用于分析组织病理学图像数据的方法和设备技术

本发明专利技术提供一种用于分析组织病理学图像数据的方法和系统。本发明专利技术提供一种用于提供关于患者的不同的组织病理学图像的相似性信息的方法，所述方法具有如下步骤：提供第一组织病理学图像数据，第一组织病理学图像数据基于在第一时刻从患者提取的组织样本；提供第二组织病理学图像数据，第二组织病理学图像数据基于在不同于第一时刻的第二时刻从患者提取的组织样本；借助于图像处理算法对第一组织病理学图像数据和第二组织病理学图像数据就第一组织病理学图像数据中的指示病理学鉴定的至少一个区域与第二组织病理学图像数据中的指示病理学鉴定的至少一个区域之间的相似性进行分析；以及基于分析的步骤来确定相似性信息；以及提供相似性信息。以及提供相似性信息。以及提供相似性信息。

【技术实现步骤摘要】
用于分析组织病理学图像数据的方法和设备


[0001]本专利技术涉及一种用于分析组织病理学图像数据的方法和设备。本专利技术尤其涉及一种用于分析不同的组织病理学图像数据的相似性的方法和设备。

技术介绍

[0002]借助于组织病理学的方法分析组织样本是癌症诊断学中的核心要素。在此，组织样本从患者从可能存在病理变化的身体区域中提取。通常，从组织样本中获得多个区段或块，然后将其切成微米薄的组织切片。为了可以更好地识别可能的组织变化或首要地将其量化，借助于组织病理学染色剂对组织切片进行染色。然后，通过女病理学医师或男病理学医师在显微镜下对所述被染色的组织切片进行分析，允许做出关于所检查的组织的精细组织构造的可能的病理变化的结论。
[0003]组织病理学检查工作强度非常高。除了组织样本提取本身之外，所述组织病理学检查还需要组织切片的制备，包括组织切片的切割、固定和染色。在此应注意，通常必须对每个组织样本分析多个区段和从中制备的组织切片。
[0004]因此，为了减轻医务人员的负担，在过去的几十年中，越来越多的所述工作过程已经被自动化和数字化。因此，在现代实验室中通常已经使用计算机控制的制备自动机和染色自动机。此外，被染色的组织切片如今通常被数字化以用于进一步使用。为此，使用专用扫描仪、即所谓的玻片扫描仪。在此记录的图像也被称为“全载玻片图像(英文：Whole Slide Image)”。然后，以这种方式获得的组织病理学图像数据由女病理学医师或男病理学医师在数字诊断站查看和分析。
[0005]虽然组织病理学工作流程的许多过程可以通过继续进行的数字化来改进和加速，但是鉴定本身——尽管在数字诊断站处执行——是女病理学医师或男病理学医师仍然在很大程度上依赖自己的判断力的事务。此外，关于组织样本的组织病理学图像数据集已经是大的数据量。所以，各个组织病理学图像的尺寸已经规模比较大。这原因在于，组织病理学图像一方面应可以实现对整个组织切片的概览，并且另一方面必须具有足够的分辨率，以便能够观察各个细胞。此外，组织病理学图像数据集通常不仅具有关于组织切片和区段的单个图像，而且还具有来自组织样本的不同的组织切片的多个单个图像，所述组织切片通常来自不同的区段并且借助于不同的组织病理学染色剂进行染色。鉴定额外地通过如下方式变得困难：组织病理学图像数据本质上是不均匀的，这使得所述组织病理学图像数据的量化和可重复分类明显复杂化。在鉴定时必须解决的问题相似地是复杂的。除了是否存在病理变化的基本问题之外，通常还应例如做出是否新出现了组织变化或是否涉及病历的已知疾病的重新出现。
[0006]迄今为止，所有这和用于治疗患者的组织病理学鉴定的有效范围在很大程度上阻碍了基于数字化图像数据的自动化鉴定程序的有效和全面使用。这引起，由于处于上游的过程持续自动化，病理学医师面临着不断增加的工作负荷，但是在实际鉴定中病理学医师很大程度上只能靠自己。此外，由于持续增长的数据量，纳入所有可用的信息并且在评估案
例时考虑所有可用的信息日益变得困难。

