數字切片庫

數字切片庫

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什麼是數字切片?

數字切片是利用全自動顯微鏡掃描系統,結合虛擬切片軟體系統,把傳統玻璃切片進行掃描、無縫拼接,生成一整張全視野(Whole Slide Image, 簡稱WSI)的數字切片(也稱虛擬切片)。

數字切片數字切片
在病理學醫、教、研實踐中,數字切片具有傳統切片的所有功能,並具有不受空間與時間限制的優點。
數字切片並非一張靜態圖片,它是包含了玻璃切片上的所有病變信息,在計算機上,如同在顯微鏡下,可進行不同倍率觀察(4倍,10倍,20倍,40倍,100倍等),並在一定範圍內(1X~100X),實現無級連續變倍瀏覽切片;而將這些海量的數字切片統一進行分類、歸檔、並存儲在伺服器中,就形成了數字切片庫。
全視野切片(WSI)掃描系統全視野切片(WSI)掃描系統

通過計算機與網路系統,進行數字切片庫的管理,相對於傳統的玻璃切片管理方式具有巨大的優勢,其不受空間與時間限制,使用更方便、功能更強大、套用更廣泛。數字切片庫的產生,給教學、病理診斷、遠程會診、科學研究等注入了全新的套用方向。

數字切片如何製作?

數字切片的製作,是利用數字切片掃描系統,把玻璃切片進行數位化成一張完整切片,系統包括顯微鏡掃描平台、專業攝像頭、掃描控制軟體、圖像壓縮與存儲等軟硬體,是集多種技術與多學科於一體的系統產品。
要想將此數字切片放大到40倍,而且要求是光學變焦,並非數碼變焦,這樣最後一個圖片的像素要求達到近19億像素,要想達到這樣高的參數,則需要用專業的切片掃描設備。往往一張數字切片的存儲需要20G左右,目前在國際上已經出現了很多這種設備,最後將掃描完的切片可以壓縮到400M左右,並且實現一張切片的掃描時間也非常之短,僅僅用3分鐘(TDI線性掃描技術才可以實現這么短的時間)就可以完成一張數字切片的製作。
目前數字切片的掃描方式存在兩種:
一、傳統的方式就是在顯微鏡上裝配一個高解析度的CCD相機進行拍照,這樣將高倍放大的玻璃切片圖像進行局部的多次的拍照,並將最後生成的N多張圖片利用計算機的軟體功能組合成一個整張的切片圖像,這樣就完成了數字切片的製作,此方法比較落後,這樣掃描成的一個圖像所需要的時間往往達到10幾分鐘,而且採集的畫質圖像解析度不夠。
二、目前最新的是TDI-CCD線性掃描技術(,此掃描技術不是拍照拼接方式,而類似於我們辦公用的掃瞄器,TDI-CCD圖像感測器在物體上移動掃描的同時,圖像即傳輸到計算機上,這樣掃描的速度非常之快,再加上他的高解析度、高靈敏度,可以讓每個像素點達到0.23um(微米),當然此TDI-CCD感測器的造價成本也是很高的,以前宇航拍攝哈雷彗星運動軌跡時即採用的此種技術。
目前國際上可以擁有此種掃描設備的公司有:日本的HAMAMATSU(在中國的代理是北京濱松光子技術股份有限公司)、美國的UNIC、日本的奧林巴斯、中國的MOTIC等,但此上述公司中使用的掃描技術是不同的,成像的畫質也有差別。
此網站上有些已經製作好的數字切片,掃描設備見圖,此圖片由日本HAMAMATSU提供,

掃描設備掃描設備
設備名稱為Nanozoomer Digital Pathology (簡稱NDP)
數字切片庫是什麼?
將大量的數字切片分類歸檔存儲在伺服器中,這樣建立一個資源庫,即為數字切片庫。
目前北京協和醫科大學(北京協和醫院病理科)、浙江大學醫學院、中國醫科大學基礎醫學院已經擁有了此種技術。

