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		自動(dòng)顯微鏡載玻片病理分析

　　個(gè)性化醫(yī)療的時(shí)代，也帶來(lái)了新的希望，更好的，更針對(duì)性的癌癥治療。它也策動(dòng)爆炸免疫學(xué)和DNA為基礎(chǔ)的染色技術(shù)，創(chuàng)造了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)在病變區(qū)域。用于癌癥治療的分子測(cè)試的進(jìn)展伴隨化療和放療的來(lái)臨，可能有一個(gè)對(duì)生存率的影響一樣大。然而，隨著高科技，因?yàn)樗鼈兛赡苁?，這些測(cè)試的力量是有限的能力，具有豐富經(jīng)驗(yàn)的病理學(xué)家通過(guò)顯微鏡載玻片考試實(shí)現(xiàn)演繹的見(jiàn)解。

　　病理學(xué)家主要使用兩種染色方法在分子病理學(xué)，免疫組織化學(xué)（IHC）和熒光原位雜交（FISH）。IHC是用來(lái)測(cè)量抗體蛋白的表達(dá)方式，通過(guò)化學(xué)污漬可見(jiàn)。這種技術(shù)歷來(lái)集中在細(xì)胞的細(xì)胞或組是否表示一個(gè)特定的蛋白質(zhì)，通常表明已存在或不存在的污垢。新的測(cè)試所要求的蛋白表達(dá)水平的定量分析，通過(guò)染色強(qiáng)度和模式和位置??在每個(gè)單元格中的染色。魚，在另一方面，是一個(gè)工具，以確定在單元格中的特定序列的DNA的存在，位置和數(shù)量。它正迅速成為識(shí)別基因擴(kuò)增的首選方法。魚，熒光染色的DNA探針雜交的DNA序列，位于激發(fā)時(shí)產(chǎn)生的熒光燈。

　　病理IHC和FISH技術(shù)的改進(jìn)，直到最近被匹配成像技術(shù)的進(jìn)步。但自動(dòng)化發(fā)展作出這方面，建立和維護(hù)的分析方法，其特征在于高的重復(fù)性和準(zhǔn)確性的挑戰(zhàn)。在分析顯微鏡載玻片本文討論的病理學(xué)家面臨的挑戰(zhàn)，并認(rèn)為新發(fā)展，如何在自動(dòng)圖像分析，可以幫助克服這些困難，以及容納染色技術(shù)的進(jìn)一步進(jìn)步。

　　自動(dòng)化減輕人眼的病理學(xué)家必須面對(duì)三個(gè)主要方面的挑戰(zhàn)，在各自的領(lǐng)域：生產(chǎn)力，準(zhǔn)確性和客觀性。實(shí)驗(yàn)室是越來(lái)越大的壓力下，以提高生產(chǎn)力，也就是說(shuō)，完成更多的測(cè)試和處理更多的幻燈片。手動(dòng)應(yīng)對(duì)工作山資源，工作人員和財(cái)政上放置一個(gè)恒定的應(yīng)變。在不久的將來(lái)，這個(gè)負(fù)擔(dān)可能會(huì)迅速惡化。

　　依賴于觀察在任何領(lǐng)域的科學(xué)性，準(zhǔn)確性是至關(guān)重要的。然而，它報(bào)道說(shuō)，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的視覺(jué)研究，眼睛和具體錐疲勞可以顯著地影響一個(gè)人的能力，辨別顏色的變化，并找出不尋常的物體。最后，還有一個(gè)客觀的問(wèn)題。人眼的性質(zhì)是這樣的，每個(gè)人看到一個(gè)對(duì)象從別人看到一個(gè)相同的對(duì)象的方式略有不同。因此，在這方面的主體是與生俱來(lái)的。此外，色彩和色調(diào)可以出現(xiàn)改變?cè)O(shè)置或上下文到另一個(gè)?？吹綄?duì)同一對(duì)象的不同特點(diǎn)，一個(gè)單一的觀察員可能在不同的時(shí)間，不同的觀察者可能會(huì)報(bào)告。

　　自動(dòng)化可以提高病理學(xué)的實(shí)踐中，通過(guò)克服手動(dòng)顯微鏡的局限性。有些好處是立即明顯。數(shù)字分析不會(huì)受疲勞。計(jì)算機(jī)可以被編程以識(shí)別視覺(jué)模式準(zhǔn)確地，它們比人眼更好的檢測(cè)在著色和強(qiáng)度的微妙的變化。此外，電腦是一致的，公正的，客觀的分析觀察。一個(gè)典型的例子是特定的的錐疲勞，這是一種臨時(shí)色盲。當(dāng)它折磨疲憊的病理學(xué)家，它會(huì)導(dǎo)致該人暫時(shí)無(wú)法注冊(cè)的顏色范圍。自動(dòng)化儀器是不容易衰弱等。