技术实现思路

[0007]因此，本专利技术的目的是提供在鉴定数字组织病理学图像数据时辅助用户的方法和设备。
[0008]根据本专利技术，借助于根据本专利技术的实施例的方法、设备、计算机程序产品或计算机可读的存储介质来实现所提出的目的。在后续实施例中说明有利的改进方案。
[0009]在下文中，所述目的的根据本专利技术的解决方案不仅在所要求保护的设备方面而且也在所要求保护的方法方面予以描述。在此提及的特征、优点或替选的实施方式同样也可转用于其他所要求保护的主题，并且反之亦然。换言之，实体性的实施例(所述实施例例如针对设备)也可以借助于结合方法描述或要求保护的特征来改进。在此，方法的对应的功能特征通过对应的实体性的模块构成。
[0010]此外，所述目的的根据本专利技术的解决方案不仅在用于使三维体可视化的方法和设备方面，而且也在用于调整被训练的函数的方法和设备方面予以描述。在此，在用于确定的方法和设备中的数据结构和/或功能的特征和替选的实施方式可以转用于在用于调整的方法和设备中的类似的数据结构和/或功能。在此，类似的数据结构尤其可以通过使用前缀“训练”来表征。此外，在用于分析组织病理学图像数据的方法和设备中使用的被训练的函数尤其可以通过用于调整被训练的函数的方法和设备来调整和/或提供。
[0011]根据本专利技术的一个实施方式，提供计算机实施的用于提供关于患者的不同的组织病理学图像数据的相似性信息的方法。所述方法具有多个步骤。一个步骤涉及提供第一组织病理学图像数据。第一组织病理学图像数据基于已在第一时刻从患者提取的组织样本。另一步骤涉及提供第二组织病理学图像数据。第二组织病理学图像数据基于已在不同于第一时刻的第二时刻从患者提取的组织样本。另一步骤涉及基于第一组织病理学图像数据和第二组织病理学图像数据借助于图像处理算法来确定相似性信息。相似性信息具有关于第一组织病理学图像数据中的指示病理学鉴定的至少一个区域与第二组织病理学图像数据中的指示病理学鉴定的至少一个区域之间的相似性的说明。另一步骤涉及提供相似性信息。
[0012]第一组织病理学图像数据和第二组织病理学图像数据是图像数据集，所述图像数据集可以具有一个或多个尤其二维的单个图像。用于第一组织病理学图像数据的另一表述是第一组织病理学图像数据集。用于第二组织病理学图像数据的另一表述是第二组织病理学图像数据集。一个单个图像或多个单个图像可以分别是像素图像。一个单个图像或多个单个图像分别描绘了从患者的组织样本中制备的组织切片。如果在组织病理学图像数据集中描绘了多个组织切片，则所有所述组织切片可以从同一组织样本中制备。借此，第一组织病理学图像数据中的所有图像数据可以基于一个组织样本产生，并且第二组织病理学图像数据中的所有图像数据可以基于另外的/其他组织样本产生。两个组织样本两者可以从同一患者提取，更确切地说尤其从患者的相同或至少一个相似的解剖目标区域提取，但是在不同的时刻提取。例如在所述时刻之间可以存在数天、数月或数年以及患者的多样的医学治疗。
[0013]从组织样品制备组织切片可以包括从组织样品中制备区段(例如借助于冲切工
具)，所述区段被切成微米薄的层、即组织切片。用于区段的另一词是块或冲切部。在此，在组织病理学图像数据中描绘的组织切片尤其可以从同一组织样本中的不同的区段中获得。在显微观察时，组织病理学图像数据的单个图像可以显示组织样本的精细组织结构，并且尤其可以显示细胞结构或包含在组织样本中的细胞。当在更大的长度尺度上观察时，单个图像可以显示组织结构和组织密度的概览。
[0014]制备组织切片还包括借助于组织病理学染色剂对组织切片进行染色。在此，染色可以用于突出组织切片中的不同结构、如例如细胞壁或细胞核，或用于检验医学指标、如例如细胞增殖水平。在此，不同的组织病理学染色剂用于不同的目的。尤其地，包含在组织病理学图像数据集中的所有单个图像可以描绘已经借助于同一组织病理学染色剂染色的组织切片。替选地，包含在组织病理学图像数据集中的单个图像可以描绘已经本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种计算机实施的用于提供关于患者的不同的组织病理学图像数据(HIS1，HIS2)的相似性信息(AEI)的方法，所述方法具有如下步骤：
‑
提供(S10，S10'，S10”)第一组织病理学图像数据(HIS1)，所述第一组织病理学图像数据(HIS1)基于已在第一时刻从患者提取的组织样本；
‑
提供(S20，S20'，S20”)第二组织病理学图像数据(HIS2)，所述第二组织病理学图像数据(HIS2)基于已在不同于所述第一时刻的第二时刻从所述患者提取的组织样本；
‑
借助于图像处理算法(TF
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A，TF
‑
B，TF
‑
C，TF
