[發(fā)明專利]產(chǎn)生未染色生物標(biāo)本的多色圖像

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980147271.7
• 申請日: 2009-11-19
• 公開（公告）號: CN102227747A
• 公開（公告）日: 2011-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: M·B·范萊文;S·凱珀
• 申請（專利權(quán)）人: 皇家飛利浦電子股份有限公司
• 主分類號: G06T5/50
• 分類號: G06T5/50;G06T7/40;G06T11/00
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 黃云鐸;陳松濤

技術(shù)領(lǐng)域

在第一方面中，本發(fā)明涉及一種產(chǎn)生未染色生物標(biāo)本的多色圖像的方法，該標(biāo)本包括至少兩種化學(xué)不同的感興趣物質(zhì)。

在第二方面中，本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)載體。

在第三方面中，本發(fā)明涉及一種用于產(chǎn)生未染色生物標(biāo)本的多色圖像的系統(tǒng)，對象包括至少兩種化學(xué)不同的感興趣物質(zhì)。

背景技術(shù)

在組織病理學(xué)和細(xì)胞病理學(xué)中，病理學(xué)家會例行分析從組織或細(xì)胞涂片拍攝的顯微圖像。典型地，通過使用可見光的標(biāo)準(zhǔn)顯微鏡分析標(biāo)本。由于細(xì)胞和組織幾乎不吸收可見光，所以通常的做法是為標(biāo)本染色。在可見光下能夠觀察到染色化學(xué)藥品。這指示出存在其通常結(jié)合到的結(jié)構(gòu)，而且一般還指示出該結(jié)構(gòu)的量。在多年的訓(xùn)練和實踐經(jīng)驗中，病理學(xué)家學(xué)會如何解釋標(biāo)本的染色圖像以及如何得出診斷結(jié)果。在數(shù)字病理學(xué)界，一般認(rèn)為使用染色化學(xué)藥品是以透射對載片樣本成像必須的。

選擇哪種染色法通常取決于病理學(xué)家感興趣的具體結(jié)構(gòu)。非常流行的一種染色法是蘇木精和曙紅(H&E)染色。蘇木精結(jié)合到嗜堿性結(jié)構(gòu)并使它們帶有藍(lán)-紫色調(diào)。嗜堿性結(jié)構(gòu)例如是包含核酸且胞質(zhì)區(qū)中富含RNA的那些細(xì)胞成分。嗜曙紅結(jié)構(gòu)一般由細(xì)胞內(nèi)或細(xì)胞外蛋白質(zhì)構(gòu)成，并被曙紅染上粉紅色。

不過，染色有幾個主要缺點。缺點之一是，染色標(biāo)本圖像中的顏色再現(xiàn)強烈取決于已使用的染色方法。如T.Abe等人指出的，染色的質(zhì)量不是恒定的(T.Abe等，“Colour?Correction?of?Pathological?Images?Based?on?Dye?Amount?Quantification”，Optical?Review，12卷，4期，2005，293-300頁)?？墒橇己玫馁|(zhì)量對于使病理學(xué)家得到正確診斷是重要的。另一個問題涉及到傳統(tǒng)病理學(xué)到自動診斷的轉(zhuǎn)變，這是當(dāng)今的一項重要進(jìn)展。在醫(yī)院之間，甚至染色機器之間觀察到的質(zhì)量變動，或染色機器的隨時間而觀察到的質(zhì)量變動，為自動診斷帶來了嚴(yán)重障礙。為了解決這些問題已經(jīng)提出了不同的解決方案，例如改進(jìn)染色過程的控制，或借助計算機對染色樣本的多色圖像進(jìn)行數(shù)字校正(參見T.Abe等人的上述文章)。

本發(fā)明的目的在于提供一種不需要為標(biāo)本染色來產(chǎn)生未染色生物標(biāo)本的多色圖像的方法。

這一目的是通過獨立權(quán)利要求的特征實現(xiàn)的。在從屬權(quán)利要求中概述了其他技術(shù)說明和優(yōu)選實施例。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，該方法包括

-產(chǎn)生對于每種感興趣物質(zhì)的物質(zhì)圖像，物質(zhì)圖像指示對于該圖像的每個區(qū)域的該物質(zhì)的量；

-基于該物質(zhì)圖像產(chǎn)生多色圖像。

于是，每個物質(zhì)圖像是相應(yīng)物質(zhì)在標(biāo)本中的分布圖?？梢酝ㄟ^任何適當(dāng)方法獲得物質(zhì)圖像。具體而言，提出測量標(biāo)本對多波長光的吸收率并將這一測量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成RGB圖像數(shù)據(jù)。如果已利用例如常用的染色法蘇木精和曙紅(H&E)對標(biāo)本染色并利用常規(guī)顯微鏡觀察，RGB圖像數(shù)據(jù)可以是標(biāo)本RGB圖像的緊密近似。于是能夠完全避免染色?？梢詫⒈景l(fā)明應(yīng)用于整個組織病理學(xué)領(lǐng)域。染色幾乎是所有基于組織/細(xì)胞的診斷的慣例(大約每家醫(yī)院每年300.000+樣本)。避免染色程序可以顯著增加處理量并便于計算機對診斷進(jìn)行(部分)自動化。

標(biāo)本對可見光可以是基本透明的，例如，透射率超過80％，或超過90％。標(biāo)本可以是組織病理學(xué)標(biāo)本，并且可以布置于顯微鏡載片上。

基于物質(zhì)圖像產(chǎn)生多色圖像可以包括

-向每種感興趣物質(zhì)分配假定的顏色；

-將每一個物質(zhì)圖像轉(zhuǎn)換成具有所分配顏色的單色圖像；

-疊加所述單色圖像。

可以為感興趣物質(zhì)中的至少一種分配與能夠結(jié)合到該物質(zhì)的染料的顏色匹配的顏色。更具體而言，其

-使用成像/檢測器械采集第一圖像，該器械能夠經(jīng)由例如吸收率變化測量未染色標(biāo)本中存在的要素數(shù)量，

-估計至少一種要素的數(shù)量，

-利用估計的數(shù)量生成第二圖像，第二圖像被著色成如同標(biāo)本已經(jīng)被利用預(yù)定義染色化學(xué)藥品(例如H&E)染色一樣。于是，盡管標(biāo)本不曾被染色，但最終圖像示出了病理學(xué)家熟悉的表達(dá)。這里可以指出，在數(shù)字病理學(xué)界，對于會產(chǎn)生黑白(B&W)或灰度圖像的任何成像技術(shù)存在很強的偏見。病理學(xué)家已經(jīng)強調(diào)，對他們來說，關(guān)鍵是無論計算機做什么，必須要以病理學(xué)家理解且習(xí)慣的方式讓病理學(xué)家看到得出最終結(jié)論的重要步驟。具體而言，病理學(xué)家不太可能滿足于(例如)兩種相鄰核的單色圖像，其疊加指示每種核中核酸的量的一個數(shù)字。病理學(xué)家寧愿接受具有疊加數(shù)字的多色圖像。針對具有較高核酸量的核，核的顏色將指示較重的染色，這類似于H&E染色的做法。