病理圖像診斷系統、病理圖像診斷方法以及病理圖像診斷程序的製作方法

2023-06-01 20:25:16 1

專利名稱：病理圖像診斷系統、病理圖像診斷方法以及病理圖像診斷程序的製作方法
技術領域：
本發明涉及輸出病理組織圖像作為病理診斷目標的病理圖像診斷系統，病理圖像診斷方法，以及病理圖像診斷程序。
背景技術：
病理診斷通常由病理學家通過在顯微鏡下查看在載玻片上的標本來完成。然而，顯微鏡的視場是有限的，從而需要通過改變檢查區域來檢查標本的每個角落以徹底檢查它。為此，代替顯微鏡使用的是ー種圖像掃描儀，其捕獲載玻片作為電子圖像。在該情況下，在最大的情況下，對應於顯微鏡的視場的是PC (個人計算機)的監視 器的解析度。然而，除非組織較小並且顯示時的放大率較小，否則組織的整個區域尺寸變成PC的監視器的解析度的幾十或者幾百倍。通過病理診斷，不一定根據整個組織確定診斷結果。在許多情況下診斷結果被組織圖像的部分區域所影響。此外，在遠離組織的區域中可能觀察到不同方面。因此，將組織劃分成具體片段的區域並且執行用於診斷的處理，使得處理可以停在確定診斷結果的點是有效的。因此，例如在日本未審專利公開Hei 06-003601中公開的方法中公開了將其上捕獲生物組織的生物(病理)組織圖像劃分成矩形塊以及診斷每個塊。此外，在電子圖像經由通信傳輸的情況下，例如進行遠程醫療的情況，在傳輸效率方面，通常考慮將病理組織圖像劃分成矩形片。然而，當診斷通過僅將作為病理分析的診斷目標的病理組織圖像劃分成矩形片並通過機械過程和順序(例如，從左上到右下)診斷劃分的矩形圖像片的每個來進行時，處理效率是有限的。此外，例如，在一些情況下，關於作為病理組織圖像內的診斷目標的關注分區和與關注分區豎直地、水平地等相鄰的相鄰區域的關係在圖像診斷中被視為是重要的。因此，如上所述，在以機械順序進行詳細診斷的情況下，不僅診斷效率較差，而且從越過不同塊的區域獲得的和從整個圖像獲得的信息被忽視。作為其相關技術，公開了ー種方法，其採用發射器側和接收器側圖像通信設備，其中發射器側圖像通信設備設置通過劃分原始圖像獲得的劃分圖像的每個的優先級，並且進行劃分圖像的每個的發射/接收，同時增加具有高優先級的劃分圖像的圖像數據量以變大，並減少具有低優先級的劃分圖像的圖像數據量以變小，從而以高傳輸效率進行圖像通信(專利文獻I)。此外，作為其相關技術，公開了ー種方法，其設置通過劃分捕獲的眼底圖像獲得的劃分圖像的每個的優先級，並基於優先級設置顯示劃分圖像的每個的順序，從而縮短診斷時間(專利文獻2)。此外，作為其相關技術，公開了ー種方法，其設置示出圖像數據的大量分片的每個的重要性的指標，並且每次執行針對圖像數據的每個的處理工作時增加指標值，使得易於選擇高實用價值的圖像數據(專利文獻3)。專利文獻I :日本未審專利公開2005-057494專利文獻2 :日本未審專利公開2006-102097專利文獻3 :日本未審專利公開2007-135065專利文獻4 :日本未審專利公開2006-121578然而，如上所述，在病理組織圖像內的遠離部分的組織區域之間有時可能觀察到、不同方面。因此，通過專利文獻1、2和3中公開的相關信息，從整個圖像獲得的信息可能被忽視。此外，例如，在一些情況下，關於作為病理組織圖像內的診斷目標的關注分區和與關注分區豎直地、水平地等相鄰的相鄰區域的關係在圖像診斷中被視為是重要的。