用于分析扫描功效的方法技术

提供了一种用于操作显微镜扫描仪的方法。对包括样本的目标(6)上一个或多个感兴趣区域AOI执行第一成像扫描。这包括：沿着图像扫描路径相对于目标(6)移动检测器阵列(3)，并且在沿着图像扫描路径的多个位置中的每个位置处获取目标的图像。在成像扫描期间生成焦点控制数据，其中，生成焦点控制数据包括：计算在沿着图像扫描路径的每个所述位置处的焦点评价值。基于所述焦点评价值，沿图像扫描路径调整检测器阵列(3)的焦点高度。使用焦点控制数据分析所述第一成像扫描的功效，并且基于该分析，确定来自第一成像扫描的一个或多个扫描参数的变化，以用于执行第二成像扫描。以用于执行第二成像扫描。以用于执行第二成像扫描。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于分析扫描功效的方法


[0001]本专利技术涉及一种用于分析使用显微镜扫描仪获取的成像扫描的功效的方法。

技术介绍

[0002]对于病理学载玻片，将组织的活体组织切片固定在作为支撑的石蜡块中。从块中取出约4μm厚的薄层，放置在载玻片上。然后，对载玻片进行染色以显示感兴趣的组织和背景组织。通过蒸发除去石蜡，并将保护性盖玻片粘在组织上。通过使用全载玻片成像扫描仪，组织被扫描到数字文件，以供病理学家检查或供软件算法检查和指示是否存在疾病。通常，用于数字化图像的像素尺寸为约0.25μm，并且成像的自然孔径将焦点深度限制为约1μm。其上固定有组织的载玻片是不平坦的，误差在1μm内。完美制造的载玻片的标准方程表明，载玻片将在其自身重量下弯曲约2μm，并且由于载玻片的制造和安装导致的变形可能产生大得多的误差。通常，组织本身不总是具有均匀的厚度，组织的一些部分被切成比其它类型薄，或者组织被切成楔形。
[0003]如果全载玻片成像扫描仪不扫描焦点深度内的组织，则焦点深度外的那些区域将不适于诊断或者可能在诊断中产生错误。因此，全载玻片成像扫描仪通常具有诸如由US9116035所述的聚焦跟踪机构，以实现跨所有组织的正确聚焦。然而，由于许多原因，组织的聚焦的跟踪可能在整个组织上不是完美的。
[0004]一旦已经扫描了载玻片，就可以通过分析扫描图像来确定关于扫描质量的良好程度的多个方面。例如，通过检查在诸如细胞的组织物的边缘处的梯度，可以分析组织聚焦的程度。对于整个载玻片，这需要相当大的处理能力。具有0.25μm像素的典型15
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15mm区域将具有3.9千兆个像素。在压缩之前，RGB图像将是11Gb的数据。详细检查完整的图像(例如在US2019/0266726A1中出现的)将是缓慢的。
[0005]希望能够在成像扫描完成之后立即快速检查图像。如果在载玻片仍在扫描仪中时识别出扫描中的错误，则可以改变扫描条件并执行第二扫描，该第二扫描将不具有第一扫描的错误。该第二扫描可以具有仅被调谐到该载玻片类型的控制参数，或者其可以具有不同的开始条件，但是通常可以调整控制参数以改进扫描。在载玻片仍在扫描仪中时检查整个3.9千兆个像素图像可能是不实际的。本专利技术在找到更快和更有效的用于分析扫描图像的功效的方法的背景下进行，以便在需要的情况下可以执行第二扫描，该第二扫描校正在第一扫描中发现的任何缺陷。

