[发明专利]用于多路化组织学的数字增强的显微镜检查

说明书

与相关申请的交叉参考

本申请要求于2013年9月13日提交的美国非临时申请号14,027,093，和于2013年3月12日提交的美国临时专利申请号61/778,093的利益，所述专利整体引入本文作为参考。

技术领域

本公开内容涉及用于组织学的对比增强的显微镜检查。特别地，呈现的技术涉及显微镜检查和样本图像/视频的数字增强、颜色重新分类和/或数字处理。

背景

免疫组织化学（IHC）一般指检测、定位且定量生物样品中的抗原例如蛋白质，并且使用特异性结合部分例如对于特定抗原特异性的抗体的过程。原位杂交（ISH）一般指检测、定位和定量核酸的过程。IHC和ISH两者均可对各种生物样品执行，例如组织（例如新鲜冷冻的、福尔马林固定石蜡包埋的）和细胞学样品。在靶识别后，无论靶是核酸还是抗原，识别事件可以通过使用各种标记（例如生色、荧光、发光、放射性等）进行检测。例如，在组织上的ISH可以包括通过应用报道分子与之偶联的核酸互补链来检测核酸。报道分子的显现允许观察者定位异质细胞群体，例如组织学、细胞学或环境样品中的特异性DNA或RNA序列。ISH技术可以包括例如银原位杂交（SISH）、生色原位杂交（CISH）和荧光原位杂交（FISH）。可能难以鉴定极小的染色样品。在一些临床读出时，标记可以接近显微镜的光学分辨率极限，从而限制用户分辨多重杂交信号的颜色中和/或重叠中的轻微差异的能力。在使用显微镜的临床读出中，病理学家通常通过目视检查染为不同颜色的细胞或细胞组分（例如蛋白质、脂质等），报道关于生物样品的得分。不幸的是，可能难以察觉一些染剂和/或区分染色的特征。另外，色觉在病理学家之间可以不同。具有较不敏锐的视力的病理学家可能难以区分颜色，这可能导致病理学家之间的不一致评分。

多路化组织学技术可以用于评估IHC和ISH中的许多生物标记物。然而，观察者的色觉通常限制可以同时使用的色原或荧光团数目，从而限制测定多路化。在使用明视野显微镜的生色多路化中，可能难以在视觉上检测不同颜色的色原，因为色原可以具有相对广泛的光谱。即使使用更窄频带的吸收剂，不同色原之间的光谱重叠可以导致提供有限的色觉的暗点。样本间的染色中的变动可以进一步增加准确区分不同颜色的色原中的困难。另外，一些颜色比其他颜色更难以区分。黄色和蓝色一般提供更少的对比，因为它们吸收在可见光谱的蓝色或红色边缘处的光，使得吸收的总可检测光的百分比相对于例如绿光吸收剂相对很小，导致黄色和蓝色色原显示出相对于品红原更低的视觉对比。在可见光谱外的色原吸收剂可以用于增加多路化，但不能使用常规明视野显微镜进行观察。在荧光检测中，由于在可见光谱边缘上或外部的荧光标记发射，荧光标记无法通过不同观察者同样检测。因此，测定多路化的水平通常是有限的，并且测定多路化具有显著缺点。

概述

至少一些实施方案是用于直接观察染色的生物样本且输出数字增强的样本图像和/或视频的成像系统。成像系统可以包括用于直接观察样本和多光谱成像仪器的显微镜。用户可以通过显微镜的目镜观察，以快速定位用于检查的区域和/或定位特定目的特征，例如色原染色的特征，荧光团染色的特征，或关于IHC、ISH或其他检查技术的其他特征。样本的图像和/或视频可以在定位接近于显微镜的成像仪器的显示屏上实时输出。图像和/或视频可以得到数字增强，以促进染色特征的鉴定。通过在明视野观察（例如经由显微镜观察）之间交替且察看数字增强的图像/视频，用户可以快速且准确地评分样本。成像系统可以提供数字增强、颜色重新分类、光谱解卷积图像/视频、和/或图像/视频的数字处理。

在一些实施方案中，显微镜载物台可以在X、Y和Z（聚焦）方向上移动，并且成像仪器可以输出视频（或以接近视频的速率成像），以最小化、限制或基本上消除与展示图像和/或视频相关的延迟。在一个实施方案中，成像系统的图像捕获装置可以与复合显微镜偶联。在其他实施方案中，成像仪器可以并入数字显微镜内或是数字显微镜的部分。数字显微镜可以具有或不具有用于直接观察生物样本的目镜，以及用于输出数字增强的图像/视频的显示屏。