因此，通過例如專利文獻1、2和3中公開的分配指標值給劃分圖像的每個的相關技術的方法，圖像診斷的效率變得較差。此外，在要求通過用於遠程醫療等的通信傳輸病理組織圖像的情況下，可能存在一種情況，其中直到對於診斷重要的部分(圖像區域)的傳輸完成才能進行診斷。同時，也可能存在一種情況，其中要求等待對於進行詳細診斷來說不必要的圖像區域，即，不是非常重要的圖像區域。因此，整個病理診斷效率變得較差。本發明的目的是提供一種輸出病理組織圖像的病理圖像診斷系統，病理圖像診斷方法，以及病理圖像診斷程序，其使得可能改進相關技術的不便利，並有效地進行圖像診斷。

發明內容
為了實現上述目的，根據本發明的病理圖像診斷系統的特徵在於包括測量指標設置模塊，其將捕獲了生物組織的病理圖像劃分成預設分區，並針對分區的每個設置關於病理診斷的基準的預設測量指標值；重要性設置模塊，其基於分區的每個的測量指標值和與測量區域的每個相鄰的分區的測量指標值向分區的每個設置關於病理測量的重要性；分區提取模塊，其從分區中提取其中捕獲的生物組織的區域佔據特定比例的分區，並通過將其與測量指標值和劃分重要性相關聯來傳輸分區；以及分區輸出/顯示模塊，其輸出/顯示用傳輸的分區構成的病理圖像。此外，根據本發明的病理圖像診斷方法的特徵在於包括將捕獲了生物組織的病理圖像劃分成預設分區，並針對分區的每個設置關於病理診斷的基準的預設測量指標值；基於分區的每個的測量指標值和與測量區域的每個相鄰的分區的測量指標值向分區的每個設置關於病理測量的重要性；從分區中提取其中捕獲的生物組織的區域佔據特定比例的分區，並通過將其與測量指標值和劃分重要性相關聯來傳輸分區；以及輸出/顯示用傳輸的分區構成的病理圖像。此外，根據本發明的公眾病理圖像管理程序的特徵在於使得預設計算機執行將捕獲了生物組織的病理圖像劃分成預設分區，並針對分區的每個計算關於病理診斷的基準的測量指標值的功能；基於分區的每個的測量指標值和與測量區域的每個相鄰的分區的測量指標值向分區的每個設置關於病理測量的重要性的功能；以及從分區中提取其中捕獲的生物組織的區域佔據特定比例的分區的功能。本發明使得可能有效地進行圖像診斷。


圖I是示出根據本發明的病理圖像診斷系統的示例性實施例的示意性框圖；圖2是示出根據本發明的病理圖像診斷系統的示例性實施例的示意性框圖； 圖3是示出根據本發明的病理圖像診斷系統的示例性實施例的示意性框圖；圖4是示出圖I中公開的病理圖像診斷系統的病理圖像的示例的示意圖；圖5是示出圖I中公開的病理圖像診斷系統的病理圖像中目標塊和相鄰塊之間的位置關係的示意圖表；圖6是示出圖I中公開的病理圖像診斷系統的其中顯示病理圖像的顯示屏以及示出接ロ的示例的示意圖表；圖7是示出圖I中公開的病理圖像診斷系統的數據處理設備的示例性實施例的示意性框圖；圖8是示出圖I中公開的病理圖像診斷系統的圖像顯示設備的示例性實施例的示意性框圖；圖9是示出圖2和圖3中公開的病理圖像診斷系統的圖像傳輸設備(區域編碼設備)的示例性實施例的示意性框圖；圖10是示出圖I中公開的病理圖像診斷系統的整個操作處理步驟的流程圖；圖11是示出圖2中公開的病理圖像診斷系統的整個操作處理步驟的流程圖；以及圖12是示出圖3中公開的病理圖像診斷系統的整個操作處理步驟的流程圖。
