一種基於數字切片的數字病理遠程診斷系統及其方法

2023-07-17 18:18:26

專利名稱：一種基於數字切片的數字病理遠程診斷系統及其方法
技術領域：
本發明提供了利用自動顯微鏡對數字病理的遠程診斷的有效方法。特別是涉及一種基於數字切片的數字病理遠程診斷系統及其方法。
背景技術：
中國幅員廣闊，人口眾多，對醫療資源的需求高。然而，中國目前的醫療資源供給仍十分有限，同時分布很不平衡，主要分布在沿海發達地區和各省市重點城市，醫療資源之間的供求矛盾日益激化。這種經濟發展不平衡，尤其是不發達地區的基層醫療機構，醫療水平比較落後、病理醫師比較稀缺的實況，使腫瘤患者得不到合理地診斷與及時地救治，也是導致其發病率和死亡率較高的重要原因之一。在現代醫學迅速發展的今天，對疾病的診斷手段日益增多並不斷創新，但絕大多數疾病，尤其是各種腫瘤的最後確診，還是取決於建立在直觀的病理形態學基礎上的病理學診斷。因此具有豐富病理診斷經驗的病理醫生或不可缺。在我國各級醫院中，即使是現代化醫療設備較為完善的醫院，病理科仍是提高醫療質量不可缺少的重要支柱之一。當前，我國廣大基層醫院(地、縣級)雖然都有了病理科，但因受財力及人才等多種條件的制約，其發展較緩慢，病理醫師在職學習提高的機會較少。因此，病理診斷水平普遍較低，在常規工作中，遇到疑難、罕見病例，往往難以解決，大多求助於上一級即省、市級較大醫院會診，或到北京、上海大醫院會診。發現誤診、漏診者時有所見。此外，申請會診單位常將切片裝在信封裡郵寄，容易破碎，影響診斷，貽誤時機。有的病人由家屬陪同由外地到大城市大醫院會診，往返旅費及食宿費用花費巨大，這對一般人來說，是很大的經濟負擔；對邊遠貧困地區的患者來說，更是難以承受，可謂是「勞民傷財」。 解決這個問題的最有效辦法，就是發揮大城市的人才優勢，把具有豐富經驗的病理專家組織起來，開展遠程病理會診。遠程病理會診已有一段時間歷史。遠程病理會診首先是由美國Rush醫學院病理科Weinstein於1987年提出的，至今近20年的發展歷程，近幾年來發展迅速，目前在歐美各國已較普遍地開展。它是指在相距較遠或遙遠的兩地之間，進行快速的病理會診。它和平常的病理會診不同的是，會診專家不是直接地在顯微鏡下觀察病理切片，而是在電視監視器上觀察通過醫學信息高速公路從異地病理科傳遞過來的彩色病理圖像，進行會診，提出病理診斷意見再列印成可附有彩色圖片的病理診斷報告傳回申請會診的病理科。遠程病理會診的優點是，只要安裝病理圖像異地傳輸、通迅、會診系統專有硬體和軟體，通過與專家工作站聯網，即可用普通電話線路(其它網絡亦可)完成兩地間病理圖像傳輸，就可解決邊遠地區與有經驗專家間遠程快速的病理會診，既省時，又節省開支，也為患者爭取了治療時間。遠程病理是採用計算機技術以及傳輸影像的遠程通訊技術，對遠距離病理圖像進行觀察、分析和診斷的一門新型學科。遠程病理可以通過靜態圖像和動態圖像進行診斷。一般來說，進行病理的遠程會診會碰到有幾方面的問題
一是，如何讓在遠方的專家能有效準確的進行診斷。正常情況下，專家是在顯微鏡下，通過操作調整顯微鏡，從低倍到高倍，再到各個疑似病變的位置進行觀測，同時還要參考病人的其它信息，如病歷病史和其他檢測結果如大體圖片，免疫組化圖片等，綜合這些方面的信息，專家給出一個較為綜合和準確的診斷結論。通過病理的遠程診斷，如何也能提供和做到同樣的流程和手段。二是，雖然目前網際網路的發展越來越快，但也存在網絡性能不均勻的情況，有些邊遠地區也還是會有網絡帶寬的影響，如何能有技術手段和更新穎的方法，達到專家在各種參差不齊的網絡環境受局限的情況也能有效地和進行診斷。三是，有時病人在手術時，急需專家對手術中的活檢樣本進行準確診斷，以決定該手術如何進行，即是惡性腫瘤需完全切除，或是良性腫瘤予以保留，專家診斷的及時性至關重要，如何使遠方專家能夠實時提供有效和準確的診斷意見。四是，有時診斷需要多位專家進行討論和會診，而專家又是在不同的地點，如何通過多位在不同地點的專家能夠同時進行同一切片在同一時間進行多人共覽，達到同專家集中在一個屋簷下進行會診會議同樣的效果。因此，上述這些問題，制約了遠程會診的推廣應用。

發明內容
本發明的目的在於克服現有技術之不足，提供一種基於數字切片的數字病理遠程診斷系統及其方法，是利用自動顯微鏡，將製作的玻璃病理掃描成數字切片，上傳到網際網路的伺服器或是專家的計算機，並通過網絡或簡訊的方式通知專家，專家可在任何時間，任何地點，通過固定計算機或移動終端對數字切片進行診斷，並將診斷結果傳回到醫院方，該系統及其方法非常適合於像中國這種幅員廣大，邊遠農村地區專家資源比較匱乏的情況使用，能夠通過該發明對鄉村的病人進行快速的，準確的，和有效的病理診斷及治療。本發明解決其技術問題所採用的技術方案是一種基於數字切片的數字病理遠程診斷系統，包括一遠程會診平臺，該遠程會診平臺設有連接於網絡的伺服器，該伺服器設有一用來管理和存儲數字切片及其它病理信息的存儲、處理模塊、一用來實現上網登陸就可訪問數字切片進行網頁式瀏覽的接口 模塊和一用來實現用戶權限管理的控制模塊；多個醫院端，每個醫院端分別設有全自動顯微鏡系統和計算機處理系統，醫院端的計算機處理系統通過網絡與遠程會診平臺的伺服器相連接；醫院端的計算機處理系統通過控制器與全自動顯微鏡系統相連接，計算機處理系統向控制器輸出驅動信號，通過全自動顯微鏡系統對切片進行掃描；該計算機處理系統設有一切片掃描採集模塊，該模塊用來控制全自動顯微鏡系統的掃描動作、採集切片圖像和將切片圖像處理成圖像數據；一存儲模塊，該模塊用來存儲切片的圖像數據和其它病理信息數據；一發送數據模塊，該模塊用來向連接於網絡的遠程會診平臺及專家端發送切片圖像數據和/或其它病理信息數據；一信息處理模塊，該模塊用來接受輸入或來自於網絡傳入的指令，並對輸入或指令進行分析、 處理，輸出對應的控制信號；一通知模塊，該模塊用來產生通知，並將通知通過網絡發送給指定的專家端；一多專家共覽會診處理模塊，該模塊用來處理多專家同時進行會診的過程； 以及
