用于对组织进行成像的系统和方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请根据35U.S.C. § 119(e)要求2012年8月15日提交的序列号为61/683, 417 的美国临时申请的优先权的权益，该申请的全部通过引用合并于此。
技术领域
[0003] 本发明的实施例涉及用于共焦显微镜的用户界面，该用户界面使临床医生或者其 他人能够在宏观和微观层面上检查组织并且捕获适合于对这种组织进行病理检查的图像。
【背景技术】
[0004] 共焦显微镜将组织光学地分区段以产生组织的截面微观图像（此处称为共焦图 像）。共焦显微镜的示例是由美国纽约Rochester的CaliberImaging&Diagnostics公司 (fkaLucid公司，在下文中称为Lucid公司）制造的VivaScope?，共焦显微镜。在专利 号为5, 788, 639、5, 880, 880、7, 394, 592、7, 859, 749、5, 995, 867和7, 864, 996的美国专利中 描述了共焦显微镜的其它示例，这些专利的全部内容被合并于此。共焦显微镜光学地形成 非组织学地制备的自然地或者外科手术地暴露的体内组织中的区段的图像，该图像对评估 组织中的病变有用，而不需要活体组织检查以及对来自这种活体组织检查的组织学地制备 的机械切片的组织样本的载玻片进行病理评估。此外，共焦显微镜对离体组织（即，从患者 取出的组织）的病理检查也是有用的，而不需对该组织进行机械切片以及组织学制备以用 于用传统显微镜在载玻片上观察。
[0005] 具体地，美国专利No. 7, 864, 996描述了用于对组织进行成像的共焦显微镜系统， 具有：用于捕获宏观图像的宏观成像器，以及用于捕获一个或者多个组织上或者组织内光 学形成的截面微观（共焦）图像的共焦成像器，组织附接装置（诸如组织环），其中利用组 织附接装置将宏观成像器和共焦成像器以与该装置预定义地对准的方式分别单独地提供 给组织，由此共焦成像器相对于组织表面的成像位置与宏观图像空间上相关。计算机系统 耦接至宏观成像器和微观成像器，并且具有显示器和存储器，该存储器用于存储从宏观成 像器接收的至少一个宏观图像和（当从共焦成像器接收时的）共焦图像。可在计算机系统 上操作的用户界面使宏观图像能够在耦接至计算机系统的显示器上显示，然后指示与可由 共焦成像器成像的组织的视场相关联的宏观图像内的区域。用户界面使得能够在宏观图像 中对共焦成像器的成像位置进行图形跟踪，并且把共焦成像器作为目标以在宏观图像中所 选择的一个或者多个成像位置处捕获共焦图像。用户界面还使得能够在由共焦成像器捕获 的共焦图像的一个或者多个位置的所显示的宏观图像上进行标记，该共焦图像由用户选择 用于存储在计算机系统的存储器中。通常已将这种用户界面并入VivaScope⑧1500共 焦显微镜中。
【发明内容】
[0006] 使用美国专利No. 7, 864, 996的共焦显微镜，临床医生或者其它培训的用户通 过在显示器上导航用户界面来操作共焦显微镜，以便相对于所显示的捕获的微观图像选 择在组织中的期望的位置处以及深度处的组织区段的单独的共焦图像。为了促进这种 共焦图象获取，美国专利No. 7, 864, 996的系统具有两个自动共焦图像捕获模式，称为 VivaStack?:和VivaBlock?;模式。在VivaStack?;模式中，在相对于所显示的 宏观图像的组织表面的共同位置处，在组织中的连续若干深度处捕获一组共焦图像。在 VivaB丨ock?:模式中，捕获一组共焦图像，然后将该组共焦图像布置为合成图像以描 绘组织中共同深度处的组织区域。用于采用美国专利No. 7, 864, 996的技术的系统的 指南（SP，VivaScanOperationsGuide，2〇ll，Lucid,Inc.)的全部内容通过引用合并 于此。使用美国专利No. 7, 864, 996的用户界面的临床医生可能发现难以达到作为目标 的要以VivaBlock?:模式捕获图像的期望深度；此外，临床医生还可能发现难以改变 VivaStack?模式下的捕获的特性，诸如截面层的数量、深度或者共焦成像功率。
[0007] 因此，本发明的实施例提供用于共焦显微镜的改进的用户界面，通过提供用于选 择收集图像的部位的可视方法以及通过允许容易地导航（例如通过触摸屏或者鼠标）遍及 所收集的图像，来使得能够实现附加的功能性以及临床医生或者其它用户在组织检查中容 易使用。
[0008] 在一个方面中，本发明的实施例包括用于对组织进行成像的方法，该方法包括使 由宏观成像器捕获的组织表面的宏观图像在视觉显示器上显示。接收对宏观图像的至少一 个部分的选择。对于宏观图像的每个选择的部分，使由共焦成像器在组织的对应部分中在 不同深度处捕获的多个共焦图像显示在视觉显示器上。接收从所述多个共焦图像之中对至 少一个目标深度图像的选择。对于每个选择的目标深度图像，指示共焦成像器在组织的选 择区域上的不同位置处并且在与目标深度图像的共同深度处捕获多个附加的图像。
[0009] 可以包括下列特征中的一个或者多个。视觉显示器可以包括触摸屏。接收对宏观 图像的至少一个部分的选择可以包括：识别对触摸屏上显示的宏观图像的至少一个部分的 至少一个触摸。接收对至少一个目标深度图像的选择可以包括：识别对触摸屏上显示的至 少一个共焦图像的至少一个触摸。识别组织的所选择的区域可以包括：识别对触摸屏上显 示的宏观图像的至少一个触摸。