具體實施例方式(第一示例性實施例)接下來，將描述根據本發明的示例性實施例的基本結構內容。如圖I所示，第一示例性實施例的病理圖像診斷系統I採用的結構包括組織提取模塊10，其從發送自外部的病理組織圖像(SlO)提取具有捕獲的組織的圖像區域(組織區域)；指標量計算設備20，其接收作為通過組織提取模塊10提取的圖像區域的矩形塊S20，並針對矩形塊S20的每個計算關於預設病理組織的指標量；重要性計算模塊30，其計算矩形塊的每個的指標量的重要性，並對其應用順序；以及圖像顯示模塊40a，其通過將發送自重要性計算模塊30的矩形塊S20與預先計算的指標值S40和重要性相關聯來輸出/顯示矩形塊S20。下面將進行詳細描述。組織提取模塊10提取從病理圖像診斷系統I外部輸入的病理組織圖像內的組織區域。組織提取模塊10檢測組織區域(圖像區域)，其中組織被捕獲為病理圖像中的染色區域。具體地，組織提取模塊10從病理組織圖像創建特定顔色(或亮度)的單色圖像，並通過具有預先設置的閾值的ニ進位圖像創建算法(例如，差別/分析方法(Otsu的ニ值化))對單色圖像執行ニ進位處理。不要求提取組織圖像的精確度如在該點的像素単位那麼小，從而通過矩形塊單元執行針對病理組織圖像的圖像處理。此外，為了避免由於噪聲而提取僅具有少量組織區域像素的塊，期望在執行ニ進位處理之前通過採用濾波器(例如高斯濾波器)來執行用於抑制噪聲的處理。此外，如圖4所示，組織提取模塊10將病理組織圖像SlO劃分成矩形網格，並僅提取包含特定像素數目或更多的組織區域(像素)的塊(矩形塊)作為處理目標矩形區域。不需要在病理組織圖像中實際繪出網格。可以存儲設置的矩形塊的每個的頂點之一和矩形塊的豎直和水平尺寸。
如上所述，指標量計算模塊20計算通過組織提取模塊10提取的矩形塊S20的指標量。指標量計算模塊20包括指標計算単元201、202、203，其以並行方式和分布式方式進行病理指標的計算。儘管由指標量計算單元201、202和203構成的指標量計算模塊20以示例方式在第一示例性實施例中示出，但是在指標量計算模塊20中設置的使用的指標的數目並不僅僅受限於此。對於由病理學家進行的病理組織的圖像診斷，通常使用的是由粗到細的搜索方法，其首先以低放大率查看整個組織以找到其中以深色染色細胞核和細胞質的部分以及其中染色深度改變較大的部分，並通過將其附近的放大率切換成高放大率來仔細地檢查細胞核的每個。因此，在示例性實施例中，按照關於病理組織診斷的指標量將病理圖像劃分為塊単元，並引入用於檢查染色的全局深度的[a]塊內指標量；用於檢查染色中全局變化的[b]塊間指標量；以及用於檢查染色中深度和變化是否由於異常原因造成的[c]全塊指標量。[a]塊內指標量是可以從構成矩形塊的每個像素的信息計算的指標量。用作該指標量的是關於對應於由疾病(例如炎症或癌症)生成的異常細胞核或一組異常細胞核的區域的特定顔色的絕對濃度以及根據特定顏色提取的像素塊形狀的量，例如，矩形塊內的矩、Hu矩、判定/分析閾值、特定顔色像素數目、特定顔色像素塊數目、面積平均值、方差、長度平均值、方差、圓度平均值、方差等。此外，可以通過對原始病理組織圖像執行信號處理(例如傅立葉變換)或圖像處理(例如邊緣提取濾波)來創建經處理的圖像，並且指標量可以基於經處理的圖像內的矩、經處理的圖像的Hu矩、判定/分析閾值、特定顔色像素數目、特定顔色像素塊數目、面積平均值、方差、長度平均值、方差、圓度平均值、方差等來計算。然後，在上述指標量中，將描述不直觀的那些。可以通過設置圖像處理目標圖像(這裡，假設是病理組織圖像)的圖像亮度值I (X，y)以及作為x、y方向的尺寸的m、n，通過表達式I中示出的計算公式來獲得矩。[表達式I]
