一種基于病理切片掃描裝置的3d成像及融合的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種基于病理切片掃描裝置的3D成像及融合的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]病理切片是病理標本的一種。制作時將部分有病變的組織或臟器經(jīng)過各種化學(xué)品和埋藏法的處理，使之固定硬化，在切片機上切成薄片，粘附在玻片上，染以各種顏色，供在顯微鏡下檢查，以觀察病理變化，作出病理診斷，為臨床診斷和治療提供幫助。病理切片掃描裝置是把病理切片轉(zhuǎn)化成數(shù)字化的一種工具，替代了傳統(tǒng)顯微鏡。
[0003]但現(xiàn)有病理切片掃描裝置都是沒有3D的效果，導(dǎo)致無法達到像顯微鏡一樣可以在同一個位置可以上下調(diào)點焦距，來看不同的細胞組織變化。無法滿足在一個焦平面中掃描出所有清晰的圖像細節(jié)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的難題，提供一種基于病理切片掃描裝置的3D成像及融合的方法，有效的通過病理切片掃描裝置來模擬出比顯微鏡更方便簡潔的觀看3D效果，并且通過融合功能可以實現(xiàn)把不同焦平面上的清晰組織全部融合在同一張圖像上。最終達到能完整并清晰的查看到切片上所有的細胞及組織的圖像。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0006]一種基于病理切片掃描裝置的3D成像及融合的方法，通過病理切片掃描裝置模擬出各個焦平面上的3D圖像，并且通過融合方法將不同焦平面上的3D圖像全部融合在同一張圖像上，最終由各個焦平面層的數(shù)據(jù)與融合層的數(shù)據(jù)組合成一幅3D圖像。
[0007]所述病例切片掃描裝置包括:
[0008]相機:用于采集病理切片圖像；
[0009]成像鏡:用于光路成像；
[0010]物鏡:用于放大圖像，能夠上下移動，用于相機對焦；
[0011]病理切片:即掃描對象；
[0012]掃描平臺:用于移動病理切片沿X，Y方向移動；
[0013]聚光鏡:把光聚集在一起；
[0014]光源7:提供光源；
[0015]計算機。
[0016]所述方法包括:
[0017]SI，通過圖像識別出切片組織上的焦點，對焦點進行對焦，算出各個焦點的Z軸最佳焦距，即Z軸實測焦距；
[0018]S2，利用所述Z軸實測焦距，擬合出一個虛擬平面，則XYZ掃描的軌跡按該虛擬平面運動，把該虛擬平面掃描的層作為焦平面O層；
[0019]S3，在焦平面O層內(nèi)，控制物鏡和掃描平臺移動Z軸的運動曲線，在運動過程中，相機從軌跡(A與A’的軌跡起始點點同一個點)的運動的起始點開始持續(xù)不斷抓取物鏡與掃描平臺運動過程中的圖像，直至運動結(jié)束，并持續(xù)不斷地把圖像實時傳給計算機；計算機實時對抓取過來的圖像進行處理，直至該Z軸的運動曲線對應(yīng)的XY實際切片掃描軌跡結(jié)束；
[0020]S4，Y軸再次移動到起始點，把焦平面O層的Z軸的軌跡依次向上或向下移動設(shè)定的距離，每移動一次，重復(fù)一次S3 ；
[0021]S5，直至所有層掃描結(jié)束，即掃描出了焦平面O層、焦平面I層至N層；通過N+1層的數(shù)據(jù)，通過所有層的數(shù)據(jù)描繪出該Z軸的運動曲線對應(yīng)的XY實際切片掃描軌跡上的3D圖像；
[0022]S6，對每個Z軸的運動曲線重復(fù)S3、S4和S5，得到每個Z軸的運動曲線對應(yīng)的XY實際切片掃描軌跡上的3D圖像，進而獲得整張圖像的數(shù)據(jù)；
[0023]S7，制作出3D數(shù)據(jù)并且通過融合算法取出每層最清晰的內(nèi)容合成一個融合層。
[0024]所述SI中的對焦點進行對焦，算出各個焦點的Z軸最佳焦距是這樣實現(xiàn)的:
[0025]將Z軸勻速移動，使用病理切片掃描裝置中的相機不斷抓取圖像，找到抓取的圖像中的清晰度最高的圖像，該圖像對應(yīng)的Z軸的位置即為Z軸最佳焦距。
[0026]所述S2中的利用所述Z軸實測焦距，擬合出一個虛擬平面是這樣實現(xiàn)的:
[0027]利用所述Z軸實測焦距，用圖像平面擬合方法算出虛擬平面。
[0028]所述圖像平面擬合方法包括二維插值和最小二乘法。
[0029]所述S3中的計算機實時對抓取過來的圖像進行處理包括補光處理和顏色校正處理。
[0030]所述S4中的設(shè)定距離為0.0OOlmm至0.0lmm之間。
[0031]所述S5中的N為I至99。
[0032]所述S5中的N取4。
[0033]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明解決了病理切片掃描裝置掃描過程中，掃描出來的圖像丟失本身圖像細節(jié)的問題；能有效的通過病理切片掃描裝置來模擬出比顯微鏡更方便簡潔的觀看3D效果，并且通過融合功能實現(xiàn)了把不同焦平面上的清晰組織全部融合在同一張圖像上，最終達到能完整并清晰的查看到切片上所有的細胞及組織的圖像。
【附圖說明】
[0034]圖1病理切片的掃描裝置
[0035]圖2平臺XYZ軸的移動軌跡圖
[0036]圖3平臺XY軸的移動軌跡圖
[0037]圖4 A’軌跡的Y與Z軸的軌跡運動圖
【具體實施方式】
[0038]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細描述:
[0039]病理切片掃描裝置如圖1所示，包括用于采集病理切片圖像的相機裝置即相機I ;用于光路成像的成像鏡2 ;用于放大圖像的物鏡3，其可上下移動，用于相機對焦；病理切片4，即掃描對象；掃描平臺5，用于移動病理切片可以往X，Y方向移動；聚光鏡6，把光聚集在一起；光源7:提供光源為LED燈，圖1中的8-11表示PC與四個模塊相互通信，PC控制四個模塊及四個模塊對PC機有數(shù)據(jù)的返回。
[0040]圖2所示是平臺XYZ軸的移動軌跡圖。通過實測焦點算出掃描曲線。其中Α’表示的軌跡即Z軸的運動曲線，簡稱Α’軌跡。
[0041]圖3所示是平臺XY軸的移動軌跡圖。圖中為手繪切片組織圖，圖4表示實際對焦點。其中A表示XY的實際切片掃描軌跡。即A軌跡，與圖2中的Α’的軌跡對應(yīng)。
[0042]圖4所示是A ’軌跡的Y與Z軸的軌跡運動圖，其中0，1，2，3，4為5條不同的軌跡，條與條之間的Z軸間距為0.001mm。
[0043]本發(fā)明的具體步驟包括:
[0044]SI，對圖3中的焦點(焦點一般都選取在切片組織上，可通過圖像識別取得)進行對焦，算出各個點的Z軸最佳焦距也稱作實測焦距(對焦方法:Z軸勻速移動，相機不斷抓圖，通過抓取的圖像清晰度來得出Z軸移動到那個位置時圖像最清晰即當作焦距位置。)(即圖像最清晰的位