专利名称：虚拟显微镜切片方法及系统的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及虚拟显微镜切片方法及系统，具体地说是指一种虚拟显微镜切片的制作、传输、显示方法及系统。
背景技术：
显微镜和组织切片已发明了三百余年，广泛用于临床诊断，科学研究和教学等领域。随着计算机和信息时代的到来，人们逐渐设法将显微镜能采集到的组织放大图象数字化，此后将这些信息通过计算机网络从一计算机终端传输到另一计算机终端，从而进行远距离的实时的或滞后的观察，从而克服了地理、时间等方面的限制，大大提高了工作和学习的效率、灵活性和精确性。然而现有的模拟切片和远程显微镜系统远远不能满足实际工作和学习的需求，原因是制片成本高，文件占用电子贮存空间过大，操作和网络传输速度太慢等。所以模拟显微镜、模拟切片和远程病理系统至今没有得到广泛推广和应用。
中国专利200410007358.3号公开了一种“用于交互传输和累进显示压缩图像数据的医疗系统架构”，其具有至少一种用于采集检查图像的模式、与各模式对应的用于处理检查图像的计算机工作平台、用于传送检查图像的装置、用于存储数据和检查图像的装置和用于对检查图像进行后处理的其它使用者工作平台，其中，一装置对图像数据进行压缩和组织，并将该数据以特定的参数进行存储，使得可以访问单个分组，以及一装置根据使用者工作平台的要求逐个分组地对分组的图像数据进行解压缩，以产生具有累进参数的多成分图像，该参数给出分辨率等级、质量等级、感兴趣区域、层厚和/或成分索引，根据这些参数产生具有累进分辨率、累进质量等级、一致的ROI功能和/或可变层厚的多成分图像。
该专利申请所提供的方案是在JPEG-2000的基础上进行改进而得出的，其核心在于，将图像数据进行分组，每个分组带有特定的控制参数，各分组可以单独压缩、存储、传输和解压缩并显示，以达到分布传输、累进显示图像的目的，并力图在选择的时刻均匀地显示图像，以提高显示速度。即，在图像传输的过程中，图像的显示也同步进行，开始先以较低的分辨率等级显示质量较低的图像，等接收到更多的数据，再以较高的分辨率等级累进显示具有更高质量的图像，并且，对于多成分图像来说，每个成分所显示的质量是相同的，对于观察者来说，将看到状态一致的图像。
尽管图像是由低质量到高质量一致累进显示的，观察者在同一时刻看到的图像是均匀的，但要在观察者的终端最终显示出高分辨率的图像仍需要等到所有数据传送完毕，受到网络传输速度的影响，仍需相当长的时间，前且有明显的滞后感，特别是对于本文前述的虚拟显微镜切片来说，观察者不能在其终端上以最大分辨率任意放大观察其可能希望观察的图像区域。虽然该专利申请的方案提供了要求感兴趣区域的功能，其图像的压缩、存储、传输和解压缩并显示仍等同于前述方案。
发明内容
本发明提供一种虚拟显微镜切片方法及系统，其主要目的在于克服现有技术中在通过计算机网络传输病理切片的数字化图像过程中，因占其用电子贮存空间过大，网络传输速度太慢等因素而得不到推广普及应用的问题。
本发明采用如下技术方案虚拟显微镜切片方法，包括1)获取切片的较低分辨率的整体图像，将其作为虚拟切片的背景图像；2)在切片的具有特定意义的部位进一步取得至少一处相对于背景图像具有所需放大倍数的高分辨率的特定部位图像，并记录这些特定部位图像相对于背景图像的坐标；3)将特定部位图像和整体图像通过其坐标相关联，并打包压缩成虚拟切片；4)制作者将虚拟切片通过网络进行传输，使用者对该虚拟切片解压缩，先显示背景图像，然后根据需要通过坐标关联显示与背景图像对应的特定部位图像。
前述虚拟显微镜切片方法，进一步包括1)使用者通过坐标在背景图像上指定其所需放大观察的特定部位，并将与该部位关联的坐标及所需放大倍数发送给制作者；2)制作者取得该坐标对应的具有所需放大倍数的特定部位图像，并将其与整体图像通过其坐标相关联，打包压缩成新的虚拟切片，通过网络向使用者传输该新的虚拟切片；3)使用者对该新的虚拟切片解压缩，先显示背景图像，然后通过坐标关联显示与背景图像对应的所需的特定部位图像。
进一步地，在步骤1)中可通过高分辨率全切片扫描或数码拍照获取切片的整体图像。