數字切片庫的套用

隨著WSI(全視野數字切片)技術和產品的推廣,數字切片在病理診斷中得到了廣泛的套用,國家衛生部率先採用以WSI為核心的數字病理遠程會診平台,成立了“衛生部病理質控中心”,平台瀏覽技術採用了Silverlight瀏覽和HTML瀏覽兩種方式。
衛生部利用該平台技術針對“腫瘤的規範化診治”進行的病理圖像遠程專家診斷、複診和質控評價的一種信息化技術套用。該技術的實施,可有效的解決基層醫院病理診斷困難而導致的諸多臨床技術問題,從而確實對提高基層醫院的整體醫療技術水平發揮重要作用。
各基層醫院試點單位利用該平台,將病理切片,通過WSI掃描成數位化切片後,隨同病理數據資料,利用網路遠距離傳送到網路會診服務平台,專家通過此平台,可隨時隨地進行病理會診,在計算機上進行WSI閱片,如同在顯微鏡下進行觀察、診斷,為病理醫師提供了足夠的診斷信息。這種方式與傳統病理遠程會診相比較,它解決了靜態圖片會診方式時切片視野選樣誤差和圖像質量等問題,也解決了動態實時遙控顯微鏡會診方式受限於圖像質量、時間與空間等。且若網路條件合適,結合數字切片遠程會診和實時遠程遙控顯微鏡模式,實現常規、疑難病理病例和冰凍切片的及時診斷。
數字切片掃描與套用系統,套用於衛生部病理遠程會診試點項目:

衛生部病理遠程會診試點-省級中心
中國醫科大學附屬第一醫院
哈爾濱醫科大學附屬第三醫院
江蘇省人民醫院


山東省立醫院
河南省人民醫院
山西省腫瘤醫院
山西省立醫院
福建省立醫院
安徽醫科大學第一附屬醫院
江西省人民醫院
中南大學湘雅醫院
中山大學附屬第一醫院
浙江省腫瘤醫院
華中科技大學附屬同濟醫院
貴陽醫學院附屬醫院
成都軍區昆明總醫院
西安交通大學醫學院第一附屬醫院
青海省人民醫院
新疆自治區人民醫院
重慶醫科大學附屬第一醫院
四川大學華西醫院

衛生部病理遠程會診與質控試點單位
洛陽市中心醫院
商丘市第一人民醫院
駐馬店市中心醫院
東營市人民醫院
菏澤市立醫院
青島市第三人民醫院
壽光市人民醫院
泰安市中心醫院
牡丹江市腫瘤醫院
七台河市人民醫院
雙鴨山市人民醫院
新民市人民醫院
鞍山市第四醫院
瓦房店市中心醫院
江蘇大學附屬醫院
揚中市人民醫院
崑山市人民醫院
臨汾市第一人民醫院
呂梁市人民醫院
晉中市第二人民醫院
長治市潞安集團總醫院
大同市第二人民醫院
嘉興市第二醫院
麗水市人民醫院
桐鄉市第一人民醫院
長沙市中心醫院
株洲市331醫院
株洲市二醫院
株洲市一醫院
湘潭市中心醫院
漳州市漳浦縣醫院
廈門市中醫院
珠海市第二人民醫院
深圳龍崗區人民醫院
貴溪市人民醫院
九江醫學院附屬醫院
樂平市人民醫院
興國縣人民醫院
馬鞍山市人民醫院
蕪湖市第一人民醫院
蕪湖市第二人民醫院
銅陵縣人民醫院
通城縣人民醫院
鄂州市中心醫院
建始縣人民醫院
麻城市人民醫院
喀什地區第一人民醫院
伊犁州友誼醫院
阿克蘇地區第一人民醫院
青海省第五人民醫院
格爾木市人民醫院
漢中市人民醫院
大理州人民醫院
昭通市第一人民醫院
箇舊市人民醫院
雄縣人民醫院
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黔江區中心醫院
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