多個專家端，每個專家端分別設有固定式或移動式終端處理設備，專家端的終端處理設備通過網絡與遠程會診平臺及各個醫院端相連接；該終端處理設備設有一全自動顯微鏡系統操控模塊，該模塊可通過網絡向醫院端的計算機處理系統發送操控指令，通過醫院端的計算機處理系統對醫院端的全自動顯微鏡系統進行操控；一存儲模塊，該模塊用來存儲切片的圖像數據和其它病理信息數據；一信息讀取模塊，該模塊用來通過網絡從醫院端或遠程會診平臺中讀取切片的圖像數據和/或其它病理信息數據；一信息發送模塊， 該模塊用來通過網絡向醫院端或遠程會診平臺發送信息。一種基於數字切片的數字病理遠程診斷方法，包括如下步驟A.醫院端的計算機處理系統接受病理信息的輸入；B.醫院端的計算機處理系統啟動掃描軟體，對全自動顯微鏡系統進行控制，將病理切片按病理診斷場景掃描成對應的數字切片；C.醫院端的計算機處理系統啟動控制軟體，並按場景將數字切片存儲在醫院端的計算機處理系統內，或通過網絡傳送到遠程會診平臺的伺服器中，或通過網絡傳送到會診專家的固定式或移動式終端處理設備中；然後向會診專家的固定式或移動式終端處理設備中發送會診通知；D.專家端的固定式或移動式終端處理設備啟動控制軟體，從本終端處理設備的存儲裝置中調取醫院端發送的數字切片，或是根據所述通知從遠程會診平臺的伺服器或醫院端的計算機處理系統中下載數字切片；E.專家端的固定式或移動式終端處理設備向醫院端的計算機處理系統請求操控全自動顯微鏡系統，經醫院端的計算機處理系統回復同意後，專家端的固定式或移動式終端處理設備向醫院端的計算機處理系統發送操控指令，通過醫院端的計算機處理系統操控全自動顯微鏡系統對病理切片進行遠程掃描；F.專家端的固定式或移動式終端處理設備根據輸入指令，向醫院端的計算機處理系統發送反饋意見，醫院端的計算機處理系統根據反饋意見向專家端的固定式或移動式終端處理設備發送作為補充用的其它病理信息數據；G.專家端的固定式或移動式終端處理設備接受會診意見輸入，並將該會診意見通過網絡發送給醫院端的計算機處理系統，由醫院端的計算機處理系統進行處理。所述的步驟B包括如下步驟Bi.進片機進片；B2.宏觀攝像頭攝像；B3.識別切片標籤；B4.識別病理組織區域；B5.計算機優化聚焦點；B6.逐點聚焦建立聚焦模型；B7.在低倍下快速掃描一個切片的全圖；B8.在高倍下根據聚焦模型，進行全組織區域的掃描或定義的若干感興趣區域；B9.拼接存儲數字切片；B10.退出切片回到進片機內。所述的步驟Bl進片機進片，是全自動顯微鏡用進片機進行病理切片的無人幹預的批處理掃描。 所述的步驟B2宏觀攝像頭攝像、步驟B3識別切片標籤和步驟B4識別病理組織區域，是在切片從進片機到載物臺的推進時，預停到一個裝有被光源的位置，宏觀數碼攝像頭對切片進行全景拍照；宏觀數碼攝像頭預先進行了二個變換校正，第一個是光學鏡頭的畸變矯正以補償由於短焦距帶來的鏡頭畸變影響，第二個是宏觀數碼攝像頭坐標系與載物臺坐標系的變換校正，以將宏觀圖像的位置與載物臺的具體位置對應起來；然後進行標籤識別和條形碼識別，在識別出標籤區域後，進行條形碼的識別，條形碼是一維或者二維碼，通過圖像分割識別的方式讀取；接著對宏觀切片中的病理組織區域進行自動識別，找到組織區域在切片上的位置，並將此位置變換為載物臺坐標系的具體位置坐標。所述的步驟B5計算機優化聚焦點和步驟B6逐點聚焦建立聚焦模型，是將宏觀圖像得到的病理組織區域變換到在高倍的坐標系下後，按照點最優分布算法，選取若干點，均勻分布到組織所在區域，載物臺再移動到這些分布點，逐點進行自動聚焦，得到每點的最佳聚焦ζ位置，通過這些點，建立一個最優三角面組合的切片表面變化的曲面，從而建立ζ平面的聚焦數學模型。所述的步驟B9拼接存儲數字切片中，掃描數字切片的數據是採用微軟的xml結構存儲格式，一個切片一個數據文件，其掃描信息包括掃描物鏡、掃描區域、日期、比例尺、解析度、掃描層數、存儲格式和文件大小；圖像數據用Jpeg或Jpeg2000進行壓縮，並採用數據存儲軟體庫AAF進行存儲。所述的步驟D，包括如下步驟Dl.專家端的固定式或移動式終端處理設備根據醫院端的通知，判斷數字切片的存儲位置，當醫院端發送的數字切片是在本機時，繼續下一步驟，否則轉步驟D3 ；D2.固定式或移動式終端處理設備從本機的存儲裝置內調取數字切片至內存；而後，轉至步驟D4 ；D3.專家端的固定式或移動式終端處理設備通過網絡登陸遠程會診平臺的伺服器或是醫院端的計算機處理系統，從中下載數字切片至本機的內存；D4.打開數字切片；D5.顯示數字切片；D6.對數字切片顯示圖像的標記進行處理。所述的固定式或移動式終端處理設備為固定計算機、手提計算機、iPad移動智慧型手機、iPhone移動智慧型手機或Android移動智慧型手機。本發明的一種基於數字切片的數字病理遠程診斷系統及其方法，是採用可製作數字切片和進行遠程遙控的自動顯微鏡系統來對病理切片進行掃描，該全自動顯微鏡系統包括χ軸、y軸、ζ軸、物鏡、光源、宏觀數碼攝像頭、掃描數碼攝像頭和進片機等，受計算機控制，在掃描開始前，自動顯微鏡從進片機中推出一個切片，在推出過程中通過自動顯微鏡的宏觀攝像頭成像整個宏觀切片的圖像，或在低倍下快速掃描一個切片的全圖，然後通過計算機識別的方法識別出切片上的條形碼，並找到切片上的組織部分及分布。在有組織的部分均勻選取若干個控制點，全自動顯微鏡依次在掃描倍數下自動聚焦這些點，得到其聚焦位置的x、y、z值，用這些點建立一個切片組織表面上的x、y、z的聚焦數學模型。通過識別出的組織區域和定義的聚焦模型，系統顯微鏡軟體可自動切換到一指定的高倍數物鏡進行掃描，將此倍數下的切片組織掃描為數字切片，掃描中根據定義的聚焦模型對每個視場自動進行ζ軸聚焦面的估計計算，並定位到計算出的ζ軸平面，保證每個視場圖像在最佳聚焦面，掃描時保證數碼攝像頭與自動顯微鏡載物臺的控制移動嚴格同步，以保證載物臺移動和數碼攝像頭曝光的依次進行和無縫配合達到最佳掃描速度，掃描中的每一個視場圖像以一種特殊格式的方式存放到一個硬碟文件中，使後續軟體能夠方便讀取和瀏覽。在掃描完成一張切片後，自動顯微鏡可將該切片自動送回到進片機，然後從進片機中推出一張新的切片，掃描流程周而復始，全自動進行，可進行批量通宵自動掃描批處理。在需要遠程專家比較急迫的做病理診斷或網絡傳輸條件不好的場合，全自動顯微鏡系統進行感興趣區域(ROI)的掃描模式，即在低倍如4倍物鏡或10倍物鏡掃描整個病理切片，然後指定一些局部可疑需診斷區域採用高倍數如20倍物鏡或40倍物鏡的掃描，這樣既掃描時間短，掃描數字切片的數據量也小，便於快速及時數據傳輸，也能克服網絡性能不足，帶寬不高的場合。全自動顯微鏡系統軟體能通過遠程進行遙控，包括實時遠程控制顯微鏡的χ軸，y 軸，ζ軸的任意移動，物鏡切換，光源調節，數碼攝像頭設置，也包括位置記憶，自動對焦，視頻和語音實時溝通，圖像壓縮網絡傳輸，拍照，錄像，測量，文件傳送，並可同時多專家多地同時共覽，進行會診。本發明的一種基於數字切片的數字病理遠程診斷系統及其方法，可實現醫院端和遠程專家端連接進行會診。醫院的自動顯微鏡在掃描數字切片後，可根據具體情況將數字切片一是，傳送到指定網絡伺服器；二是，傳送到指定專家的計算機；三是，將存儲在掃描儀器的計算機的數字切片通過網絡讓遠程專家直接訪問，即P2P的方法進行遠程數字切片瀏覽的診斷。在需要及時遠程診斷時，採用專家直接遠程操控顯微鏡對冰凍切片進行實時瀏覽觀測和診斷。將數字切片傳送到指定網絡伺服器過程數字切片在掃描製作完成後，按指定的網絡伺服器傳送，指定的網絡伺服器具有組織、管理、分類、檢索、瀏覽切片和管理用戶權限的功能，並能提供方便快捷的瀏覽方式，提供不需安裝軟體直接上網登陸就可訪問數字切片的網頁式瀏覽，和提供功能強大需安裝軟體進行切片定量分析和導出，錄音錄像等功能， 傳送完成後，系統給專家手機發一個簡訊或通過發送給專家一個電子郵件，提醒專家及時上網進行診斷。將數字切片傳送到指定專家的計算機的過程掃描完成的數字切片也可根據需要直接傳送給指定專家的計算機內。傳輸完成後，專家的計算機會自動打開切片瀏覽軟體並顯示剛上傳的切片，提醒專家進行診斷，也可設置手機簡訊，電子郵件等多重提醒。將存儲在掃描儀器的計算機的數字切片通過網絡讓遠程專家直接訪問的過程掃描完的數字切片直接存儲在掃描儀器計算機的硬碟中，一旦掃描完成，會向專家發送簡訊， 電子郵件，緊急時也可通過電話知會專家上網連接到該計算機的數字切片和其他病理信息進行遠程診斷。專家直接遠程操控顯微鏡對冰凍切片進行實時瀏覽觀測和診斷的過程病人在手術臺上急需專家診斷意見的場景，採用無需花時間掃描數字切片，而是直接將自動顯微鏡連接到網絡上的方法，這時專家可及時通過網際網路操控遠程自動顯微鏡進行臨時提取的冰凍病理切片和相關病理信息進行遠程診斷，並即刻給出診斷意見知道病人手術進行的方向