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A')对所述第一组织病理学图像数据(HIS1)和所述第二组织病理学图像数据就来自所述第一组织病理学图像数据(HIS1)中的指示病理学鉴定的至少一个区域(IB)与来自所述第二组织病理学图像数据(HIS2)中的指示病理学鉴定的至少一个区域(AEB)之间的相似性进行分析；
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基于所述分析的步骤来确定(S30，S30'，S30”)相似性信息(AEI)；以及
‑
提供(S40，S40'，S40”)所述相似性信息。2.根据权利要求1的方法，其中，所述相似性信息(AEI)包括：
‑
相应的所述第一组织病理学图像数据和/或所述第二组织病理学图像数据(HIS1，HIS2)中的指示病理学鉴定的相似的区域(IB，AEB)的说明；
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相应的所述第一组织病理学图像数据和/或所述第二组织病理学图像数据(HIS1，HIS2)中的指示病理学鉴定的相似的区域(IB，AEB)的相应的相似性的定量说明；
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所述第一组织病理学图像数据和/或所述第二组织病理学图像数据(HIS1，HIS2)中的指示病理学鉴定的相似的区域(IB，AEB)的位置信息；
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基于所述第一组织病理学图像数据和/或所述第二组织病理学图像数据(HIS2)的辅助图像(AB)，在所述辅助图像中突出指示病理学鉴定的相似的区域(IB，AEB)；
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在所述第一组织病理学图像数据与所述第二组织病理学图像数据(HIS1，HIS2)之间存在复发关系的概率。3.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中提供(S40)所述相似性信息(AEI)的步骤具有经由用户界面(10)为用户显示所述相似性信息(AEI)。4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，还具有如下步骤：基于所述相似性信息(AEI)填写(S50)医学报告模板。5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，确定所述相似性信息(AEI)的步骤(S30'，S30”)包括：
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在所述第一组织病理学图像数据(HIS1)中辨识(S15'，S15”)指示病理学鉴定的感兴趣区域(IB)；
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搜索(S30A'，S30A”)所述第二组织病理学图像数据(HIS2)的相似性区域(AEB)，所述相似性区域(AEB)分别与所述感兴趣区域(IB)具有相似性，其中搜索(S30A'，S30A”)的步骤包括将所述图像处理算法(TF
‑
A，TF
‑
B，TF
‑
C，TF
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A')应用到所述第二组织病理学图像数据(HIS2)上；以及
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基于搜索(S30A'，S30A”)的步骤来确定(S30B'，S30B”)所述相似性信息(AEI)。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述感兴趣区域(IB)具有在所述第一组织病理学图像数据(HIS1)中限定的一个或多
个单个区域(ROI，ROI1，ROI2，ROI3)，所述一个或多个单个区域(ROI，ROI1，ROI2，ROI3)尤其分别指示病理学鉴定。7.根据权利要求5或6中任一项所述的方法，其中，辨识(S15'，S15”)所述感兴趣区域(IB)的步骤包括：通过所述图像处理算法(TF
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A，TF
‑
B，TF
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A')来确定(S15A'，S15A”)所述感兴趣区域(IB)，和/或评估(S15B'，S15B”)用户的注释，所述注释标识所述感兴趣区域(IB)，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯文，
申请(专利权)人：西门子医疗有限公司，
类型：发明
国别省市：