面向自动扫描的组织病理切片检测目标定位方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种面向自动扫描的组织病理切片检测目标定位方法与装置，该装置结构简单，主要由四部分组成：相机及镜头、背光源、相机固定架、遮光外壳。该方法从所采集图片中快速提取玻片的标签信息，并对组织标本病理区域进行定位提取出若干病理小矩形区域相对玻片原点的距离。将每张玻片上的若干病理小矩形区域相对玻片原点的位置标定换算成实际偏移距离之后，结合对应玻片的标签信息存储在数据库中。在实际进行显微自动检测时，直接对玻片预处理得到的检测目标位置信息进行读取，进而控制载物台的移动位置，使物镜逐个定位到检测目标的位置进行快速扫描采集，减少了目标物遍历查找搜集的时间，提高了工作效率。提高了工作效率。

【技术实现步骤摘要】
面向自动扫描的组织病理切片检测目标定位方法与装置


[0001]本专利技术涉及医疗信息采集和临床检测
，尤其涉及一种面向自动扫描的组织病理切片检测目标定位方法与装置。

技术介绍

[0002]组织病理检查，主要是指将病变的组织通过手术切取、腔镜下钳取，或者经细针穿刺而获得的病变组织，将其通过取材、固定、脱水、透明，以及浸蜡、包埋、切片、染色等一系列的组织处理而制成的规范的组织病理切片。在显微镜下进行观察，根据其组织结构和形态的变化，以给予明确的病理诊断，从而指导临床医生根据病理检查结果进行针对性的治疗。
[0003]组织病理检查在临床中应用比较广泛，能够定性。临床上，组织病理检查往往用于确诊疾病，因为病理检查是所有检查的金标准。比如进行胃部取活组织，进行组织病理学检查，以明确炎症的类型，判断严重性，同时明确炎症组织有没有恶变。此外，例如对于胃癌的确诊也是需要进行组织病理检查的，所以成为了一种常用的医学检测手段，包括其它部位的肿瘤，切除组织后再进行组织病理检查可作为确诊的重要依据。病理玻片可以辅助医生进行初步诊断快速筛选大量病患的病理情况，提高临床诊断效率，同时可以决定下一步的治疗方案以及估计预后，进而提高临床治疗水平。组织病理学检查不论在临床医学还是医学研究中都具有重要的意义。
[0004]目前国内外现有的临床组织病理检测主要靠人工观察显微镜的检验方式进行，人工镜检是医生通过手、眼、脑配合操作和观察显微镜下玻片的过程，人工手动镜检的存在的问题在于这几个方面：
①
检测医师的劳动强度比较大，需要检测的组织病理玻片数目较多，检测效率低下。
②
人工检测成本较高，存在“用人荒”的问题，检测人员供不应求。
③
人工检测的局限性，因仅仅依靠宏观上的大体病理位置进行显微镜物镜的定位调节，存在着较多的区域漏检问题。
[0005]当前出现的显微自动扫描仪可以替代医生阅片过程的体力劳动，是未来的技术趋势。目前的自动显微扫描主要以扫描液基玻片为主，比如宫颈脱落细胞、尿液细胞学、痰液细胞学等应用领域，针对当前临床检验量十分庞大的组织病理检测，如消化道内镜切除组织、穿刺取出组织等临床细胞学检测尚无自动扫描装置，导致消化病理临床医生工作强度巨大，急需自动化仪器解放医生的体力劳动。液基玻片和组织病理玻片病理样本分布有着明显差异：液基玻片待观测区域较为集中，多密集分布在指定区域，采用固定位置的“弓字形”或“堆垛式”扫描轨迹即可实现被检测目标的扫描；然而组织病理玻片因人工制片的随机性造成了病理区域呈分散式随机排布，所述差异见图1、图2所示。
[0006]采用液基细胞学玻片的固定区域和路径的扫描方式对组织病理玻片进行扫描检测，存在无法找到检测目标的问题，组织的随机分布使常规的检测过程犹如大海捞针，效率极其低下。
[0007]若要实现临床组织病理检验的自动扫描，需要让扫描系统预先知晓检测目标在玻
片坐标系中的分布数量、位置、形状、面积等信息，扫描仪可以根据这些形位信息规划扫描路径，有的放矢，提高检验精准度和效率。因此提出一种面向自动扫描的组织病理切片检测目标定位方法与装置非常重要，尤其为医疗组织病理类玻片自动化检测提供了新的思路与方法，保证检测设备能够连续高效的稳定运行。