9和治療手段。
本發明的一種基於數字切片的數字病理遠程診斷系統及其方法，在專家端交互操作和出具診斷意見的過程中在數字切片傳送到伺服器或專家的計算機後，專家進行數字切片的瀏覽，標註，拍圖，測量和分析，如果在分析中發現還需補充信息即補充其它病理信息，如需要大體圖片， 或還需一些免疫組化試驗的圖片，或其他任何對診斷意見需要的信息，專家可在軟體中填寫一個相應需求信息，反饋給醫院端計算機；如果專家瀏覽分析的是ROI數字切片，而專家還需要看醫院掃描的ROI區域沒有包含的位置和部分，專家可以通過添加感興趣區域ROI 的方法，在現有圖像進行標註，標準完後傳送給醫院方進行補掃。這個方法可以迭代交互進行指導獲得專家希望的診斷信息為止，軟體中包含了整個操作的實現。在數字切片沒有傳送到伺服器或專家計算機，而是存儲在掃描計算機或醫院本地網絡計算機的應用場景，專家直接聯結醫院數字切片所在的計算機進行瀏覽，標註，拍圖， 測量和分析，即P2P連接。專家在這種診斷方法可以包含上述中的操作方法，索取更多的病理信息或添加更多ROI區域的掃描外，專家還可以與醫院進行及時通訊，如語音交流，文字交流，視頻交流，文件傳送等在線雙方的直接溝通，達到獲取正確詳細全面的病理信息以幫助專家進行診斷。在數字切片既沒有傳送到伺服器或專家計算機，也沒有存儲在掃描計算機或醫院本地網絡計算機的應用場景，如病人手術中的病理組織診斷或其他冰凍病理切片的實時處理，專家接到需實時診斷的電話，簡訊或郵件後，可直接連接到自動顯微鏡所在的網絡計算機，通過遠程控制自動顯微鏡儀器，即通過Tele的方式進行診斷，這是專家看的不是數字切片，而是遠方顯微鏡下的真實病理切片的圖像，這是專家可自己操控顯微鏡，切片物鏡， 移動視場，對焦，拍圖，錄像，讀取病理信息等。還可以與醫院語音，文字，視頻，文件等在線實時溝通，以取得所有診斷所需信息並進行在線診斷。在各種場景，當專家完成診斷後，將做出一個診斷報告。診斷報告包含報告表單和各種診斷相關信息，包括專家對病理部位的截圖，截圖標註，建議，診斷意見，診斷結論，語音醫囑，專家電子籤名等。診斷報告表單是醫院設定的一個報告模板。所有內容都是電子存儲，再專家提交後自動通過網絡將診斷報告書和相關診斷信息傳送到醫院對應的病人病理號的資料庫中，並提示醫院該遠程診斷的完成和診斷報告書的到達。本發明的一種基於數字切片的數字病理遠程診斷系統及其方法，在醫院端交互操作和出具病理報告或進行相應手術和治療的過程中在上傳全掃描數字切片或ROI數字切片到網絡伺服器或專家計算機的場景，有可能專家在遠程診斷時還需要進一步的信息提供，如病理資料，大體圖片，免疫組化，以及反饋回來需提供掃描的ROI區域信息，醫院進行各種專家所需材料的準備，或根據反饋的ROI 區域通過進片機或切片條形碼ID取出對應切片進行ROI的補充掃描，完成後以同樣的傳輸手段和交互方法。反饋和交互溝通都是通過網絡進行，主要用於離線診斷。在數字切片存儲在掃描計算機或醫院本地網絡計算機的應用場景，醫院和專家可以通過離線的方式同醫院溝通。因為切片在醫院端的計算機上，醫院和專家也可以直接通過在線的方式，即醫院和專家通過P2P連接和及時通軟體功能進行語音，文字，視頻的交流，任何診斷所需信息都通過在線實施反饋的方式獲取。此模式也可有多個專家在不同地點同時進行會診。在病人手術中的病理組織診斷或其他冰凍病理切片的實時處理的情況，醫院同專家的實施溝通通過Tele的方法進行。除包含上述的P2P和及時通方法外，還可以進行Tele 診斷，即醫院的自動顯微鏡直接通過網絡讓專家進行控制，醫院可根據專家操控遠程顯微鏡的過程中，配合專家補充提供各種所需的診斷信息，使專家能完成有效診斷。此模式也可有多個專家在不同地點同時進行會診。出報告和相應手術和治療，在各種應用場景，醫院收到專家提供的籤有專家電子籤名的診斷報告單和其他各種診斷附加信息後，就可結合病人的情況，結合專家的遠程診斷或多個專家的會診意見，綜合進行下一步的處理，給病人出具治療意見報告單，手術中的病人下一步手術方向，或治療方案。本發明的有益效果是，由於採用了一遠程會診平臺、多個醫院端和多個專家端來構成基於數字切片的數字病理遠程診斷系統，且醫院端包含有全自動顯微鏡系統和計算機處理系統，在醫院端通過計算機處理系統對全自動顯微鏡系統進行控制，將病理切片自動掃描處理成數字切片，並將該數字切片存儲在計算機處理系統的本機存儲裝置中或是通過網絡發送給遠程會診平臺的伺服器或是專家端的固定式或移動式終端處理設備中，然後， 向專家發送通知，在專家端專家可以根據通知從固定式或移動式終端處理設備中讀取數字切片或者是通過網絡從遠程會診平臺的伺服器或醫院端的計算機處理系統中讀取數字切片，進行分析後，專家端通過網絡向醫院端的計算機處理系統發送會診意見。該系統及其方法是利用自動顯微鏡，將製作的玻璃病理掃描成數字切片，上傳到網際網路的伺服器或是專家的計算機，並通過網絡或簡訊的方式通知專家，專家可在任何時間，任何地點，通過固定計算機或移動終端對數字切片進行診斷，並將診斷結果傳回到醫院方，該系統及其方法非常適合於像中國這種幅員廣大，邊遠農村地區專家資源比較匱乏的情況使用，能夠通過該發明對鄉村的病人進行快速的，準確的，和有效的病理診斷及治療。以下結合附圖及實施例對本發明作進一步詳細說明；但本發明的一種基於數字切片的數字病理遠程診斷系統及其方法不局限於實施例。


圖1是本發明的系統構造示意圖2是本發明的方法的總流程圖3是本發明的方法中遠程病理診斷醫院開始會診的過程的示意圖4是本發明的方法的掃描數字切片的流程圖5是本發明的方法中傳輸數字切片的過程的示意圖6是本發明的方法的遠程專家會診的流程圖7是本發明的方法中遠程實時控制顯微鏡的過程的示意圖8是本發明的方法中專家反饋意見的處理過程的示意圖9是本發明的方法中醫院端的會診意見及醫療處理的過程的示意圖。
具體實施例方式
實施例，參見圖1所示，本發明的一種基於數字切片的數字病理遠程診斷系統，包括

