数字图像转换制造技术

总的来说，本发明专利技术包括一种用一种荧光染料对一个样本着色的方法，一种用于产生该荧光着色样本的暗视野图像的方法，和一种用于将使用一种或多种暗视野染料着色的样本的图像变换为一个用一种或多种个明视野染料着色图像的方法，以便在计算机上检验。该过程包括应用一个数字查找表或其它计算装置以便将暗视野数据转换为明视野图像形式，以及一个显示所述变换后信息的装置。最好是，该成像装置是一个块表面显微镜，而用于变换图像的装置为一个数字计算机。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
本专利技术涉及组织学领域。在当今实践中，为透射显微镜检查，既包括光学显微镜也包括电子显微镜，准备器官组织样本和其它材料，通常是通过对这些样本进行一系列化学处理并最终产生包埋有这些样本的实体块来实施。在产生了该块后，从该块中切割出该样本的薄切片(连同周围的包埋材料)然后放到载玻片或其它支持器上。然后用化学的方法去除包埋材料，在检验之前，使用各种的有色的或荧光性的染料、免疫组织化学的着色剂对该组织切片进行着色，或对该组织切片进行原位杂交。传统病理组织学中，应用于临床的重要组织切片的最普通的明视野着色剂是苏木紫和曙红((H&E)制剂。这种方法导致组织切片中的核酸和其他的所谓“嗜碱”物质着兰紫色，而蛋白质及其他“嗜酸的”或“嗜曙红细胞”的组织成份着粉红色。这种着色在全世界使用，作为一种用于所有组织成份检验的普通筛选法，而在特定例子中还要使用对特定组织分子例如微生物或神经过程具有亲和力的特定的着色剂，从而增强他们在着色组织切片上的形态。已经介绍了整块着色的方法，该方法中全部的样本在被浸透和包埋之前被浸入着色。然后从块中切出用于透射显微镜检查的切片，或者此块本身的切面通过块表面显微镜检查或表面成像显微镜检查过程形成图像。在后一种方法，包括在美国专利号NO.4960330中实施的方法中，使用接合或非接合的荧光染料整体着色过的样本随后被浸透并包埋在一种介质通常是一种塑料聚合体中，该介质被严重不透明化或是进行其它处理以便允许对来自块内超过数微米深处组织的图像的压缩。结果是产生了一个“虚拟切片”，与传统载玻片支持的组织切片十分相象。块表面显微镜检查要比标准明视场显微镜检查占有优势，因为块表面方法允许生物学组织和其他材料生成高质量的显微镜检查图像，而不需要生产玻璃组织学载玻片。这种需求的消除允许了组织病理学处理的全自动化，减少了生产每一个附加的切片增加的成本，从而允许从每一个切片中采集更多的信息。在块表面显微镜检查中，从块表面获取的未修改的数字虚拟切片是一个暗视野图像，是以黑色为背景由荧光-着色样本散发的有色光形成的，黑色背景表示的是内部渗透和嵌入了样本的不透明化聚合体。相比之下，传统光学透射电子显微镜检查，包括在大多数外科病理学实验室及其他与医学相关、基于显微镜检查的诊断设备的实际操作中，产生一个明视野图像，因为组织薄切片和其他材料是由标准非荧光染料着色然后使用一个白色或接近白色的光源进行透射照明，结果得到一个比组织的图像亮而不是暗的背景。为了优化用于临床诊断和其他目的的块表面显微图像，最好是将从块表面获取的原始的暗视野图像进行变换并显示如在明视野显微镜检查中遇到的更熟悉的图像。专利技术概要总的来说，本专利技术包括一个使用一种荧光染料对一个样本着色的方法，一个用于产生该荧光着色样本的暗视野图像的装置，一个用于将暗视野图像变换为用于在计算机监视器上检验的明视野图像的装置。该处理过程包括应用一个数字查找表或者其他计算装置，以便将暗视野数据转换为明视野形式，以及一个显示转换后信息的装置。最好是，该成象装置是一个块表面显微镜，而用于变换该图像的装置是一个数字计算机。因此，在本专利技术的第一方面，其特征在于一种图像产生方法包括(a)使用一种荧光染料对一个样本着色；(b)产生所生成的荧光着色样本的第一图像；(c)使用一个数字处理器将第一图像转换为一个模拟一个用非荧光染料着色的样本图像的第二图像。在一最佳实施例中，第一图像到第二图像的转换包括将一个查找表应用于第一图像。在最佳实施例中的修改包括转换该查找表，或是将第一图像或者第二图像的色彩范围调整到模拟用非荧光染料着色的样本的色彩范围。