[发明专利]用于中间解剖的系统和方法

说明书

技术领域

本主题公开涉及用于医疗诊断的成像。更特别地，本主题公开涉及通过数字病理学指导的安装在载片上的组织载片的自动化显微解剖（中间解剖）。

背景技术

在分析诸如组织切片、血液、细胞培养等的生物标本时，将生物标本安装在载片上，用着色剂和生物标记的一个或多个组合进行着色，并观察所得出的分析物或对所得出的分析物成像以用于进一步分析。观察分析物使得能够实现各种过程，包括疾病诊断、对治疗的反应的评估以及抵御疾病的新药品的开发。分析物包括结合到抗体的一个或多个着色剂，所述抗体联结到蛋白质、蛋白质片段或标本中的其它感兴趣对象。在着色之后，可以对分析物成像以用于进一步分析组织标本的内容。此外，组织标本的着色或未着色的切片也可以在物理上进行解剖以用于进一步的分子或基因分析。例如，解剖安装在载片上的肿瘤样本通常用于充实癌细胞，以便在随后的生物化学特征分析时生成更好的信噪比。许多临床实验室出于实践原因并且为了避免激光显微解剖系统的开支和困难而利用手动解剖。不幸的是，手动方法经常缺乏分辨率和过程跟踪能力和文档资料。中间解剖系统提供了比手动方法更好的精度，同时还提供了数字图像指导和电子过程文档资料。现存的安装在载片上的组织中间解剖系统（诸如由AvanSci Bio（RTM）制造的那些（详见http://avansci-bio.com/uploads/CDP-08_MesoDissection_System_Flyer_Rev_1.pdf））提供了比手动方法更好的精度，同时还提供了电子图像指导和电子过程文档资料。中间解剖系统可以包括微组织研磨，其采用专用的一次性研磨刀头，其同时地分发液体、从安装在载片上的组织表面切割组织并将液体与被移位的组织片段一起抽出。中间解剖仪器还包括光学成像系统组件——其具有用以保持各组织载玻片的移动的x-y载台，其中各组织载片中的一个（通常是H&E载片）被加载到载台上并将其成像以便用户描画注释的轮廓。该载片称为参考载片。要解剖的组织载片（因此称为研磨载片）也位于载台上，并对其进行实况图像捕捉以用于组织提取。这些中间解剖系统还可以提供软件接口以用于使得能够实现感兴趣区域的注释以及在参考的图像和对应于连续切割的组织切片的研磨载片之间手动转移注释，从而使得能够进一步指导解剖和生成过程的电子记录。

虽然现存的中间解剖系统比手动解剖方法更有效且更适用于生物样本的生物标记分析，但是它们以许多方式受到限制而无法更广泛的使用。该系统在指定和构造用于研磨的注释方面有所不足。必须将在参考载片图像上描画轮廓的注释通过中间解剖系统上的手动交互的图像对齐和注释映射程序映射到研磨载片图像。因此，映射过程的准确度受限于中间解剖系统的放大率（分辨率）（约5x显微镜透镜物镜），这低于准确地定义期望区边缘（诸如肿瘤或免疫区边缘）所需的放大率并且比用数字病理学系统可能且通常得到的（20x、40x显微镜物镜等）低得多，这导致所提取的组织数据被其它形式的组织讹误与从期望的生物特定区中排他性地提取组织相对抗。

生成研磨注释的过程对于取得组织用于具体诊断或生物目的来说是至关重要的。现有系统被设计成由专业技术人员一次一个载片地以连续方式操作，并且生成这些注释的过程是人工密集型过程。这些系统缺乏在临床前药物发现、开发研究学习和临床预后和预测性分析的使用中以相关方式从多个组织载片中提取组织、分析并研究来自多个区和相邻载片的分子和基因序列分析信息的灵活性。

发明内容

本主题公开通过提供用于在数字病理学成像系统上经由参考载片和研磨载片的数字图像捕捉的生物标本和组织载片的中间解剖的指令或系统、计算机实现的方法和临床工作流程解决了上面识别出的问题，其使用数字病理学软件应用通过直接注释或利用自动化标记间配准操作将来自参考载片的扫描高放大率图像的注释映射到研磨图像来在研磨载片的数字化高分辨率图像上生成研磨注释，并且然后基于中间解剖系统上的主要用于研磨目的的已注释研磨图像来处理一个或多个研磨载片。使用数字病理学整体载片扫描器以期望的高分辨率（20x、40x等）数字扫描对应于组织样本的邻近切片的多个载片以生成高分辨率图像。一旦被数字化就可以由操作者或通过使用任何数字病理学整体载片图像观察应用上的图像分析操作来注释一个或多个图像以描绘感兴趣区域。已注释图像中的一个或多个可以被指定为一组参考图像。以类似方式，可以将一个或多个图像指定为一组研磨图像，即，所述载片意图通过中间解剖系统或研磨系统来解剖。例如，研磨载片可以是未着色组织载片。因此可以使用同一成像系统获取参考载片和研磨载片的图像。