在步骤1)中也可通过数码相机和显微镜在低倍镜下连续拍摄切片的局部图像，再将各局部图像拼接成切片的整体图像。
进一步地，在步骤2)中，通过显微镜在高倍镜下获取切片的具有特定意义部位的图像，该特定部位相对于背景图像具有所需放大倍数。
进一步地，所述将虚拟切片通过网络进行传输的方法包括采用电子邮件进行传输和采用FTP方式传输。
实现上述虚拟显微镜切片方法的虚拟显微镜切片系统，包括数字图像获取装置，用于获取不同分辨率的切片整体图像和切片特定部位图像；虚拟切片终端，与数据字图像获取装置连接，包括一图像处理模块，对数字图像获取装置取得的图像进行处理，以及一压缩模块，对数字图像获取装置取得的图像进行压缩打包，形成虚拟切片；至少一应用终端，通过计算机网络与虚拟切片终端连接，包括一解压缩模块，对来自虚拟切片终端的虚拟切片进行解压缩，以及一图像浏览控制模块，分级显示解压缩后虚拟切片中的切片整体图像和切片特定部位图像。
前述虚拟显微镜切片系统，其应用终端进一步包括一画图模块，用于在虚拟切片中的切片整体图像上标注感兴趣位置。
前述虚拟显微镜切片系统，其数字图像获取装置可包括切片扫描仪或数码相机，用于获取切片的整体图像；以及高倍镜显微镜，用于获取高分辨率的切片特定部位图像。
前述虚拟显微镜切片系统，其数字图像获取装置也可包括低倍镜显微镜，用于获取用于拼接成切片整体图像的切片连续图像；以及高倍镜显微镜，用于获取高分辨率的切片特定部位图像。
综上所述，本发明具有如下优点一，通过本发明得到的虚拟切片仅包含切片的低分辨率的整体图像和少数几处高分辨率的可能感兴趣的特定部位图像，其占用的电子空间大大小于完整的高分辨率的切片图像，在该虚拟切片的制作、传输及浏览过程中，占用的计算机资源、网络资源极小，因而制作、传输及浏览速度比以往大大提高；二，在本发明中，由于虚拟切片是被完全传输完成后才进行解压缩和浏览，其浏览完全是在本地进行的，因而其显示顺畅，没有滞后感；三，本发明对设备的依赖程度大大降低，只要拥有连入网络的计算机及相应软件，就可以成为该虚拟显微镜切片系统的受益者，并且，只要还拥有扫描仪、数码相机、显微镜等设备，就可成为虚拟切片的制作者，而对这些设备的型号则没有特殊限制，因此本发明的成本大大降低；四，本发明具有反馈功能，从而弥补了虚拟切片制作者可能遗漏某些浏览者感兴趣的特定部分的不足；五，本发明为病理学家进行远程会诊提供了快速、便捷的手段，也为不同地区的医生间共享切片资源、交流诊断意见提供了方便；六，本发明的图像采集及传输方法可不经创造性思维地应用于传输和观察各种高分辨率的图像，如大体标本、卫星图像、详细地图、计算机芯片的显微图像等。
图1为本发明的系统结构示意图；图2为本发明实施例一虚拟切片终端的流程图；图3为本发明实施例二虚拟切片终端的流程图；图4为本发明应用终端的流程图。
具体实施例本发明的具体实施例一，参照图1，该虚拟显微镜切片系统包括数字图像获取装置1、虚拟切片终端2、计算机网络3以及应用终端4。
数字图像获取装置1为各种已有型号的扫描仪或数码相机和高倍镜显微镜，扫描仪或数码相机可获取现实的病理切片的较低分辨率的完整图像，高倍镜显微镜则可根据需要获取现实病理切片中多个感兴趣部位的较高分辨率的特定部位图像。
虚拟切片终端2可以是任何符合软件要求配置的计算机，可以是台式机或笔记本电脑，并且要求包括以下几个部分中央处理器21，用于总体控制；图像处理模块22，用于对较低分辨率的完整图像和多个较高分辨率的特定部位图像进行必要的处理，并通过坐标和放大倍数来建立特定部位图像和完整图像的对应关系；压缩模块23，用于对具有对应关系的特定部位图像和完整图像进行压缩，形成虚拟切片；存储器24，用于存储各种暂时的或相对长久的数据。
计算机网络3是普通的计算机网络，在本系统中相当于传输媒介。
应用终端4可以是任何符合软件要求配置的计算机，可以是台式机或笔记本电脑，并且要求包括以下几个部分中央处理器41，用于总体控制；解压缩模块42，用于对虚拟切片进行解压缩；图像浏览控制模块43，用于对虚拟切片中的切片整体图像及特定部位图像进行分级显示，该分级显示是在用户的交互下进行的；画图模块44，用于让用户在切片整体图像中标出感兴趣的特定部位，以便向虚拟切片终端2发出新的更符合需要的虚拟切片请求；存储器45，用于存储各种暂时的或相对长久的数据。