—遠程會診平臺1，該遠程會診平臺設有連接於網絡的伺服器11，該伺服器設有一用來管理和存儲數字切片及其它病理信息的存儲、處理模塊111、一用來實現上網登陸就可訪問數字切片進行網頁式瀏覽的接口模塊和一用來實現用戶權限管理的控制模塊112 ；多個醫院端2，每個醫院端2分別設有全自動顯微鏡系統21和計算機處理系統 22，醫院端的計算機處理系統22通過網絡與遠程會診平臺的伺服器11相連接；醫院端的計算機處理系統22通過控制器23與全自動顯微鏡系統21相連接，計算機處理系統22向控制器23輸出驅動信號，通過全自動顯微鏡系統21對切片進行掃描；該計算機處理系統22 設有一切片掃描採集模塊221，該模塊221用來控制全自動顯微鏡系統21的掃描動作、採集切片圖像和將切片圖像處理成圖像數據；一存儲模塊222，該模塊222用來存儲切片的圖像數據和其它病理信息數據；一發送數據模塊223，該模塊223用來向連接於網絡的遠程會診平臺1及專家端3發送切片圖像數據和/或其它病理信息數據；一信息處理模塊224，該模塊224用來接受輸入或來自於網絡傳入的指令，並對輸入或指令進行分析、處理，輸出對應的控制信號；一通知模塊225，該模塊225用來產生通知，並將通知通過網絡發送給指定的專家端；一多專家共覽會診處理模塊226，該模塊226用來處理多專家同時進行會診的過程；以及多個專家端3，每個專家端分別設有固定式或移動式終端處理設備31，專家端的終端處理設備31通過網絡與遠程會診平臺1及各個醫院端2相連接；該終端處理設備31 設有一全自動顯微鏡系統操控模塊311，該模塊311可通過網絡向醫院端的計算機處理系統22發送操控指令，通過醫院端的計算機處理系統22對醫院端的全自動顯微鏡系統21進行操控；一存儲模塊312，該模塊312用來存儲切片的圖像數據和其它病理信息數據；一信息讀取模塊313，該模塊313用來通過網絡從醫院端或遠程會診平臺中讀取切片的圖像數據和/或其它病理信息數據；一信息發送模塊314，該模塊314用來通過網絡向醫院端2或遠程會診平臺1發送信息。本發明的一種基於數字切片的數字病理遠程診斷系統，採用了全自動顯微鏡系統，該全自動顯微鏡系統主要由兩部分組成，即自動顯微鏡和自動進片機。自動顯微鏡採用無限遠色差校正光學系統，配置130萬像素數碼攝像系統，四軸電機控制，分別為載物臺X軸和Y軸、調焦Z軸和物鏡轉換器軸。載物臺XY軸採用精密絲杆和導軌傳動，電機控制解析度為0. 6um,重複定位精度< Ium ；調焦軸Z軸解析度為0. 03um, 重複定位精度< lum，滿足了顯微鏡高精度的定位要求。物鏡轉換器為五孔轉換器，可配置 5個不同放大倍數的物鏡。顯微鏡光源亮度可自動調整，亮度分為1000級(0至99.9)。自動進片機可在計算機控制下，自動完成向顯微鏡送片和取片的動作，從而使顯微鏡可以在無人職守下24小時連續自動工作。自動進片機包括切片進給裝置和安裝在顯微鏡的載物臺上的夾片裝置；切片進給裝置包括可放置多個切片的切片盒、可帶動切片盒升降的託架、可從切片盒的後部推送出切片的送片推板、準確控制切片盒升降的定位檢測裝置，可檢測切片是否在切片盒內正確位置的切片感應裝置和一鉤子撥板；夾片裝置包括用來容納切片的切片定位槽、用來對進入切片定位槽的切片進行鎖扣並與鉤子撥板配合工作的切片鉤子、用來將切片從切片定位槽中推回切片盒的放片推板。
計算機處理系統通過控制器與全自動顯微鏡系統相連接，該控制器包括了顯微鏡所有的驅動和控制電路，主要有開關電源、光源控制電路、電機運動控制電路、計算機通訊電路。控制盒主控CPU採用32位ARM7嵌入式處理器，固件程序基於uCOSII嵌入式實時作業系統，多任務處理，吞吐量大，能夠滿足計算機實時頻繁控制顯微鏡的要求。參見圖2所示，本發明的一種基於數字切片的數字病理遠程診斷方法，包括如下步驟A.醫院端的計算機處理系統接受病理信息的輸入；即遠程病理診斷醫院開始會診，如圖2中的步驟①所示；B.醫院端的計算機處理系統啟動掃描軟體，對全自動顯微鏡系統進行控制，將病理切片按病理診斷場景掃描成對應的數字切片；即掃描數字切片，如圖2中的步驟②所示；C.醫院端的計算機處理系統啟動控制軟體，並按場景將數字切片存儲在醫院端的計算機處理系統內，或通過網絡傳送到遠程會診平臺的伺服器中，或通過網絡傳送到會診專家的固定式或移動式終端處理設備中；然後向會診專家的固定式或移動式終端處理設備中發送會診通知；即傳輸數字切片，如圖2中的步驟③所示；D.專家端的固定式或移動式終端處理設備啟動控制軟體，從本終端處理設備的存儲裝置中調取醫院端發送的數字切片，或是根據所述通知從遠程會診平臺的伺服器或醫院端的計算機處理系統中下載數字切片；即遠程專家會診，如圖2中的步驟④所示；E.專家端的固定式或移動式終端處理設備向醫院端的計算機處理系統請求操控全自動顯微鏡系統，經醫院端的計算機處理系統回復同意後，專家端的固定式或移動式終端處理設備向醫院端的計算機處理系統發送操控指令，通過醫院端的計算機處理系統操控全自動顯微鏡系統對病理切片進行遠程掃描；即遠程實時控制顯微鏡的過程，如圖2中的步驟⑤所示；F.專家端的固定式或移動式終端處理設備根據輸入指令，向醫院端的計算機處理系統發送反饋意見，醫院端的計算機處理系統根據反饋意見向專家端的固定式或移動式終端處理設備發送作為補充用的其它病理信息數據；即專家反饋意見的處理過程，如圖2中的步驟⑥所示；G.專家端的固定式或移動式終端處理設備接受會診意見輸入，並將該會診意見通過網絡發送給醫院端的計算機處理系統，由醫院端的計算機處理系統進行處理；即醫院端的會診意見及醫療處理的過程，如圖2中的步驟⑦所示。參見圖3所示，在遠程病理診斷醫院開始會診的過程中，包括準備病理信息；準備組織切片；建立病人會診檔案；選擇會診專家。參見圖4所示，所述的步驟B包括如下步驟Bi.進片機進片；B2.宏觀攝像頭攝像；B3.識別切片標籤；B4.識別病理組織區域；
B5.計算機優化聚焦點B6.逐點聚焦建立聚焦模型；B7.在低倍下快速掃描一個切片的全圖；B8.在高倍下根據聚焦模型，進行全組織區域的掃描或定義的若干感興趣區域；B9.拼接存儲數字切片；B10.退出切片回到進片機內。所述的步驟Bl進片機進片，是全自動顯微鏡用進片機進行病理切片的無人幹預的批處理掃描。放置50片玻璃切片，結合精準的自動載物平臺，完成顯微樣自動送取切片，達到無人看顧，長時間自動送切片、自動定位、自動掃描目標，實現大量切片的自動化處理，把大量的切片標本設定好按下開始鍵，即開始自動進行，進片機設置有各種狀態顯示，可進行容錯或出錯報警等處理，夜裡也可以進行批量掃描工作，大幅度提高了工作效率。所述的步驟B2宏觀攝像頭攝像、步驟B3識別切片標籤和步驟B4識別病理組織區域，是在切片從進片機到載物臺的推進時，預停到一個裝有被光源的位置，宏觀數碼攝像頭對切片進行全景拍照；宏觀數碼攝像頭預先進行了二個變換校正，第一個是光學鏡頭的畸變矯正以補償由於短焦距帶來的鏡頭畸變影響，第二個是宏觀數碼攝像頭坐標系與載物臺坐標系的變換校正，以將宏觀圖像的位置與載物臺的具體位置對應起來；然後進行標籤識別和條形碼識別，在識別出標籤區域後，進行條形碼的識別，條形碼是一維或者二維碼，通過圖像分割識別的方式讀取；接著對宏觀切片中的病理組織區域進行自動識別，找到組織區域在切片上的位置，並將此位置變換為載物臺坐標系的具體位置坐標。