病理组织切片全景扫描技术(Whole Slide Imaging, WSI)是近年来病理学领域的重要创新,尤其是在数字化病理诊断和医学研究中发挥着越来越重要的作用。
1. 设备准备与安装
病理组织切片全景扫描通常需要专业的全景扫描仪来进行操作。常见的设备包括奥林巴斯、3DHistech、Leica等品牌的全景扫描仪。使用前,首先需要进行以下准备工作:
(1)硬件安装与调试
设备检查:确保扫描仪、电源、电脑等硬件设备连接正常,设备的各项功能(如载物台、扫描头、聚焦系统)运行良好。
清洁设备:在进行扫描之前,应清洁扫描仪的光学部件、载物台以及镜头,避免尘土或污染影响图像质量。
安装扫描软件:大多数全景扫描仪配有专用的软件,用于控制扫描过程、调整设置以及图像后处理。确保软件安装并成功运行。
(2)载物台准备
扫描仪的载物台需要预先调整好,确保其稳定并能够准确地移动切片。根据不同扫描仪的要求,载物台的承载能力、样本定位精度等需要根据操作手册进行适当的设置。
2. 样本准备
病理组织切片通常是通过切片机从组织块中切割而来的,厚度一般为3-5微米。样本准备的正确性直接关系到扫描结果的清晰度和精确性。
(1)切片与玻片装载
切片厚度:确保切片的厚度均匀,过厚或过薄的切片会影响扫描效果。切片的厚度通常为3至5微米。
固定与染色:切片在进行扫描前通常需要进行固定(如福尔马林固定)、脱水和染色(如HE染色或其他特定染色方法),以确保样本的稳定性和结构可见性。
载玻片处理:将切片放置在干净、无尘的载玻片上,确保切片平整、无气泡或其他杂质。
(2)载玻片加载
根据扫描仪的型号和要求,将载玻片轻轻放置在扫描仪的载物台上,确保切片处于正确的位置。现代全景扫描仪大多配备自动进片装置,可以自动加载切片。
3. 扫描设置
全景扫描仪通常配有用户友好的操作界面,允许操作人员根据实验需求调整扫描参数。
(1)图像分辨率
选择适当的图像分辨率是确保扫描质量的关键。常见的分辨率设置包括:
低分辨率:用于大范围扫描,适合快速查看组织切片的整体情况,通常分辨率在1-5μm之间。
高分辨率:用于细节观察,适合对病变区域进行精确分析,分辨率通常在0.25μm到1μm之间。高分辨率扫描可以提供更清晰的组织细节,但扫描时间较长。
(2)扫描区域
大多数全景扫描仪支持自动化扫描,可以根据需要选择扫描切片的特定区域或整个切片。如果是常规检查,可以选择整个切片进行扫描;对于局部病变分析,用户可以手动指定区域。
(3)对焦设置
扫描前,确保扫描仪自动对焦系统正确工作。自动对焦功能会自动调节扫描头的位置,以确保图像的清晰度。如果扫描仪不具备自动对焦功能,用户需要手动调整扫描头的焦距,确保组织表面与扫描镜头对焦良好。
(4)光源设置
选择适当的光源强度和照明方式(例如LED灯、荧光灯等),确保切片的色彩和对比度清晰,避免过度曝光或过暗。
4. 开始扫描
设置完成后,可以开始扫描过程。全景扫描仪的工作流程一般分为几个步骤:
自动扫描:全景扫描仪通过自动化系统依次扫描切片的每个区域,从而形成完整的数字图像。根据所选分辨率和扫描区域的大小,扫描过程可能需要几分钟到数小时不等。
图像拼接:如果切片较大,扫描仪会将多个局部图像拼接成一个完整的全景图像。高分辨率扫描时,拼接技术对于确保图像无缝对接至关重要。
5. 图像处理与分析
扫描完成后,扫描仪将输出一个完整的数字切片图像,用户可以通过配套的图像处理和分析软件进行后续操作。
(1)图像调整
在图像处理软件中,用户可以进行一系列调整操作,例如:
亮度/对比度调整:优化图像的亮度和对比度,使组织结构更加清晰。
色彩平衡:调整图像的色彩,确保染色结果准确呈现。
放大与缩小:放大特定区域,查看细节,特别是病变区域。
(2)图像标注与测量
在扫描图像中,病理学家可以通过软件标注病变区域或测量组织结构的尺寸。现代的数字病理系统通常配备自动化分析功能,可以自动标记病变区域、计算细胞计数、测量肿瘤大小等。
(3)报告生成
通过分析软件,病理学家可以生成数字报告,报告中包括图像、诊断意见、测量数据等内容。数字报告便于存档、共享和远程协作,极大地提高了病理诊断效率。
6. 保存与管理图像
扫描完成后的图像可以保存为不同格式(如TIFF、JPEG等),并存储在医院或实验室的数据库中。图像可以方便地进行管理、检索和共享,病理学家可以随时访问以前的病例进行对比和分析。许多医院和研究机构还使用图像管理软件,集成病例信息和诊断结果,实现全面的数字化病理管理。
7. 常见问题与注意事项
在使用全景扫描仪进行病理组织切片扫描时,可能会遇到一些问题:
图像模糊:检查是否对焦不准确或切片位置偏移。
扫描速度慢:高分辨率设置可能导致扫描时间过长,可根据实际需求调整分辨率。
图像拼接问题:若拼接不完整,可能是因为扫描过程中出现了误差,确保扫描头在扫描过程中保持稳定。
8. 总结
病理组织切片全景扫描技术的使用方法非常便捷,具有高效率和高精度的优点。通过正确的设备设置和图像处理,用户可以获得高清的数字切片图像,帮助病理学家更好地诊断疾病。