[0010] 组织的所选择的区域可以对应于覆盖在宏观图像上的用户可调节区域。可以使网 格覆盖在宏观图像上，该网格将宏观图像划分成块，所述块表示用于共焦成像器的步进电 机的帧位置（frameposition)。
[0011] 在接收对宏观图像的至少一个部分的选择之后，可以使用于要捕获的共焦图像的 图形输入在视觉显示器上显示。
[0012] 图形输入可以包括用户可选择的输入，用于选择要捕获的共焦图像的深度、层计 数和激光功率随深度的变化。
[0013] 可以在组织的所选择的区域上的不同位置处分别捕获多个附加的图像。对于与选 择的目标深度图像共同的至少一个深度，可以形成来自分别捕获的附加图像的组织的所选 择的区域的合成图像。可以使合成图像在视觉显示器上显示。
[0014] 在另一个方面中，发明的实施例包括用于对组织进行成像的系统。所述系统包括 计算机存储器，该计算机存储器用于存储由宏观成像器和共焦成像器捕获的图像，以及用 于存储限定指令的集合的代码；以及用于执行指令的集合的处理器。所述代码包括成像模 块，配置为：（i)使由宏观成像器捕获的组织表面的宏观图像在视觉显示器上显示；（ii)接 收对宏观图像的至少一个部分的选择；（iii)对于宏观图像的每个选择的部分，使由共焦 成像器在组织的对应部分中的不同深度处捕获的多个共焦图像在视觉显示器上显示；（iv) 接收从所述多个共焦图像之中对至少一个目标深度图像的选择；以及（V)对于每个选择的 目标深度图像，指示共焦成像器在组织的选择区域上的不同位置处并且在与目标深度图像 的共同深度处捕获多个附加的图像。
[0015]可以包括下列特征中的一个或者多个。视觉显示器可以包括触摸屏。在接收对宏 观图像的至少一个部分的选择中，成像模块可以配置为识别对触摸屏上显示的宏观图像的 至少一个部分的至少一个触摸，和/或配置为识别对触摸屏上显示的至少一个共焦图像的 至少一个触摸。成像模块还可以配置为：通过识别对触摸屏上显示的宏观图像的至少一个 触摸来识别组织的所选择区域。
[0016]组织的所选择区域可以与覆盖在宏观图像上的用户可调节区域相对应。
[0017]成像模块还可以被配置为使网格覆盖在宏观图像上，该网格将宏观图像划分成 块，所述块表示用于共焦成像器的步进电机的帧位置。
[0018]成像模块还可以被配置为：在接收对宏观图像的至少一个部分的选择之后，使用 于要捕获的共焦图像的图形输入在视觉显示器上显示。图形输入可以包括用户可选择的输 入，其用于选择要捕获的共焦图像的深度、层计数和激光功率随深度的变化。
[0019]所述多个附加的图像可以在组织的所选择区域上的不同位置处分别地被捕获。成 像模块还可以被配置为：对于与选择的目标深度图像共同的至少一个深度，从分别捕获的 附加图像形成组织的所选择的区域的合成图像。成像模块还可以配置为使合成图像在视觉 显示器上显示。
[0020] 在又一个方面中，发明的实施例包括用于对组织进行成像的系统。所述系统包括： (i)宏观显示模块，用于使由宏观成像器捕获并存储在计算机存储器中的组织表面的宏观 图像在视觉显示器上显示；（ii)第一选择模块，用于接收对宏观图像的至少一个部分的选 择；（iii)共焦显示模块，用于使对于宏观图像的每个选择部分由共焦成像器在组织的对 应部分中的不同深度处捕获的并存储在计算机存储器中的多个共焦图像在视觉显示器上 显示；（iv)第二选择模块，用于接收从所述多个共焦图像之中对至少一个目标深度图像的 选择；以及（V)指令模块，用于指示共焦成像器对于每个选择的目标深度图像，在组织的选 择区域上的不同位置处并且在与目标深度图像的共同深度处捕获多个附加的图像。
【附图说明】
[0021] 通过结合附图阅读下列描述，本发明的实施例的上述目的、特征和优点将变得更 加明显，其中：
[0022] 图IA是本发明的实施例的系统的示意图，该系统包括具有共焦成像器（或者成像 头）的共焦显微镜、具有触摸屏显示器的计算机、和宏观成像器；
[0023] 图IB是能够附接至图IA的宏观成像器和共焦成像器的组织附接装置或者组织环 的不意图；
[0024] 图ic是示出以VivaStack?:和VivaBlock?:模式捕获的图像的关系的示意 图；
[0025] 图2是显示图IA的系统的自动模式操作的流程图，该自动模式操作用于获取以 VivaStack?:和VivaBlock?;模式捕获的图像中的一个或者多个集合；
[0026] 图3是在由宏观成像器捕获宏观图像之后图IA的系统的显示器上的示例用户界 面屏幕；
[0027] 图4是图IA的显示器上的示例用户界面屏幕，显示覆在宏观图像上的图标，标记 期望的以VivaStack?;模式获取的位置；
[0028] 图5A-5G是图IA的显示器上的用户界面屏幕上的VivaStack?模式中的简档 (profile)窗口的示例，使用户能够选择参数（例如，深度、层或者区段数量和沿着不同层 的共焦成像（激光）功率）以用于以VivaStack?;模式的获取；
[0029] 图6是图IA的显示器上的示例用户界面屏幕，显示以VivaStack?;模式获取之 后的图像中的每个组的图像以用于用户查看和接受；
[0030] 图7是图4的相同示例屏幕，其中与VivaStack?对莫式相关的图标已在图形上 发生改