所述的步驟B5計算機優化聚焦點和步驟B6逐點聚焦建立聚焦模型，是將宏觀圖像得到的病理組織區域變換到在高倍的坐標系下後，按照點最優分布算法，選取若干點，均勻分布到組織所在區域，載物臺再移動到這些分布點，逐點進行自動聚焦，得到每點的最佳聚焦ζ位置，通過這些點，建立一個最優三角面組合的切片表面變化的曲面，從而建立ζ平面的聚焦數學模型。在低倍下快速掃描一個切片的全圖；在系統校正過程中對顯微鏡各倍數的相對ζ 位置進行校正，因此在切換物鏡後不用再進行聚焦，將已建立的聚焦模型及物鏡相對位置的偏移及可計算出當前物鏡在當前位置下的最佳聚焦面。低倍下快速掃描一個切片的全圖即可使掃描時間大大縮短，也可提供給專家一個初步診斷組織的一個快速方法，也符合病理專家在鏡下觀察的模式。在高倍下根據聚焦模型，進行全組織區域的掃描或定義的若干感興趣區域的掃描。在掃描中達到每個聚焦點，可以選項對視場進行再次聚焦和將此聚焦值與原有位置進行比較，進行模型校正以克服在掃描過程中由於儀器硬體各種原因是模型發現小量偏移的補償。掃描設計中採用了多線程編程模式和並行處理模式，是成像，載物臺移動，圖像處理， 拼接等各環節同步並行進行，充分利用計算機多核的優勢，提升掃描速度。同時掃描中根據識別出的病理組織區域，採用只對有組織的位置進行掃描，空白地方就跳過去，進一步優化掃描性能。所述的步驟B9拼接存儲數字切片中，掃描數字切片的數據是採用微軟的xrnl結構存儲格式，一個切片一個數據文件，其掃描信息包括掃描物鏡、掃描區域、日期、比例尺、解析度、掃描層數、存儲格式和文件大小；圖像數據用Jpeg或Jpeg2000進行壓縮，並採用數據存儲軟體庫AAF進行存儲。掃描數字切片的數據採用微軟的xml結構存儲格式，優化了存儲結構和過程，一個切片一個數據文件，包含所有掃描信息，如掃描物鏡，掃描區域，日期，比例尺，解析度，掃描層數，存儲格式，文件大小等。圖像數據用Jpeg或Jpeg2000進行壓縮，選取最優壓縮因子，數據格式滿足DICOM全掃數字切片(WSI)存儲標準。對文件用一種高效的數據存儲軟體庫AAF (Advanced Authoring Format)進行存儲，提高了存儲和讀取效率。在掃描切片過程中可以通過進片機自動送片退片，進行無人幹預的全自動批量切片掃描處理；可以通過宏觀攝像頭自動抓取切片的整體圖片，並自動提取出切片的標籤，條形碼，自動識別出病理組織在切片上的位置區域；可以通過在高倍下從識別出的病理組織位置區域，自動按最優模式均勻分布若干個聚焦點，控制掃描平臺對這些點進行自動聚焦，並建立一個聚焦模式，指導掃描中對每個視場的聚焦位置自動進行調整，達到最佳聚焦面的掃描圖片採集；可以通過顯微鏡掃描平臺的自動控制(X/Y/Z/物鏡轉換等)，可實現快速、穩定的切片掃描；可以自動控制掃描平臺，實現切片不同倍率、不同區域的全自動掃描和拼接；支持標準切片多種模式掃描，如ROI掃描(低倍全視野+高倍區域掃描)、標準快速掃描、高精度掃描(每個視野自動聚焦)、多層融合掃描(每個視野自動多層融合)等，適應不同切片的應用需要；可選擇切片加密掃描，如加密狗、口令等加密方式，保護數字切片的安全性；ROI掃描方式在低倍全視野掃描圖像上，選擇多處感興趣區域，在不同高倍率下進行掃描，整個文件存儲空間小，只需從幾MB起，方便儲存和交流；數據存儲和導出支持JPEG和JPEG2000格式，支持ROI採圖；支持螢光VM切片掃描。參見圖5所示，在傳輸數字切片的過程中，可以存儲在本地伺服器即計算機處理系統，也可以存儲到遠程切片伺服器即遠程會診平臺的伺服器，還可以存儲到遠程專家計算機即專家端的固定式或移動式終端處理設備。存儲在本地伺服器包括切片的管理分類、病理信息的集成和通知遠程專家。存儲到遠程切片伺服器包括上傳病理信息、上傳數字切片和通知遠程專家。存儲到遠程專家計算機包括上傳病理信息、上傳數字切片和通知遠程專家。通過配置將掃描完成後將數字切片直接存儲在本地伺服器，本地伺服器軟體具有各種對數字切片進行操作的功能，包括數字切片管理軟體，數字切片瀏覽軟體，數字切片分析軟體等，一方面方便用戶即掃即用，掃描完成後即可進行各種後續操作，進行數字切片的管理，分類，及與病理信息的集成；另一方面可直接將該計算機連接到網際網路上，專家可以從遠程直接連接到該計算機，可以馬上進行診斷，縮短診斷時間。在數字切片掃描完成後，掃描的數字切片和相關病理信息通過連接的網際網路傳輸到網際網路上的指定伺服器，傳輸的切片通過Jpeg或Jpeg2000圖像壓縮以減少傳輸數據量，傳輸採用FTP方式或WCF方式，整個傳輸過程在掃描完成後自動同步進行，也可一次傳輸多個數字切片。
在數字切片掃描完成後，掃描的數字切片和相關病理信息通過連接的網際網路傳輸到也連接到網際網路上的指定專家的計算機，傳輸的切片通過Jpeg或Jpeg2000圖像壓縮以減少傳輸數據量，傳輸採用FTP方式或WCF方式，整個傳輸過程在掃描完成後自動同步進行，也可一次傳輸多個數字切片，傳輸採用P2P技術，雙方在防火牆內或通過多級路由器的內網IP位址也能傳輸。在數字切片傳輸完成，達到目的地遠程伺服器或遠程計算機，自動顯微鏡系統會向指定專家發送在線通知，通知專家進行遠程診斷，在線通知包括電話，手機簡訊，電子郵件，及時通消息或其它在線方法。醫院端的計算機處理系統具有如下功能對診斷病例的類型、站點、診斷的例數、診斷專家等信息進行任意時時間段進行報表統計；搜索功能可以按時間進行搜索已診斷病例；導出功能以XLS方式導出到本地計算機，便於用戶統計和管理已診斷的病例；本地切片庫顯示本地計算機存儲的所有已上傳切片、未上傳切片和ROI反饋切片；切片顯示列表中顯示所有切片的相關信息，包括縮略圖、切片名稱、物鏡倍數、創建時間、圖像大小、路徑；本地病例顯示導出到本地計算機的所有病例(包括未提交病例、待診斷病例、已診斷病例)；病例列表中顯示病例的相關信息，包括病理號、病人姓名、年齡、性別、取材部位、 臨床所見、大體所見、初診意見、專家等信息。數碼顯微圖像分析軟體系統進行病理資料管理、圖像分析及圖文報告輸出系統， 實現了病理科數位化、智能化的網絡管理；實現流程設置與管理，跨資料庫查詢；可與醫院的HIS\PACS系統連接，實現病理科信息系統的數位化。切片掃描完，用戶可以將切片上傳到網際網路上的指定切片伺服器上保存並共享， 以提供給遠程專家對切片進行觀察、分析和診斷。在上傳過程中，掃描記錄的狀態和進度欄會顯示切片當前狀態和上傳進度，方便用戶及時了解上傳狀態。在掃描記錄中，可選擇任何需要上傳的切片，可以一次性上傳多張切片。參見圖6所示，所述的步驟D，包括如下步驟Dl.專家端的固定式或移動式終端處理設備根據醫院端的通知，判斷數字切片的存儲位置，當醫院端發送的數字切片是在本機時，繼續下一步驟，否則轉步驟D3 ；D2.固定式或移動式終端處理設備從本機的存儲裝置內調取數字切片至內存；而後，轉至步驟D4;D3.專家端的固定式或移動式終端處理設備通過網絡登陸遠程會診平臺的伺服器或是醫院端的計算機處理系統，從中下載數字切片至本機的內存；D4.打開數字切片；D5.顯示數字切片；即瀏覽切片察看病理信息；D6.對數字切片顯示圖像的標記進行處理。