　　事實(shí)上，圖像分析計(jì)算可以管理和處理大量的數(shù)據(jù)，以驚人的速度，沒(méi)有患任何人為的限制。應(yīng)用成像公司（圣何塞），在20世紀(jì)90年代中期就開(kāi)始在這方面的工作。其目的是自動(dòng)化徒勞無(wú)益的病理解剖病理學(xué)家的眼球的能力相結(jié)合，與電源的數(shù)字圖像分析。計(jì)算機(jī)科學(xué)家，病理學(xué)家和成像工程師團(tuán)隊(duì)的努力已導(dǎo)致在Ariol自動(dòng)圖像分析系統(tǒng)（見(jiàn)圖1）。

　　Ariol提供了一個(gè)新的調(diào)查工具箱的病理學(xué)家。成像應(yīng)用設(shè)計(jì)系統(tǒng)，以補(bǔ)充病理學(xué)家的經(jīng)驗(yàn)和培訓(xùn)提出客觀，一致的，高分辨率的標(biāo)本可以量化的結(jié)果的產(chǎn)生。該技術(shù)具有應(yīng)用在各種病理設(shè)置，包括制藥和生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，癌癥研究機(jī)構(gòu)，大學(xué)醫(yī)療中心和臨床病理實(shí)驗(yàn)室。有望受益的醫(yī)療保健專業(yè)人士，其工作依賴于病理資料。

　　吞吐量的限制一直顯微鏡幻燈片分析的一大瓶頸。管理日益發(fā)展的今天山幻燈片和測(cè)試，需要一個(gè)系統(tǒng)，可以一次處理大量的幻燈片，并提供方便幻燈片處理和操作。，Ariol系統(tǒng)的滑動(dòng)裝載機(jī)可管理多達(dá)50張幻燈片，在強(qiáng)大的托盤，便于運(yùn)輸?shù)幕脽羝惋@微鏡階段（見(jiàn)圖2）?；脽羝梢宰詣?dòng)掃描，甚至無(wú)人值守過(guò)夜和托盤可以不斷加載和卸載，在時(shí)鐘的操作幾乎沒(méi)有任何系統(tǒng)停機(jī)時(shí)間。

　　圖像分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也讀取幻燈片獨(dú)特的條形碼，并涉及到一組特定的程序分析滑動(dòng)所需的編碼信息。這種機(jī)制使系統(tǒng)來(lái)分析，在單次運(yùn)行中的一個(gè)以上的類型的幻燈片。條碼系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，樣品的歷史記錄和數(shù)據(jù)的寶庫(kù)的鑰匙。

　　而不是作為一個(gè)升降機(jī)，只是通過(guò)系統(tǒng)推幻燈片，幻燈片裝載機(jī)記得幻燈片的階段，甚至搬遷階段本身是一個(gè)微妙和敏感的工具?；脽羝瑫?huì)自動(dòng)放在相同的位置在5微米。細(xì)致在載玻片上的樣品的顯微鏡檢查的基礎(chǔ)上的組織或細(xì)胞的病理調(diào)查。使用手工的方式，這個(gè)過(guò)程本質(zhì)上是費(fèi)時(shí)的，從一個(gè)訓(xùn)練有素的操作員需要勤奮的濃度。

　　的Ariol系統(tǒng)的目的是消除手動(dòng)滑動(dòng)掃描所進(jìn)行的組織或細(xì)胞懸浮液中的一幀一幀的圖像捕獲的負(fù)擔(dān)。這是通過(guò)一個(gè)高分辨率的裝置的電荷耦合器件（CCD）相機(jī)優(yōu)化的低光敏感成像在整個(gè)光譜帶，它與一個(gè)高性能的奧林巴斯直立BX-61顯微鏡（奧林巴斯美國(guó)公司紐約州Melville）。由此產(chǎn)生的圖像質(zhì)量非常高，他們?cè)谄聊簧巷@示為高清晰度1600?1200像素的顯示器變成系統(tǒng)的自動(dòng)評(píng)分的基礎(chǔ)。

　　顯卡使用系統(tǒng)，保證高圖像質(zhì)量，可以解放員工從幾個(gè)小時(shí)盯著顯微鏡。然而，在這一領(lǐng)域的科學(xué)直接鏡檢的重要性是不會(huì)被遺忘。只需點(diǎn)擊鼠標(biāo)，系統(tǒng)用戶可以記得幻燈片搬上舞臺(tái)近，眼觀看。

