[发明专利]产生未染色生物标本的多色图像

说明书

技术领域

在第一方面中，本发明涉及一种产生未染色生物标本的多色图像的方法，该标本包括至少两种化学不同的感兴趣物质。

在第二方面中，本发明涉及一种数据载体。

在第三方面中，本发明涉及一种用于产生未染色生物标本的多色图像的系统，对象包括至少两种化学不同的感兴趣物质。

背景技术

在组织病理学和细胞病理学中，病理学家会例行分析从组织或细胞涂片拍摄的显微图像。典型地，通过使用可见光的标准显微镜分析标本。由于细胞和组织几乎不吸收可见光，所以通常的做法是为标本染色。在可见光下能够观察到染色化学药品。这指示出存在其通常结合到的结构，而且一般还指示出该结构的量。在多年的训练和实践经验中，病理学家学会如何解释标本的染色图像以及如何得出诊断结果。在数字病理学界，一般认为使用染色化学药品是以透射对载片样本成像必须的。

选择哪种染色法通常取决于病理学家感兴趣的具体结构。非常流行的一种染色法是苏木精和曙红(H&E)染色。苏木精结合到嗜碱性结构并使它们带有蓝-紫色调。嗜碱性结构例如是包含核酸且胞质区中富含RNA的那些细胞成分。嗜曙红结构一般由细胞内或细胞外蛋白质构成，并被曙红染上粉红色。

不过，染色有几个主要缺点。缺点之一是，染色标本图像中的颜色再现强烈取决于已使用的染色方法。如T.Abe等人指出的，染色的质量不是恒定的(T.Abe等，“Colour Correction of Pathological Images Based on Dye Amount Quantification”，Optical Review，12卷，4期，2005，293-300页)。可是良好的质量对于使病理学家得到正确诊断是重要的。另一个问题涉及到传统病理学到自动诊断的转变，这是当今的一项重要进展。在医院之间，甚至染色机器之间观察到的质量变动，或染色机器的随时间而观察到的质量变动，为自动诊断带来了严重障碍。为了解决这些问题已经提出了不同的解决方案，例如改进染色过程的控制，或借助计算机对染色样本的多色图像进行数字校正(参见T.Abe等人的上述文章)。

本发明的目的在于提供一种不需要为标本染色来产生未染色生物标本的多色图像的方法。

这一目的是通过独立权利要求的特征实现的。在从属权利要求中概述了其他技术说明和优选实施例。

发明内容

根据本发明的第一方面，该方法包括

-产生对于每种感兴趣物质的物质图像，物质图像指示对于该图像的每个区域的该物质的量；

-基于该物质图像产生多色图像。

于是，每个物质图像是相应物质在标本中的分布图。可以通过任何适当方法获得物质图像。具体而言，提出测量标本对多波长光的吸收率并将这一测量数据转换成RGB图像数据。如果已利用例如常用的染色法苏木精和曙红(H&E)对标本染色并利用常规显微镜观察，RGB图像数据可以是标本RGB图像的紧密近似。于是能够完全避免染色。可以将本发明应用于整个组织病理学领域。染色几乎是所有基于组织/细胞的诊断的惯例(大约每家医院每年300.000+样本)。避免染色程序可以显著增加处理量并便于计算机对诊断进行(部分)自动化。

标本对可见光可以是基本透明的，例如，透射率超过80％，或超过90％。标本可以是组织病理学标本，并且可以布置于显微镜载片上。

基于物质图像产生多色图像可以包括

-向每种感兴趣物质分配假定的颜色；

-将每一个物质图像转换成具有所分配颜色的单色图像；

-叠加所述单色图像。

可以为感兴趣物质中的至少一种分配与能够结合到该物质的染料的颜色匹配的颜色。更具体而言，其

-使用成像/检测器械采集第一图像，该器械能够经由例如吸收率变化测量未染色标本中存在的要素数量，

-估计至少一种要素的数量，

-利用估计的数量生成第二图像，第二图像被着色成如同标本已经被利用预定义染色化学药品(例如H&E)染色一样。于是，尽管标本不曾被染色，但最终图像示出了病理学家熟悉的表达。这里可以指出，在数字病理学界，对于会产生黑白(B&W)或灰度图像的任何成像技术存在很强的偏见。病理学家已经强调，对他们来说，关键是无论计算机做什么，必须要以病理学家理解且习惯的方式让病理学家看到得出最终结论的重要步骤。具体而言，病理学家不太可能满足于(例如)两种相邻核的单色图像，其叠加指示每种核中核酸的量的一个数字。病理学家宁愿接受具有叠加数字的多色图像。针对具有较高核酸量的核，核的颜色将指示较重的染色，这类似于H&E染色的做法。