遠程專家收到診斷請求後，可用個人計算機如筆記本電腦或其他行動裝置如 iPad，在任何地方通過有線網絡，無線Wifi，或3G上網連接和登陸到數字切片伺服器，對數字切片和相關病理信息進行瀏覽，分析，測量和診斷。遠程專家在瀏覽數字切片和相關病理信息發現需要更多的信息時，直接在切片部位勾畫出區域，填寫文字，或直接電話，簡訊，及時通消息，網絡視頻，網絡會議等手段與掃描站點進行雙向溝通，站點根據專家的需求和意見掃描反饋區域並重新上傳，或按要求提供所需信息，專家獲得足夠的診斷信息進行更準確和有效的診斷。專家端的固定式或移動式終端處理設備具有如下功能支持多切片進行同步對比瀏覽；上下左右自動隨意移動並能改變移動速度，隨時添加標註；與他人共覽同一個數字切片庫；任意文字、標點符號的輸入，並對其顏色、字體大小自定義；對數字切片進行標註，測量長度、周長、面積等，並可對標註進行排序及按標註導航瀏覽；有多個標註時，可以用置頂和置底把選中的標註(文字除外)放在所有標註的最頂或最底層；多種方式ROI切片製作功能；錄製功能，能夠錄屏錄音，將整個數字切片操作過程錄製起來；專家可利用專業數字切片會診平臺，僅通過瀏覽器，即可進行數字切片的病理遠程診斷或會診，不受時間與空間限制；專家根據上傳的ROI切片(低倍背景圖像+不同高倍區域)，可選擇不同區域和高倍進行反饋，系統根據專家反饋，進行ROI切片掃描並重新上傳；具有冰凍切片在線遠程快速診斷的功能；全自動顯微鏡平臺醫院端的病理醫師可授權給異地的病理專家，病理專家可自行對全自動顯微鏡平臺進行實時遙控，遠程觀察在不同顯微鏡物鏡倍數下的玻璃切片圖像， 並及時給臨床醫師做出診斷報告；專家與病理醫師實時交流、討論的必備工具；專家診斷或會診過程中，可對數字切片進行截圖，並對截圖進行說明解釋，然後填寫診斷意見，提交病理診斷報告，可選擇電子籤名；專家診斷或會診結束後，系統可自動下載專家診斷報告，並列印；若專家在診斷過程中因缺少診斷材料，比如因缺少影像材料或因切片質量問題而無法診斷的病例，專家端可以將該病例退回到本地的病例中，要求補充完整的診斷材料。 該功能實現了患者、醫院、專家之間遠程診斷信息的及時傳遞，使病理醫生、臨床醫生在最短的時間內取得診斷報告(被譽為腫瘤診斷的「金標準」)，使患者得到及時的救治。參見圖7所示，在遠程實時控制顯微鏡的過程中，包括如下過程專家連接遠程網絡顯微鏡；專家控制遠程網絡顯微鏡；抓取圖片；進行視頻，語音，文字和文件交流；實時瀏覽顯微鏡下視場。專家通過網際網路對遠程網絡顯微鏡直接控制進行病理診斷，同時本地顯微鏡用戶與遠程專家之間的直接網絡交流，包括視頻，語音，文字，文件，顯微鏡控制的基本功能及提高用戶觀察效率的各種自動化功能，顯微鏡的X，y移動、聚焦、切換物鏡、調整數字光源、 控制攝像頭、抓取圖片、填寫診斷意見，方便遠程專家精確快速地進行各種顯微鏡操作、做出診斷和提供診斷報告。專家可遠程實時遙控全自動顯微鏡平臺，遠程觀察玻璃切片圖像，進行實時交流、 討論、診斷等，實現對冰凍進行快速遠程診斷；多個專家通過 網際網路連接到伺服器或一臺指定網絡計算機登錄後同時同步瀏覽同一個數字切片和病理信息，多人共覽和網絡討論的方式進行遠程多人會診，每個專家可會議成員請求被授予操作數字切片權，取得操作數字切片的權限，將操作權利移交給所選擇的會議成員，發表意見，上傳下載共享文件資料，進行語音交流和視頻交流等及時通訊的各種聊天交流功能。基於P2P技術的網際網路VM數字切片通訊，實現多個專家同時瀏覽同一張數字切片的某個指定位置(有一個主控操作移動切片)，進行遠程會診，多人交流，一起討論，以及文件即時傳輸。參見圖8所示，在專家反饋意見的處理過程中，包括如下過程瀏覽數字切片診斷需進一步信息；畫ROI，反饋；需免疫組化實驗，反饋；需其他各種病理信息，反饋；通過語音反饋(電話，簡訊，Skype, QQ)；通過郵件反饋。參見圖9所示，在會診意見及醫療處理的過程中，包括如下過程醫院收到專家會診報告；醫院確診，出具診斷報告；選擇治療方案和/或手術方案。所述的固定式或移動式終端處理設備為固定計算機、手提計算機、iPad移動智慧型手機、iPhone移動智慧型手機或Android移動智慧型手機。本發明的一種基於數字切片的數字病理遠程診斷系統及其方法，是採用可製作數字切片和進行遠程遙控的自動顯微鏡系統來對病理切片進行掃描，該全自動顯微鏡系統包括χ軸、y軸、ζ軸、物鏡、光源、宏觀數碼攝像頭、掃描數碼攝像頭和進片機等，受計算機控制，在掃描開始前，自動顯微鏡從進片機中推出一個切片，在推出過程中通過自動顯微鏡的宏觀攝像頭成像整個宏觀切片的圖像，或在低倍下快速掃描一個切片的全圖，然後通過計算機識別的方法識別出切片上的條形碼，並找到切片上的組織部分及分布。在有組織的部分均勻選取若干個控制點，全自動顯微鏡依次在掃描倍數下自動聚焦這些點，得到其聚焦位置的x、y、z值，用這些點建立一個切片組織表面上的x、y、z的聚焦數學模型。通過識別出的組織區域和定義的聚焦模型，系統顯微鏡軟體可自動切換到一指定的高倍數物鏡進行掃描，將此倍數下的切片組織掃描為數字切片，掃描中根據定義的聚焦模型對每個視場自動進行ζ軸聚焦面的估計計算，並定位到計算出的ζ軸平面，保證每個視場圖像在最佳聚焦面，掃描時保證數碼攝像頭與自動顯微鏡載物臺的控制移動嚴格同步，以保證載物臺移動和數碼攝像頭曝光的依次進行和無縫配合達到最佳掃描速度，掃描中的每一個視場圖像以一種特殊格式的方式存放到一個硬碟文件中，使後續軟體能夠方便讀取和瀏覽。在掃描完成一張切片後，自動顯微鏡可將該切片自動送回到進片機，然後從進片機中推出一張新的切片，掃描流程周而復始，全自動進行，可進行批量通宵自動掃描批處理。在需要遠程專家比較急迫的做病理診斷或網絡傳輸條件不好的場合，全自動顯微鏡系統進行感興趣區域(ROI)的掃描模式，即在低倍如4倍物鏡或10倍物鏡掃描整個病理切片，然後指定一些局部可疑需診斷區域採用高倍數如20倍物鏡或40倍物鏡的掃描，這樣既掃描時間短，掃描數字切片的數據量也小，便於快速及時數據傳輸，也能克服網絡性能不足，帶寬不高的場合。全自動顯微鏡系統軟體能通過遠程進行遙控，包括實時遠程控制顯微鏡的χ軸，y 軸，ζ軸的任意移動，物鏡切換，光源調節，數碼攝像頭設置，也包括位置記憶，自動對焦，視頻和語音實時溝通，圖像壓縮網絡傳輸，拍照，錄像，測量，文件傳送，並可同時多專家多地同時共覽，進行會診。本發明的一種基於數字切片的數字病理遠程診斷系統及其方法，可實現醫院端和遠程專家端連接進行會診。