[发明专利]显微镜载玻片坐标系对齐

说明书

技术领域

本申请的主题一般涉及图像处理。

背景技术

包括显微镜光学系统、照相机、电动载物台、和计算机控制系统的自动成像系统可以从沉积在显微镜载玻片上的生物标本中获取细胞的图像。该系统然后可以处理这些图像以识别感兴趣的细胞。以后可能需要重新审视这些细胞，例如，以便获取这样细胞的更高放大倍数图像，或为人工审查展示某些感兴趣细胞。这种重新审视往往发生在单独成像站点上。对于与在第一成像站点上找到的感兴趣细胞相对应的载物台地点，为了进一步审查，这个第二成像站点必须重新定位那些确切细胞。

如果两个成像站点的坐标系是相同的，则第二站点可以简单地将它的载物台移动到第一成像站点上为一个细胞报告的载物台位置，那个细胞将处在第二成像站点上的视场的中心上。但是，由于载物台之间的差异或将载玻片装载或固定在特定成像站点上的不精确性，两个不同成像站点上的相同载物台坐标往往对应于标本出现在成像站点光学系统的视场中的不同区域。当被放置在成像站点的可动载物台上的载玻片稍有倾斜或没有适当地靠着载玻片插板摆放时，可能会出现误差。并且，当载物台的标称零位置由于载物台归位开关的不精确性一天天逐渐变化时，也可能出现误差。这种类型的小误差会产生戏剧性影响，因为第二成像站点上的更高放大倍数视场从标本的这一头到另一头可能小于十分之一毫米。甚至那个数值一半的误差就足以使感兴趣细胞处在图像之外。因此，对于每个载玻片，测量和校正载玻片定位的任何误差是有利的。

传统上，用在成像系统中或用于人工审查的显微镜载玻片具有印刷在它们的上面，为独立于载物台的载玻片建立标准坐标系的一个或多个“基准标记”。在每个成像站点上，成像系统定位载玻片上的这些标记，并将它们的坐标的差值用于确定可以应用于将来自第一成像站点的坐标转换成第二成像站点的坐标的变换。这种方法是有效的，但需要印刷在载玻片上的特殊标记，这潜在地增加了载玻片制造成本。另外，该方法是耗时的，因为在图像中定位基准标记之前可能有必要搜索几个地点。在高放大倍数上这特别困难，因为视场与使用较低放大倍数的成像站点相比较小。因此，需要不用显微镜载玻片上的预印刷基准标记地将一个成像站点上的感兴趣对象或视场的载物台坐标转变成其他成像站点的坐标的方法和系统。

发明内容

本文描述使用沉积在基片上的生物标本的细胞确定两个或更多个成像站点的载物台坐标之间的坐标变换的系统、方法及计算机程序产品。将载玻片装载到第一成像站点中。该第一成像站点获取细胞的图像，并选择某些图像用作参考图像。计算机将参考图像与第一成像站点获取参考图像的载物台坐标一起存储。然后将该载玻片装载到可以在比第一成像站点高的放大倍数上获取图像的第二成像站点上。该第二成像站点在第一成像站点获取参考图像的载物台坐标上获取第二图像。

因此，如果两个成像站点的载物台完全匹配，则第二图像将以在参考图像中作为中心的相同细胞为中心。更典型的是，在两个载物台的坐标系中存在些许失配，第二图像以在参考图像中稍微偏离中心找到的细胞为中心。因为参考图像的放大倍数是已知的，所以可以确定那些细胞在第一站点上的载物台坐标。因此，将那些细胞在第二系统上的载物台坐标与它们在第一系统上的载物台坐标匹配。对每个参考图像重复这个过程。这样确定的相应坐标对可以用于计算将第一站点上的任何地点—例如，感兴趣细胞的地点转换成第二站点上的正确地点的数学变换。

本文还提出了从较大一组可能候选者中选择参考图像以便使某些误差源最小的方法。这包括识别没有缺乏细胞物质的大空白区的参考图像，如果在与第一成像站点相比更高的放大倍数上拍摄则这可能导致空白第二图像。另外，公开的方法选择来自载玻片当中充分隔开和非共线的区域的参考图像，以便使数学变换尽可能精确。另外，还公开了有效地将第二图像与参考图像匹配的方法。

在一些实现中，提供了根据第一成像站点上感兴趣对象的坐标在第二成像站点上重新定位感兴趣对象的方法。该方法可以包括获取包括第一成像站点上的标本的参考图像和第二成像站点上的标本的第二图像的第一对图像；识别出现在参考图像和第二图像两者中的细胞群；从获取参考图像的载物台坐标中确定第一成像站点上的细胞群的载物台坐标；从获取第二图像的载物台坐标中确定第二成像站点上的细胞群的载物台坐标；以及计算将第一成像站点的载物台坐标转换成第二成像站点的载物台坐标的仿射变换。