技术实现思路

[0008]本专利技术针对上述技术问题，提出一种面向自动扫描的组织病理切片检测目标定位方法与装置，该装置结构简单，主要由四部分组成：相机及镜头、背光源、相机固定架、遮光外壳。该方法可以从所采集图片中快速提取玻片的标签信息(含二维码信息)，并对组织标本病理区域进行定位提取出若干病理小矩形区域相对玻片原点的距离(定义玻片竖直摆放时右下角点为玻片原点)。将每张玻片上的若干病理小矩形区域相对玻片原点的位置标定换算成实际偏移距离之后，结合对应玻片的标签信息存储在数据库中。在实际进行显微自动检测时，直接对玻片预处理得到的检测目标位置信息进行读取，进而控制载物台的移动位置，使物镜逐个定位到检测目标的位置进行快速扫描采集，将采集到的组织病理图像结合相关算法再进行后续处理工作。本专利技术为面向显微镜自动扫描的组织病理切片检测目标快速定位信息采集工作提供了新的方法与思路。
[0009]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0010]本专利技术提供了一种面向自动扫描的组织病理切片检测目标定位方法，包括以下步骤：
[0011]S1、开启相机初始化相机参数之后，进行图像采集，结合形态学预处理定位玻片标签OCR矩形区域；
[0012]S2、判定矩形区域的中心点坐标是否位于左半区象限，若是则对图像扭转180度，若否则进入步骤S3；
[0013]S3、获得矩形区域Phi角度，Phi的输出范围为[
‑
pi,pi)；
[0014]S4、根据矩形区域的中心点坐标以及区域Phi角度，对该区域进行仿射变换对图像进行定位矫正，以矩形区域右下角点O为原点，水平为X、垂直为Y建立直角坐标系；
[0015]S5、由得到的矩形区域扩展向上建立另一个矩形ROI截取整个玻片区域，以该矩形ROI在相机采集的灰度图上抠图截取，获得玻片全区域图像；
[0016]S6、对该图像进行图像增强处理，获得组织玻片的标签信息；
[0017]S7、依据标签区域与病理区域的相对位置建立病理ROI，并在玻片全区域抠图，获得病理全区域；
[0018]S8、对于病理全区域应用数学形态学提取出若干目标检测区域，按行排序之后，获得目标检测区域最小外接矩形的角点坐标信息；
[0019]S9、根据角点坐标信息与玻片全区域原点坐标计算出所有目标检测区域的X、Y偏移像素距离；
[0020]S10、结合实际相机标定的坐标系转换实现由图像坐标系转换为世界坐标系，将像素偏移距离(Pix)换算为实际偏移距离(mm)，坐标变换关系式如公式(1)所示：
[0021][0022]其中，深度s为目标点在相机坐标系Z方向的值，等号左侧的矩阵为图像坐标系中的坐标，等号右侧第一个矩阵为相机内参数矩阵，第二个矩阵为相机外参数矩阵，第三个矩阵为相机坐标系中的坐标；
[0023]S11、结合该组织病理玻片的标签信息对应好目标检测区域的位置信息保存在数据库中。
[0024]进一步地，步骤S1中形态学预处理采用二值阈值处理方法。
[0025]进一步地，步骤S6中获得组织玻片的标签信息方法为：经过阈值化和形态学特征选取获得OCR连通域，对OCR连通域进行OCR光学字符识别或者二维码解码处理。
[0026]进一步地，步骤S10中坐标变换流程采用顺序变换：先从图像坐标系到相机坐标系，使用内参变换，之后从相机坐标系到世界坐标系，使用外参变换。
[0027]进一步地，从图像坐标系到相机坐标系获得的相机坐标为非齐次，转换为齐次坐标再进行下一步变换。
[0028]进一步地，从相机坐标系到世界坐标系时，将外参矩阵转换为齐次再进行计算。
[0029]进一步地，内参本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向自动扫描的组织病理切片检测目标定位方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、开启相机初始化相机参数之后，进行图像采集，结合形态学预处理定位玻片标签OCR矩形区域；S2、判定矩形区域的中心点坐标是否位于左半区象限，若是则对图像扭转180度，若否则进入步骤S3；S3、获得矩形区域Phi角度，Phi的输出范围为[
‑
pi,pi]；S4、根据矩形区域的中心点坐标以及区域Phi角度，对该区域进行仿射变换对图像进行定位矫正，以矩形区域右下角点O为原点，水平为X、垂直为Y建立直角坐标系；S5、由得到的矩形区域扩展向上建立另一个矩形ROI截取整个玻片区域，以该矩形ROI在相机采集的灰度图上抠图截取，获得玻片全区域图像；S6、对该图像进行图像增强处理，获得组织玻片的标签信息；S7、依据标签区域与病理区域的相对位置建立病理ROI，并在玻片全区域抠图，获得病理全区域；S8、对于病理全区域应用数学形态学提取出若干目标检测区域，按行排序之后，获得目标检测区域最小外接矩形的角点坐标信息；S9、根据角点坐标信息与玻片全区域原点坐标计算出所有目标检测区域的X、Y偏移像素距离；S10、结合实际相机标定的坐标系转换实现由图像坐标系转换为世界坐标系，将像素偏移距离(Pix)换算为实际偏移距离(mm)，坐标变换关系式如公式(1)所示：其中，深度s为目标点在相机坐标系Z方向的值，等号左侧的矩阵为图像坐标系中的坐标，等号右侧第一个矩阵为相机内参数矩阵，第二个矩阵为相机外参数矩阵，第三个矩阵为相机坐标系中的坐标；S11、结合该组织病理玻片的标签信息对应好目标检测区域的位置信息保存在数据库中。2.根据权利要求1所述的面向自动扫描的组织病理切片检测目标定位方法，其特征在于，步骤S1中形态学预处理采用二值阈值处理方法。3.根据权利要求1所述的面向自动扫描的组织病理切片检测目标定位方法，其特征在于，步骤S6中获得组织玻片的标签信息方法为：经过阈值化和形态学特征选取获得OCR连通域，对OCR连通域进行OCR光学字符识别或者二维码解码处理。4.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：张从鹏，张文，刘扬，
申请(专利权)人：北京毅能博科技有限公司，
类型：发明
国别省市：