組織切片掃描儀（Whole Slide Scanner, WSI）是病理學數字化的核心設備，可將顯微鏡下的玻片切片完整掃描成高分辨率數字圖像，用于病理診斷、教學及人工智能分析。

一、掃片成像的基本原理

組織切片掃描儀通過光學顯微鏡系統、數字相機和自動移動平臺協同工作。玻片被分區域逐行掃描，每個區域在顯微鏡物鏡下聚焦成像，再由相機記錄圖像。系統隨后將成千上萬張小圖拼接成一張完整的全視野圖。

掃描的清晰度取決于三個核心因素：

光學焦點位置是否準確；

樣本表面平整度與厚度均勻性；

物鏡與相機的成像質量與匹配度。

一旦任何環節出現誤差，都可能造成“部分模糊”或“整體模糊”的問題。

二、掃片模糊的常見原因

焦點偏移（Focus Drift）

掃描過程中，焦點位置是通過自動對焦算法確定的。如果樣本厚度不均、玻片輕微彎曲或蓋玻片氣泡導致焦點面起伏，系統就可能對焦錯誤，造成部分區域清晰、部分模糊。長時間掃描中，溫度變化也會引起焦平面漂移，使焦距慢慢偏離最佳位置。

樣本制備問題

切片本身的平整度直接影響成像質量。常見問題包括：

組織厚薄不均、未完全展平；

覆蓋玻片氣泡、皺褶或溢膠；

石蠟切片未充分脫蠟或染色后脫片；

切片邊緣厚度過大導致局部虛焦。

這些物理缺陷在顯微鏡下即可觀察到，掃描儀無法完全校正。

光學系統污染或調校異常

若物鏡、蓋玻片或光路中存在灰塵、指紋或油污，成像會出現低對比度、邊緣模糊。部分設備長時間使用后，光源亮度衰減、照明不均，也會使圖像顯得灰暗或不銳利。

光路未正確校準（例如共軸照明偏離）同樣可造成圖像清晰度下降。

自動對焦算法局限

許多掃描儀采用“預掃描選點 + 插值對焦”方式：在樣本若干位置取焦點，再根據插值算法推算其他區域的焦面。如果組織表面高度變化較大（如脂肪組織、肌肉或折疊區域），插值算法可能失效，導致焦點漂移。

有些型號僅使用單層對焦（Single Z-plane），而非多層堆疊（Z-stack），對于厚切片尤其容易模糊。

機械平臺精度問題

掃描平臺在移動過程中若存在微小震動或定位誤差，會導致相鄰圖塊拼接不精確，邊緣出現模糊或雙影。此外，若玻片固定不牢、吸附不足，掃描時的震動也會造成圖像拖影。

成像參數設置不當

光照強度過低、曝光時間過短、相機增益過高，都會導致圖像噪聲增加、對比度降低，看起來像模糊。若使用油鏡掃描但未正確加油或未清潔干凈，也會造成光學折射不穩定。

三、排查與解決方法

檢查切片質量

確保切片平整、厚度均勻（一般在3–5 μm），染色清晰、蓋玻片無氣泡或皺褶。玻片與載臺需緊密貼合，避免滑動。對于厚組織或脂肪組織，可選擇多層掃描模式。

優化自動對焦策略

若發現焦點不準，可嘗試：

提高對焦點密度，縮短焦點間距；

啟用Z-stack多層掃描（例如每層間隔1 μm再合成清晰圖像）；

對關鍵區域（病變區）手動設定焦點；

定期校準對焦傳感器，防止機械漂移。

維護光學系統

定期清潔物鏡、載玻片窗口與光路部件；更換衰減的光源；調整照明均勻性。使用時避免手觸鏡片表面，清潔應使用無塵紙與專用光學溶劑。

檢查機械平臺與軟件設置

確認玻片固定牢靠；檢測掃描平臺平整度；檢查掃描軟件的拼接算法是否正常運行。對于拼接模糊，可嘗試重新掃描或調整拼接重疊比例（通常為10–15%）。

控制環境因素

室內溫度變化過大會引起光學部件熱膨脹，影響焦點穩定。建議掃描環境維持在恒溫（約22–25℃）并避免震動。濕度過高也可能導致玻片輕微彎曲。

四、總結

組織切片掃描儀掃片模糊往往是多因素疊加的結果，既可能來自樣本制備，也可能源于設備維護與焦點算法。總體而言，制片質量是前提，光學對焦是核心，設備維護是保障。

在實驗室實踐中，建立標準化流程：包括切片前平整檢查、焦點校準、光路維護及掃描后質量復核，能顯著減少模糊問題。