参照图2，显示了虚拟切片终端2的处理流程，其中包括虚拟切片制作人的交互操作。首先，虚拟切片终端2从扫描仪或数码相机获取现实病理切片的分辨率较低的整体图像(步骤S1)；接着，根据需要从高倍镜显微镜获取多个感兴趣的切片特定部位图像(步骤S2)，所谓的感兴趣是指医生进行诊断分析需要进行观察的关键部位；然后，将切片整体图像、各特定部位图像及各特定部位图像在整体图像中的坐标及相对放大倍数压缩打包，形成虚拟切片(步骤S3)，即，该虚拟切片中包含较低分辨率的切片整体图像、多个较高分辨率的切片特定部位图像及它们之间的关联信息；接下来，通过计算机网络3将该虚拟切片传输至所需要位置(S4)；若对该虚拟切片有更多感兴趣部位的请求(步骤S5)，则转到步骤S2，循环执行，否则根据切片制作人的输入结束程序。
参照图4，显示了应用终端4的处理流程，其中包括用户的交互操作。首先，对接收到的虚拟切片进行解压缩(步骤S01)，显示虚拟切片中分辨率较低的切片整体图像(步骤S02)，接着，用户根据其需要在切片整体图像选择其感兴趣的特定部位(步骤S03)，若虚拟切片中没有对应关联的高分辨率的切片特定部位图像(步骤S04)，则用户通过画图模块44在切片整体图像中标明其需要的感兴趣区域，并发送新的虚拟切片的请求(步骤S07)，并转至步骤S01之前，若虚拟切片中有对应关联的高分辨率的切片特定部位图像(步骤S04)，则显示该对应关联的高分辨率的切片特定部位图像(步骤S05)，接下来，若用户选择结束(步骤S06)，则结束程序，否则，转至步骤S02，显示较低分辨率的切片整体图像，用户可继续浏览其它部位的切片特定部位图像。
上述的处理流程经抽象概括而得出的，在实践中，很容易结合已经极为成熟的软件技术而实现更多的软件功能。例如图像的测量、比较、编辑，更多的图像显示功能，集成可视会议、聊天室、白板功能，这些不是本发明的重点，不详细说明。
本实施例中，虚拟切片终端2和应用终端4所采用的计算机至少需要256M的内存、奔腾III或以上的CPU，网络环境要求宽带互联网，现想的网络连接包括ISDN、光缆、DSL、T1或T3。
本系统除低分辨率的切片全显之外，只取了切片上一部分使用户感兴趣的部分高分辨率照像，而不是全部图象，所以整个文件占用贮存空间很小，一张虚拟切片所占空间通常是1-30MB的小文件，且在观察时，虚拟切片已全部下载到用户计算机的硬盘里，同时屏幕上显示的图像都已存放在计算机的内存当中，因此，多个图像可快速、随机切换。这样一种体系解决了以往虚拟切片因采集大量数字化图像而导致耗时且占用太大存储空间、造成的网络拥挤的弊端。虚拟切片即在较低倍数下扫描整张切片作为背景图像，从典型病变区选择高分辨率的图像并与背景图像相连打包而组成。这样的切片使观察者既有总体印象，又能看到局部高倍放大图像。
本系统潜在的缺点是切片整体图像所连接的特定部位图像不可能涵盖切片的全部，因此会影响观察者作出正确的判断。为弥补这一缺点，本系统的解决方法是建立了反馈功能，这种反馈是通过用户直接在屏幕上画出所需高分辨率特定部位图像的位置和大小，将这一信息通过网络送给虚拟切片制作人，虚拟切片制作人根据要求，自动或手动再拍相应照片，再打包后送还给用户进行观察，这样可使用户对任何部位进行观察，同时又不增加储存空间。这一功能比其他的远程病理系统具有更大的优势，可广泛应用于教育、人才培养、研究机构和诊断等多方面。
本发明的具体实施例二，其基本结构和处理流程与实施例一相近。主要区别在于本实施例数字图像获取装置1包括低倍镜显微镜，用于获取用于拼接成切片整体图像的切片连续图像，而不包含扫描仪或数码相机。其虚拟切片终端2的处理流程相应有所不同，参照图3，主要不同点在于通过低倍镜显微镜连续获取多个切片局部图像(步骤S01)，再将各个局部图像拼接成完整的切片整体图像(步骤S02)，取获取切片整体图像的方式不同。