　　自動(dòng)圖像分析系統(tǒng)的目的，不應(yīng)該以除去或減少人的控制，而是根據(jù)需要與全手動(dòng)控制選項(xiàng)提供的效率和自動(dòng)化通過(guò)高。的Ariol配有其自己的完全可編程的操縱桿，鍵盤，鼠標(biāo)和接口，通過(guò)該一系列的操作者可以交互地使用的圖像。雙顯示操作允許現(xiàn)場(chǎng)并排比較，或可讓用戶同時(shí)運(yùn)行多個(gè)接口。

　　圖像分析和結(jié)果處理在病理學(xué)上，成像算法必然是任何系統(tǒng)的分析能力的核心。病理圖像分析的目的是專Ariol系統(tǒng)的成像算法。每個(gè)模塊的成像算法被開(kāi)發(fā)協(xié)議IHC或FISH技術(shù)的一個(gè)特定類型為了使系統(tǒng)靈活在它的成像能力，分析算法都支持由一個(gè)所謂的可訓(xùn)練的分類，使習(xí)慣于用戶系統(tǒng)的功能他或她個(gè)人的實(shí)驗(yàn)室技術(shù)，以便它可以迅速適應(yīng)一天到一天的運(yùn)行變化和方法論。

　　進(jìn)一步證明了系統(tǒng)的靈活性，在世界各地的實(shí)驗(yàn)室在日常使用的各種應(yīng)用程序。細(xì)胞Microsight罕見(jiàn)的事件檢測(cè)，膜IHC Hersight和ERsight PRsight核IHC模塊IVD使用。其他模塊，研究使用，而不是只診斷程序，被指定為IHC，細(xì)胞質(zhì)DNA倍體，免疫熒光，微血管密度，前哨淋巴結(jié)細(xì)胞FISH，組織魚，組織芯片（TMA）應(yīng)用。

　　圖像分析是一個(gè)資源密集型的過(guò)程。因此，該系統(tǒng)設(shè)有雙Xeon處理器的服務(wù)器級(jí)硬盤驅(qū)動(dòng)器和內(nèi)存，以及Windows XP Professional操作系統(tǒng)，確保沒(méi)有積壓的快速分析。除了分析滑梯，自動(dòng)圖像分析系統(tǒng)應(yīng)配備的功能，提高病理實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行后期效率。因此，應(yīng)用成像了Ariol的報(bào)表生成，數(shù)據(jù)歸檔和聯(lián)網(wǎng)功能。

　　系統(tǒng)生成全彩電子報(bào)告，可以包括重要的細(xì)胞或組織的圖像分析，數(shù)值數(shù)據(jù)和成績(jī)，診斷意見(jiàn)，并簽名的空間。消除紙報(bào)告所需的時(shí)間承諾，此功能可確保數(shù)據(jù)通信的清晰度和一致性，報(bào)告，電子郵件和傳真準(zhǔn)備的結(jié)果。支持整齊，符合成本效益的歸檔，該系統(tǒng)提供一個(gè)完整的臨床數(shù)據(jù)管理服務(wù)器，TB的硬盤空間，10 GB的數(shù)字視頻隨機(jī)存取記憶光盤，當(dāng)然，郵編，甚至軟盤。

　　這個(gè)數(shù)字為高通量的操作技術(shù)的潛力得到充分發(fā)揮，通過(guò)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。的病理學(xué)家不必?cái)D在顯微鏡時(shí)，他們能夠?qū)彶榈那闆r下，包括清晰，高品質(zhì)的圖像，從他們的辦公室桌面PC。除了經(jīng)營(yíng)作為一個(gè)單一的單機(jī)系統(tǒng)，可以配置不同的地方，坐落在實(shí)驗(yàn)室或部門（參見(jiàn)圖3）的的多次復(fù)查電臺(tái)和筆記本電腦數(shù)據(jù)錄入站Ariol。審查站啟用的病理學(xué)家或?qū)嶒?yàn)室主任審查正在進(jìn)行的工作，審查和簽署的案件，并優(yōu)化系統(tǒng)的報(bào)告和歸檔數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)輸入站可以被定位到寄存器每個(gè)顯微鏡載片上，因?yàn)樗婕暗綄?shí)驗(yàn)室。

　　到現(xiàn)有的第三方實(shí)驗(yàn)室信息系統(tǒng)，圖像和數(shù)據(jù)可以無(wú)縫集成所產(chǎn)生的Ariol系統(tǒng)的。這是通過(guò)系統(tǒng)的先進(jìn)性，采用平臺(tái)無(wú)關(guān)的，非特定于供應(yīng)商的XML技術(shù)的Web服務(wù)。

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