儀進行全自動掃描。

三、切片掃描的工作原理

切片掃描儀本質上是一臺全自動顯微鏡。它配有精密的光學鏡頭、高分辨率相機、自動對焦系統和電動載物臺。其原理如下：

逐區成像：掃描儀先將玻片分為若干微小區域（如1mm2的網格），鏡頭逐格移動并成像。

多層聚焦：自動對焦系統會檢測每個區域的焦平面，保證清晰度。

圖像拼接：數以千計的局部高清圖片由計算機自動拼接成一張完整的“虛擬切片”圖像。

數據輸出：生成的數字文件可保存為NDPI、SVS、SCN等格式，供后續在電腦上瀏覽或分析。

從成像角度看，它與數碼相機拍攝全景圖類似——并不是把東西切開，而是“拼出來”的完整高清圖像。

四、常見誤區：為什么叫“切片掃描”

這個名稱之所以容易引起誤解，是因為它結合了“切片”和“掃描”兩個看似“動刀”的詞。實際上：

真正“被切”的，是樣品制作階段的組織（例如肝、肺、腦等），這是為了讓光線能夠透過。

掃描階段并不會再次“切割”，而是光學掃描。

換句話說，“切片掃描”的“切片”是指生物組織學意義上的切片，不是掃描儀在工作時的動作。掃描儀只負責拍照和拼接，不會對樣品進行物理切割。

五、切片掃描的優勢

數字化保存：掃描后的切片可以永久保存，不會因為玻片老化或褪色而丟失信息。

遠程閱片：醫生或研究者可在任何地方通過網絡訪問數字切片，實現遠程病理診斷。

高分辨率成像：圖像清晰度可達0.25微米/像素，細胞結構、病變區域均可放大觀察。

自動分析：配合AI算法，可自動識別腫瘤細胞、核分裂象、炎癥區域等，提高診斷效率。

教學與科研：在醫學教育中，學生可以通過電子平臺瀏覽標準化切片，而無需操作實體顯微鏡。

六、切片掃描的數據處理

掃描得到的數字切片文件體積巨大，一張全幅掃描圖像可達幾GB到幾十GB。

通常使用專業軟件（如Hamamatsu NDP.view、Leica Aperio ImageScope、3DHISTECH CaseViewer）進行瀏覽和標注。

軟件支持多層放大、區域測量、標注與AI輔助識別，實現數字化病理分析的自動化與標準化。

七、應用領域

臨床病理診斷：用于癌癥、炎癥及組織病變的遠程閱片。

科研分析：幫助研究組織結構、藥物反應或基因表達的空間分布。

醫學教學：數字切片取代傳統玻片，方便教學共享。

AI病理：結合深度學習模型，實現智能識別與定量分析。

八、總結

切片掃描并不是把樣品切成小片來掃描，而是利用光學顯微成像技術，對單張完整組織切片進行逐點掃描、拼接成像的過程。

它是從傳統顯微鏡向數字化病理轉變的核心技術，實現了“顯微鏡數字化”的目標。

通過切片掃描，我們不僅可以保存病理信息，還能在電腦上像使用顯微鏡一樣放大、移動、觀察每一個細胞結構。

因此，所謂“切片掃描”，其實是一種光學數字化過程，而不是物理切割過程，是現代病理學與影像學融合發展的標志性技術。