醫院的自動顯微鏡在掃描數字切片後，可根據具體情況將數字切片一是，傳送到指定網絡伺服器；二是，傳送到指定專家的計算機；三是，將存儲在掃描儀器的計算機的數字切片通過網絡讓遠程專家直接訪問，即P2P的方法進行遠程數字切片瀏覽的診斷。在需要及時遠程診斷時，採用專家直接遠程操控顯微鏡對冰凍切片進行實時瀏覽觀測和診斷。將數字切片傳送到指定網絡伺服器過程數字切片在掃描製作完成後，按指定的網絡伺服器傳送，指定的網絡伺服器具有組織、管理、分類、檢索、瀏覽切片和管理用戶權限的功能，並能提供方便快捷的瀏覽方式，提供不需安裝軟體直接上網登陸就可訪問數字切片的網頁式瀏覽，和提供功能強大需安裝軟體進行切片定量分析和導出，錄音錄像等功能， 傳送完成後，系統給專家手機發一個簡訊或通過發送給專家一個電子郵件，提醒專家及時上網進行診斷。將數字切片傳送到指定專家的計算機的過程掃描完成的數字切片也可根據需要直接傳送給指定專家的計算機內。傳輸完成後，專家的計算機會自動打開切片瀏覽軟體並顯示剛上傳的切片，提醒專家進行診斷，也可設置手機簡訊，電子郵件等多重提醒。將存儲在掃描儀器的計算機的數字切片通過網絡讓遠程專家直接訪問的過程掃描完的數字切片直接存儲在掃描儀器計算機的硬碟中，一旦掃描完成，會向專家發送簡訊， 電子郵件，緊急時也可通過電話知會專家上網連接到該計算機的數字切片和其他病理信息進行遠程診斷。專家直接遠程操控顯微鏡對冰凍切片進行實時瀏覽觀測和診斷的過程病人在手術臺上急需專家診斷意見的場景，採用無需花時間掃描數字切片，而是直接將自動顯微鏡連接到網絡上的方法，這時專家可及時通過網際網路操控遠程自動顯微鏡進行臨時提取的冰凍病理切片和相關病理信息進行遠程診斷，並即刻給出診斷意見知道病人手術進行的方向和治療手段。本發明的一種基於數字切片的數字病理遠程診斷系統及其方法，在專家端交互操作和出具診斷意見的過程中
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在數字切片傳送到伺服器或專家的計算機後，專家進行數字切片的瀏覽，標註，拍圖，測量和分析，如果在分析中發現還需補充信息即補充其它病理信息，如需要大體圖片， 或還需一些免疫組化試驗的圖片，或其他任何對診斷意見需要的信息，專家可在軟體中填寫一個相應需求信息，反饋給醫院端計算機；如果專家瀏覽分析的是ROI數字切片，而專家還需要看醫院掃描的ROI區域沒有包含的位置和部分，專家可以通過添加感興趣區域ROI 的方法，在現有圖像進行標註，標準完後傳送給醫院方進行補掃。這個方法可以迭代交互進行指導獲得專家希望的診斷信息為止，軟體中包含了整個操作的實現。 在數字切片沒有傳送到伺服器或專家計算機，而是存儲在掃描計算機或醫院本地網絡計算機的應用場景，專家直接聯結醫院數字切片所在的計算機進行瀏覽，標註，拍圖， 測量和分析，即P2P連接。專家在這種診斷方法可以包含上述中的操作方法，索取更多的病理信息或添加更多ROI區域的掃描外，專家還可以與醫院進行及時通訊，如語音交流，文字交流，視頻交流，文件傳送等在線雙方的直接溝通，達到獲取正確詳細全面的病理信息以幫助專家進行診斷。在數字切片既沒有傳送到伺服器或專家計算機，也沒有存儲在掃描計算機或醫院本地網絡計算機的應用場景，如病人手術中的病理組織診斷或其他冰凍病理切片的實時處理，專家接到需實時診斷的電話，簡訊或郵件後，可直接連接到自動顯微鏡所在的網絡計算機，通過遠程控制自動顯微鏡儀器，即通過Tele的方式進行診斷，這是專家看的不是數字切片，而是遠方顯微鏡下的真實病理切片的圖像，這是專家可自己操控顯微鏡，切片物鏡， 移動視場，對焦，拍圖，錄像，讀取病理信息等。還可以與醫院語音，文字，視頻，文件等在線實時溝通，以取得所有診斷所需信息並進行在線診斷。在各種場景，當專家完成診斷後，將做出一個診斷報告。診斷報告包含報告表單和各種診斷相關信息，包括專家對病理部位的截圖，截圖標註，建議，診斷意見，診斷結論，語音醫囑，專家電子籤名等。診斷報告表單是醫院設定的一個報告模板。所有內容都是電子存儲，再專家提交後自動通過網絡將診斷報告書和相關診斷信息傳送到醫院對應的病人病理號的資料庫中，並提示醫院該遠程診斷的完成和診斷報告書的到達。本發明的一種基於數字切片的數字病理遠程診斷系統及其方法，在醫院端交互操作和出具病理報告或進行相應手術和治療的過程中在上傳全掃描數字切片或ROI數字切片到網絡伺服器或專家計算機的場景，有可能專家在遠程診斷時還需要進一步的信息提供，如病理資料，大體圖片，免疫組化，以及反饋回來需提供掃描的ROI區域信息，醫院進行各種專家所需材料的準備，或根據反饋的ROI 區域通過進片機或切片條形碼ID取出對應切片進行ROI的補充掃描，完成後以同樣的傳輸手段和交互方法。反饋和交互溝通都是通過網絡進行，主要用於離線診斷。在數字切片存儲在掃描計算機或醫院本地網絡計算機的應用場景，醫院和專家可以通過離線的方式同醫院溝通。因為切片在醫院端的計算機上，醫院和專家也可以直接通過在線的方式，即醫院和專家通過P2P連接和及時通軟體功能進行語音，文字，視頻的交流，任何診斷所需信息都通過在線實施反饋的方式獲取。此模式也可有多個專家在不同地點同時進行會診。在病人手術中的病理組織診斷或其他冰凍病理切片的實時處理的情況，醫院同專家的實施溝通通過Tele的方法進行。除包含上述的P2P和及時通方法外，還可以進行Tele診斷，即醫院的自動顯微鏡直接通過網絡讓專家進行控制，醫院可根據專家操控遠程顯微鏡的過程中，配合專家補充提供各種所需的診斷信息，使專家能完成有效診斷。此模式也可有多個專家在不同地點同時進行會診。出報告和相應手術和治療，在各種應用場景，醫院收到專家提供的籤有專家電子籤名的診斷報告單和其他各種診斷附加信息後，就可結合病人的情況，結合專家的遠程診斷或多個專家的會診意見，綜合進行下一步的處理，給病人出具治療意見報告單，手術中的病人下一步手術方向，或治療方案。上述實施例僅用來進一步說明本發明的一種基於數字切片的數字病理遠程診斷系統及其方法，但本發明並不局限於實施例，凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均落入本發明技術方案的保護範圍內。
權利要求