權利要求
1.一種病理圖像診斷系統，包括 測量指標設置模塊，其將捕獲了生物組織的病理圖像劃分成預設分區，並針對所述分區的每個設置關於病理診斷的基準的預設測量指標值； 重要性設置模塊，其基於所述分區的每個的所述測量指標值和與測量區域的每個相鄰的分區的測量指標值向所述分區的每個設置關於病理測量的重要性； 分區提取模塊，其從所述分區中提取其中捕獲的生物組織的區域佔據特定比例的分區，並通過將其與所述測量指標值和劃分重要性相關聯來傳輸所述分區；以及分區輸出/顯示模塊，其輸出/顯示用傳輸的分區構成的病理圖像。
2.根據權利要求I所述的病理圖像診斷系統，其中 當所述病理圖像中的所述生物組織通過預設特定顏色被染色處理時，所述測量指標設置模塊具有色彩濃度指標值設置功能，其基於所述特定顏色的預設濃度量來設置關於病理診斷的測量指標值。
3.根據權利要求I所述的病理圖像診斷系統，其中 所述組織提取模塊具有拉普拉斯算子提取功能，其通過計算在分區之間的拉普拉斯算子來提取分區的圖像特徵，以及基於提取的結果來提取包含生物組織的塊。
4.根據權利要求I所述的病理圖像診斷系統，其中 所述組織提取模塊具有矩提取功能，其通過基於相鄰分區的矩提取圖像特徵來提取包含生物組織的塊。
5.根據權利要求I所述的病理圖像診斷系統，其中 所述分區提取模塊具有重要性順序傳輸功能，其從在設置的重要性值方面具有較高順序的區域按順序傳輸分區。
6.根據權利要求I或2所述的病理圖像診斷系統，其中 所述分區提取模塊包括分區壓縮功能，其通過較低壓縮率對具有設置的重要性的較高值的分區進行編碼，並且通過較高壓縮率對具有設置的重要性的較低值的分區進行編碼。
7.一種病理圖像診斷方法，包括 將捕獲了生物組織的病理圖像劃分成預設分區，並針對所述分區的每個設置關於病理診斷的基準的預設測量指標值； 基於所述分區的每個的所述測量指標值和與測量區域的每個相鄰的分區的測量指標值向所述分區的每個設置關於病理測量的重要性； 從所述分區中提取其中捕獲的生物組織的區域佔據特定比例的分區，並通過將其與所述測量指標值和劃分重要性相關聯來傳輸所述分區；以及輸出/顯示用傳輸的分區構成的病理圖像。
8.一種病理圖像診斷程序，其使得預設計算機執行 將捕獲了生物組織的病理圖像劃分成預設分區，並針對所述分區的每個計算關於病理診斷的基準的測量指標值的功能； 基於所述分區的每個的所述測量指標值和與測量區域的每個相鄰的分區的測量指標值向所述分區的每個設置關於病理測量的重要性的功能；以及 從所述分區中提取其中捕獲的生物組織的區域佔據特定比例的分區的功能。
全文摘要
將輸出病理組織圖像，其允許執行有效圖像診斷。包括指標量計算設備(20)，其將捕獲的病理圖像劃分成預定分區，並設置涉及針對每個分區的病理診斷的基準的測量指標值；以及重要性計算裝置(30)，其針對每個分區基於每個分區的測量指標值和與該分區相鄰的各分區的測量指標值二者設置涉及病理測量的重要性。重要性計算裝置(30)提取分區中的一個，其中已經捕獲了活組織的圖像的區域代表給定百分比，並且進一步地，重要性計算裝置(30)將提取的分區與用於該分區的測量指標值和重要性設置相關聯從而用於傳輸。
文檔編號G01N21/27GK102667471SQ20108002461
公開日2012年9月12日 申請日期2010年6月1日 優先權日2009年6月3日
發明者丸龜敦 申請人:日本電氣株式會社