需要说明的是，在上述描述中，为了方便说明，将虚拟切片终端2和应用终端4描述为独立的两个部分，这仅仅是通过其功能进行分割，而现实中，完全可以将虚拟切片终端2和应用终端4集中于一台计算机上。即网络中的任何一台计算机，只要安装了相应的软件模块，都可以用作虚拟切片终端2和/或应用终端4。
上述仅为本发明的两个具体实施例，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。
权利要求
1.虚拟显微镜切片方法，包括1)获取切片的较低分辨率的整体图像，将其作为虚拟切片的背景图像；2)在切片的具有特定意义的部位进一步取得至少一处相对于背景图像具有所需放大倍数的高分辨率的特定部位图像，并记录这些特定部位图像相对于背景图像的坐标；3)将特定部位图像和整体图像通过其坐标相关联，并打包压缩成虚拟切片；4)制作者将虚拟切片通过网络进行传输，使用者对该虚拟切片解压缩，先显示背景图像，然后根据需要通过坐标关联显示与背景图像对应的特定部位图像。
2.如权利要求1所述的虚拟显微镜切片方法，进一步包括1)使用者通过坐标在背景图像上指定其所需放大观察的特定部位，并将与该部位关联的坐标及所需放大倍数发送给制作者；2)制作者取得该坐标对应的具有所需放大倍数的特定部位图像，并将其与整体图像通过其坐标相关联，打包压缩成新的虚拟切片，通过网络向使用者传输该新的虚拟切片；3)使用者对该新的虚拟切片解压缩，先显示背景图像，然后通过坐标关联显示与背景图像对应的所需的特定部位图像。
3.如权利要求1所述的虚拟显微镜切片方法，其中，在步骤1)中通过高分辨率全切片扫描或数码拍照获取切片的整体图像。
4.如权利要求1所述的虚拟显微镜切片方法，其中，在步骤1)中通过显微镜在低倍镜下连续拍摄切片的局部图像，再将各局部图像拼接成切片的整体图像。
5.如权利要求1所述的虚拟显微镜切片方法，其中，在步骤2)中，通过显微镜在高倍镜下获取切片的具有特定意义部位的图像，该特定部位相对于背景图像具有所需放大倍数。
6.如权利要求1所述的虚拟显微镜切片方法，其中，所述将虚拟切片通过网络进行传输的方法包括采用电子邮件进行传输和采用FTP方式传输。
7.虚拟显微镜切片系统，包括数字图像获取装置，用于获取不同分辨率的切片整体图像和切片特定部位图像；虚拟切片终端，与数据字图像获取装置连接，包括一图像处理模块，对数字图像获取装置取得的图像进行处理，以及一压缩模块，对数字图像获取装置取得的图像进行压缩打包，形成虚拟切片；至少一应用终端，通过计算机网络与虚拟切片终端连接，包括一解压缩模块，对来自虚拟切片终端的虚拟切片进行解压缩，以及一图像浏览控制模块，分级显示解压缩后虚拟切片中的切片整体图像和切片特定部位图像。
8.如权利要求7所述的虚拟显微镜切片系统，其应用终端进一步包括一画图模块，用于在虚拟切片中的切片整体图像上标注感兴趣位置。
9.如权利要求7所述的虚拟显微镜切片系统，其数字图像获取装置包括切片扫描仪或数码相机，用于获取切片的整体图像；以及高倍镜显微镜，用于获取高分辨率的切片特定部位图像。
10.如权利要求7所述的虚拟显微镜切片系统，其数字图像获取装置包括低倍镜显微镜，用于获取用于拼接成切片整体图像的切片连续图像；以及高倍镜显微镜，用于获取高分辨率的切片特定部位图像。
全文摘要
虚拟显微镜切片方法，主要是将较低分辨率的切片整体图像作为虚拟切片的背景图像，将具有所需放大倍数的高分辨率的特定部位图像通过坐标与背景图像对应关联，然后并打包压缩成虚拟切片，并通过网络进行传输给使用者，使用者对该虚拟切片解压缩，先显示背景图像，然后根据需要通过坐标关联显示与背景图像对应的特定部位图像。虚拟显微镜切片系统则包括实现上述方法的数字图像获取装置、虚拟切片终端、应用终端，虚拟切片终端和应用终端通过计算机网络连接。本发明中的虚拟切片具有占用存储空间小、传输速度快、显示顺畅、成本低、易于应用等优点。
文档编号G02B21/00GK1925549SQ200510044500
公开日2007年3月7日 申请日期2005年8月30日 优先权日2005年8月30日
发明者杨泽声 申请人:麦克奥迪实业集团有限公司