1.一種基於數字切片的數字病理遠程診斷系統，其特徵在於包括一遠程會診平臺，該遠程會診平臺設有連接於網絡的伺服器，該伺服器設有一用來管理和存儲數字切片及其它病理信息的存儲、處理模塊、一用來實現上網登陸就可訪問數字切片進行網頁式瀏覽的接口模塊和一用來實現用戶權限管理的控制模塊；多個醫院端，每個醫院端分別設有全自動顯微鏡系統和計算機處理系統，醫院端的計算機處理系統通過網絡與遠程會診平臺的伺服器相連接；醫院端的計算機處理系統通過控制器與全自動顯微鏡系統相連接，計算機處理系統向控制器輸出驅動信號，通過全自動顯微鏡系統對切片進行掃描；該計算機處理系統設有一切片掃描採集模塊，該模塊用來控制全自動顯微鏡系統的掃描動作、採集切片圖像和將切片圖像處理成圖像數據；一存儲模塊，該模塊用來存儲切片的圖像數據和其它病理信息數據；一發送數據模塊，該模塊用來向連接於網絡的遠程會診平臺及專家端發送切片圖像數據和/或其它病理信息數據；一信息處理模塊，該模塊用來接受輸入或來自於網絡傳入的指令，並對輸入或指令進行分析、 處理，輸出對應的控制信號；一通知模塊，該模塊用來產生通知，並將通知通過網絡發送給指定的專家端；一多專家共覽會診處理模塊，該模塊用來處理多專家同時進行會診的過程； 以及多個專家端，每個專家端分別設有固定式或移動式終端處理設備，專家端的終端處理設備通過網絡與遠程會診平臺及各個醫院端相連接；該終端處理設備設有一全自動顯微鏡系統操控模塊，該模塊可通過網絡向醫院端的計算機處理系統發送操控指令，通過醫院端的計算機處理系統對醫院端的全自動顯微鏡系統進行操控；一存儲模塊，該模塊用來存儲切片的圖像數據和其它病理信息數據；一信息讀取模塊，該模塊用來通過網絡從醫院端或遠程會診平臺中讀取切片的圖像數據和/或其它病理信息數據；一信息發送模塊，該模塊用來通過網絡向醫院端或遠程會診平臺發送信息。
2.一種基於數字切片的數字病理遠程診斷方法，其特徵在於包括如下步驟A.醫院端的計算機處理系統接受病理信息的輸入；B.醫院端的計算機處理系統啟動掃描軟體，對全自動顯微鏡系統進行控制，將病理切片按病理診斷場景掃描成對應的數字切片；C.醫院端的計算機處理系統啟動控制軟體，並按場景將數字切片存儲在醫院端的計算機處理系統內，或通過網絡傳送到遠程會診平臺的伺服器中，或通過網絡傳送到會診專家的固定式或移動式終端處理設備中；然後向會診專家的固定式或移動式終端處理設備中發送會診通知；D.專家端的固定式或移動式終端處理設備啟動控制軟體，從本終端處理設備的存儲裝置中調取醫院端發送的數字切片，或是根據所述通知從遠程會診平臺的伺服器或醫院端的計算機處理系統中下載數字切片；E.專家端的固定式或移動式終端處理設備向醫院端的計算機處理系統請求操控全自動顯微鏡系統，經醫院端的計算機處理系統回復同意後，專家端的固定式或移動式終端處理設備向醫院端的計算機處理系統發送操控指令，通過醫院端的計算機處理系統操控全自動顯微鏡系統對病理切片進行遠程掃描；F.專家端的固定式或移動式終端處理設備根據輸入指令，向醫院端的計算機處理系統發送反饋意見，醫院端的計算機處理系統根據反饋意見向專家端的固定式或移動式終端處理設備發送作為補充用的其它病理信息數據；G.專家端的固定式或移動式終端處理設備接受會診意見輸入，並將該會診意見通過網絡發送給醫院端的計算機處理系統，由醫院端的計算機處理系統進行處理。
3.根據權利要求2所述的基於數字切片的數字病理遠程診斷方法，其特徵在於所述的步驟B包括如下步驟Bi.進片機進片；B2.宏觀攝像頭攝像；B3.識別切片標籤；B4.識別病理組織區域；B5.計算機優化聚焦點；B6.逐點聚焦建立聚焦模型；B7.在低倍下快速掃描一個切片的全圖；B8.在高倍下根據聚焦模型，進行全組織區域的掃描或定義的若干感興趣區域； B9.拼接存儲數字切片； B10.退出切片回到進片機內。
4.根據權利要求3所述的基於數字切片的數字病理遠程診斷方法，其特徵在於所述的步驟Bl進片機進片，是全自動顯微鏡用進片機進行病理切片的無人幹預的批處理掃描。
5.根據權利要求3所述的基於數字切片的數字病理遠程診斷方法，其特徵在於所述的步驟B2宏觀攝像頭攝像、步驟B3識別切片標籤和步驟B4識別病理組織區域，是在切片從進片機到載物臺的推進時，預停到一個裝有被光源的位置，宏觀數碼攝像頭對切片進行全景拍照；宏觀數碼攝像頭預先進行了二個變換校正，第一個是光學鏡頭的畸變矯正以補償由於短焦距帶來的鏡頭畸變影響，第二個是宏觀數碼攝像頭坐標系與載物臺坐標系的變換校正，以將宏觀圖像的位置與載物臺的具體位置對應起來；然後進行標籤識別和條形碼識別，在識別出標籤區域後，進行條形碼的識別，條形碼是一維或者二維碼，通過圖像分割識別的方式讀取；接著對宏觀切片中的病理組織區域進行自動識別，找到組織區域在切片上的位置，並將此位置變換為載物臺坐標系的具體位置坐標。
6.根據權利要求3所述的基於數字切片的數字病理遠程診斷方法，其特徵在於所述的步驟B5計算機優化聚焦點和步驟B6逐點聚焦建立聚焦模型，是將宏觀圖像得到的病理組織區域變換到在高倍的坐標系下後，按照點最優分布算法，選取若干點，均勻分布到組織所在區域，載物臺再移動到這些分布點，逐點進行自動聚焦，得到每點的最佳聚焦ζ位置， 通過這些點，建立一個最優三角面組合的切片表面變化的曲面，從而建立ζ平面的聚焦數學模型。
7.根據權利要求3所述的基於數字切片的數字病理遠程診斷方法，其特徵在於所述的步驟B9拼接存儲數字切片中，掃描數字切片的數據是採用微軟的xml結構存儲格式，一個切片一個數據文件，其掃描信息包括掃描物鏡、掃描區域、日期、比例尺、解析度、掃描層數、存儲格式和文件大小；圖像數據用Jpeg或Jpeg2000進行壓縮，並採用數據存儲軟體庫 AAF進行存儲。
8.根據權利要求2所述的基於數字切片的數字病理遠程診斷方法，其特徵在於所述的步驟D，包括如下步驟Dl.專家端的固定式或移動式終端處理設備根據醫院端的通知，判斷數字切片的存儲位置，當醫院端發送的數字切片是在本機時，繼續下一步驟，否則轉步驟D3 ；D2.固定式或移動式終端處理設備從本機的存儲裝置內調取數字切片至內存；而後， 轉至步驟D4 ；D3.專家端的固定式或移動式終端處理設備通過網絡登陸遠程會診平臺的伺服器或是醫院端的計算機處理系統，從中下載數字切片至本機的內存； D4.打開數字切片； D5.顯示數字切片；D6.對數字切片顯示圖像的標記進行處理。
9.根據權利要求2所述的基於數字切片的數字病理遠程診斷方法，其特徵在於所述的固定式或移動式終端處理設備為固定計算機、手提計算機、iPad移動智慧型手機、iPhone 移動智慧型手機或Android移動智慧型手機。
全文摘要
本發明公開了一種基於數字切片的數字病理遠程診斷系統及其方法，該系統包括一遠程會診平臺、多個醫院端和多個專家端；醫院端包含有全自動顯微鏡系統和計算機處理系統，通過計算機處理系統對全自動顯微鏡系統進行控制，將病理切片自動掃描處理成數字切片，並存儲於本機或是通過網絡發送給遠程會診平臺或專家端，然後，向專家發送通知；專家根據通知從指定存儲位置中讀取數字切片並進行分析，並向醫院端發送會診意見。採用該系統及其方法後，專家可在任何時間、地點，通過固定或移動終端對數字切片進行診斷，並將診斷結果傳回到醫院方。非常適合於像中國這種幅員廣大，邊遠農村地區專家資源比較匱乏的情況使用，能夠通過該發明對鄉村的病人進行快速的，準確的，和有效的病理診斷及治療。
文檔編號G06F19/00GK102368283SQ201110042419
公開日2012年3月7日 申請日期2011年2月21日 優先權日2011年2月21日
發明者康軍, 李延明, 楊澤聲, 陳進 申請人:麥克奧迪實業集團有限公司