该样本可以用一种、两种或多种染料来着色。最佳的样本是生物学样本。本专利技术的特征还在于一种图像产生方法，包括(a)用第一和第二荧光染料对一个样本着色；(b)在样本中产生由第一染料着色的样本的第一图像和由第二染料着色的样本的第二图像；(c)使用一数字处理器将第一和第二图像转换为模拟由苏木紫和曙红着色的样本图像的第三图像。本专利技术的特征在于一种图像产生方法，包括(a)使用一种荧光染料对一个样本着色；(b)产生由该种染料着色的样本的第一图像和由该种染料着色的样本的第二图像；(c)使用一数字处理器将第一和第二图像转换为模拟由苏木紫和曙红着色的样本图像的第三图像。本专利技术的特征还在于一种图像产生方法，包括(a)使用若干种荧光染料对一个样本着色；(b)产生由这些染料中的一种着色的样本的第一图像；(c)使用一个数字处理器将第一图像转换为模拟一个被一种非荧光染料着色的样本的第二图像。在另一方面，本专利技术特征在于一种图像产生方法，包括(a)使用若干种荧光染料对一个样本着色；(b)产生模拟使用诸荧光染料的一个子集进行着色的样本的第一图像；(c)使用一个数字处理器将第一图像转换为模拟一个被一种或多种非荧光染料着色的样本的图像的第二图像。最好是，本专利技术中的第一和第二图像是使用一种包括块表面显微镜的装置来产生的。本专利技术中使用的染料可以包括一种异染性染料(如吖啶橙)。“接合性”染料意思是一种染料，与具有组织成分特异性的分子相结合。典型的接合性染料包括荧光-偶联抗体和荧光脱氧核糖核酸探针。“非接合性”染料意思是一种固有荧光性的染料。“浸透”意思是用一种液体或一系列液体对组织处理，所述液体穿透该组织到分子水平，然后变为固体使该样本变硬。“包埋”意思是将浸透后的组织放入一模子中，然后用一种物质(通常与浸透物质相同)包围它，然后将其硬化形成一个包埋块。因此包埋物质的作用就是提供强度支撑，和易于切割处理。“切片“意思是从块中切割出薄片，然后该薄片可安放在载玻片或其它支持物上。“着色”意思是使用有色或荧光物质对材料进行处理，这些有色或荧光物质与材料在分子水平上相结合。“荧光”或“暗视野”着色是使用非接合性染料(即该染料在受到适当波长的光的激发时，天然就具有荧光性)或接合性染料(即与样本相结合并被直接或间接附着于荧光染料的分子)来完成的。接合性染料的例子包括但不局限于(i)与一个抗原相结合的一次抗体以及一个包含荧光染料与原发抗体相结合的二次抗体；(ii)一个具有一种与之共价键相结合的荧光染料的分子。荧光着色产生具有黑色背景的图像，而“标准”或“明视野”着色通常使用非荧光性染料来完成，产生具有明亮或白色的背景的图像。很清楚，同一染料对于荧光和标准显微镜检查都有用。“异染性”染料构成了组织化学染色的一个子集，该种染料中很多是荧光性的。就象大多数荧光染料一样，这些混合物吸收特定波长的光并以更长的波长将这些光再发射出去。异染性染料的这种光谱属性很受它们与目标分子接近的影响，这会使它们的发射波长发生变化。因此，这些染料在它们与某些类型材料结合时会改变颜色。在一些情况，异染性染料可以只在它与目标结合时发光，其他情况时则不可见。典型的异染性染料是吖啶橙。本领域中技术人员知道的其他的异染性染料包括但不局限于列在Conn’s Biological Stains，Williams和Wilkens 9thEd.1977(这里引入做为参考)中的那些染料，以及Molecular Probes，Inc(Eugene，OR)中的那些可用染料。后一类染料中大部分是出版的美国专利中的主题，这里引入做为参考。Mole本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像产生方法，包括：ａ）用荧光染料对样本着色；ｂ）产生得到荧光染料着色的样本的第一图像ｃ）使用一数字处理器将所述第一图像转换为一个模拟一个用一种非荧光染料对所述样本着色的图像的第二图像。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：RL凯尔施曼，A亨德里克森，BP赫雷拉，
申请(专利权)人：分析科学公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]