技术实现思路

[0006]本专利技术的第一方面提供了一种用于操作包括检测器阵列的显微镜扫描仪的方法，该方法包括：对目标上的一个或多个感兴趣区域AOI执行第一成像扫描，其中，目标包括样本，并且其中，执行第一成像扫描包括：沿着图像扫描路径相对于目标移动检测器阵列，并且使用检测器阵列在沿着图像扫描路径的多个位置中的每个位置处获取目标的图像；在成像扫描期间生成焦点控制数据，其中，生成焦点控制数据包括：计算在沿着图像扫描路径的
每个所述位置处的焦点评价值；以及基于所述焦点评价值，沿图像扫描路径调整检测器阵列的焦点高度；使用焦点控制数据分析第一成像扫描的功效，并且基于该分析，确定来自第一成像扫描的一个或多个扫描参数的变化，以用于执行第二成像扫描。
[0007]因此提供了一种改进的方法，其使用在成像扫描期间生成的焦点控制数据来分析成像扫描的功效。传统上，仅为了执行成像扫描的目的而生成焦点控制数据，而从成像扫描产生的图像将被查看以评估扫描是否成功。相反，上述方法使用焦点控制数据来分析成像扫描的功效。这可以通过多种不同的技术(如将要讨论的)来实现，并且这些技术中的每一种都有助于快速且有效的结果，而不会对计算机处理资源提出高要求。该结果可以是对来自第一成像扫描的一个或多个扫描参数的变化的确定，使得可以在第二成像扫描中采取校正动作。这确保了用户可以以最小的延迟获得目标的高质量扫描图像。
[0008]在特别期望的实施方式中，在包括所述一个或多个AOI的第一扫描区域上执行第一成像扫描，并且确定一个或多个扫描参数的变化包括：选择目标上与第一扫描区域不同的第二扫描区域。这可以是例如焦点跟踪数据指示最初选择的一个或多个AOI太小以至于不能完全捕获由样本占据的目标区域的情况。病理学家通常希望捕获扫描图像内的整个样本，因此如果分析表明第一扫描区域太小，则相应地增加扫描区域是有利的。然而，成像扫描是耗时的，因此为了减少第二成像扫描所需的时间，期望仅将第二扫描的扫描区域增加到包含样本所需的量。因此，分析第一成像扫描的功效优选地包括：识别目标上的一个或多个边界位置，在一个或多个边界位置处，焦点控制数据指示检测器阵列主要对焦于第一扫描区域的边界处；以及选择第二扫描区域优选包括：调整第一扫描区域以并入目标的在第一扫描区域外部且围绕一个或多个边界位置的区域。第一扫描区域可以增加包围边界位置的预设量，以试图包含第一扫描区域外部的样本的轮廓。替代地，可以对目标上的样本的形状进行数学预测。特别地，分析第一成像扫描的功效可以包括：根据焦点控制数据识别目标上的一个或多个样本焦点区域，其中，焦点控制数据指示检测器阵列主要对焦在整个一个或多个样本焦点区域中；以及选择第二扫描区域可以包括：插入目标的在第一成像扫描期间成像的一个或多个样本焦点区域外部样本延伸穿过的区域。可以通过对样本焦点区域的轮廓应用形状拟合，诸如对从焦点控制数据确定的组织边缘拟合圆或弧或样条曲线，来找到被插入的区域的形状。这使得能够对样本延伸到第一扫描区域外部的位置进行更智能的估计，使得扫描区域延伸覆盖样本所必需的量，而不会在目标的不存在样本的区域上延伸。
[0009]评估第一成像扫描的功效优选地还包括：识别目标上的一个或多个不良焦点区域，其中，焦点控制数据指示在第一成像扫描期间，检测器阵列在整个一个或多个不良焦点区域中是离焦的。不良焦点区域可以在确定第二扫描区域的过程中使用。替代地或另外，确定一个或多个扫描参数的变化可包括：调整聚焦过程，以便在第二成像扫描期间获得与来自第一成像扫描的对应图像相比在目标的一个或多个区域(如，一个或多个不良焦点区域)内的不同焦点高度处的目标的图像。在对焦点控制数据的分析指示在第一成像扫描期间在一个或多个AOI中检测器阵列没有被适当地聚焦在样本上的情况下，可能发生这样的情形。然后确定新聚焦过程形式的扫描参数的变化，使得在第二成像扫描期间，检测器阵列在这些区域内具有不同的焦点。
[0010]通常，在第一成像扫描之前进行预扫描，该预扫描在大得多的焦点深度处执行，以便获得目标的低分辨率图像，从该低分辨率图像中可以选择一个或多个AOI。特别地，该方
法优选地还包括：执行预扫描，以生成目标的预扫描图像，其中，预扫描的焦点深度超过500微米，并且其中，在第一成像扫描期间获取的每个图像的焦点深度低于3微米；以及对预扫描图像执行自动化图像分析，以产生指示样本预期存在于目标上的位置的第一概率图，其中，一个或多个AOI选自第一概率图。已经发现，执行预扫描以识别一个或多个AOI的这个过程特别快速和有效，使得能够设置可以执行第一成像扫描的参数。
[0011]检测器阵列优选地包括光电检本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于操作包括检测器阵列的显微镜扫描仪的方法，所述方法包括：对目标上的一个或多个感兴趣区域(AOI)执行第一成像扫描，其中，所述目标包括样本，并且其中，执行所述第一成像扫描包括：沿着图像扫描路径相对于所述目标移动所述检测器阵列，并且使用所述检测器阵列在沿着所述图像扫描路径的多个位置中的每个位置处获取所述目标的图像；在所述成像扫描期间生成焦点控制数据，其中，生成焦点控制数据包括：计算在沿着所述图像扫描路径的每个所述位置处的焦点评价值；以及基于所述焦点评价值，沿所述图像扫描路径调整所述检测器阵列的焦点高度；使用所述焦点控制数据分析所述第一成像扫描的功效，并且基于该分析确定来自所述第一成像扫描的一个或多个扫描参数的变化，以用于执行第二成像扫描。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在包括所述一个或多个AOI的第一扫描区域上执行所述第一成像扫描，并且其中，确定一个或多个扫描参数的变化包括：选择所述目标上与所述第一扫描区域不同的第二扫描区域。3.根据权利要求2所述的方法，其中，分析所述第一成像扫描的功效包括：识别所述目标上的一个或多个边界位置，在所述一个或多个边界位置处，所述焦点控制数据指示所述检测器阵列主要对焦于所述第一扫描区域的边界处；以及其中，选择第二扫描区域包括：调整所述第一扫描区域以并入所述目标的在所述第一扫描区域外部且围绕所述一个或多个边界位置的区域。4.根据权利要求2或3所述的方法，其中，分析所述第一成像扫描的功效包括：根据所述焦点控制数据识别所述目标上的一个或多个样本焦点区域，其中，所述焦点控制数据指示所述检测器阵列主要对焦在整个所述一个或多个样本焦点区域中；以及其中，选择第二扫描区域包括：插入所述目标的在所述第一成像扫描期间成像的所述一个或多个样本焦点区域外部所述样本延伸穿过的区域。5.根据权利要求4所述的方法，其中，通过将形状拟合应用于所述样本焦点区域的轮廓来找到被插入的区域的形状。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，评估所述第一成像扫描的功效还包括：识别所述目标上的一个或多个不良焦点区域，其中，所述焦点控制数据指示在所述第一成像扫描期间，所述检测器阵列在整个所述一个或多个不良焦点区域中主要是离焦的；以及其中，确定一个或多个扫描参数的变化包括：调整聚焦过程，以便在所述第二成像扫描期间获得与来自所述第一成像扫描的对应图像相比在所述一个或多个不良焦点区域内的不同焦点高度处的所述目标的图像。7.根据权利要求6所述的方法，还包括：执行预扫描，以生成所述目标的预扫描图像，其中，所述预扫描的焦点深度超过500微米，并且其中，沿着所述成像路径获取的每个图像的焦点深度低于3微米；以及对所述预扫描图像执行自动化图像分析，以产生指示所述样本预期存在于所述目标上的位置的第一概率图，其中，所述一个或多个AOI选自所述第一概率图。8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述第一成像扫描还包括：从沿着所述图像扫描路径获取的图像生成所述目标的第一图像，并且从所述第一图像导出所述目标的第二图
像，其中，所述第二图像的分辨率小于所述第一图像的分辨率；以及其中，分析所述第一成像扫描的所述功效还包括：对所述第二图像执行自动图像分析，以产生预期存在所述样本的所述目标的区域的第二概率图；以及识别所述预扫描图像中与所述目标上的位置对应的表面细节，在所述位置处，所述第一概率图指示预期存在所述样本，并且所述第二概率图指示不存在所述样本；其中，所述一个或多个不良焦点区域不包括所述目标上的具有所述表面细节的位置。9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第二图像的分辨率近似等于所述预扫描图像的分辨率。10.根据权利要求6至9中任一项所述的方法，其中，所述焦点控制数据包括：在沿着所述图像扫描路径的每个位置处的所述目标的估...

【专利技术属性】
技术研发人员：马丁，
申请(专利权)人：FFEI公司，
类型：发明
国别省市：