玻片掃描影像系統(tǒng)

全自動(dòng)數(shù)字玻片掃描系統(tǒng)是一種廣泛應(yīng)用于畜牧、獸醫(yī)科學(xué)領(lǐng)域的分析儀器，主要用于組織切片的數(shù)字化掃描、存儲(chǔ)與傳輸，細(xì)胞切片的掃描、識(shí)別與輔助診斷，以及細(xì)菌（如結(jié)核菌，TB）的自動(dòng)批量掃描、識(shí)別與輔助診斷。

工作原理

1.光學(xué)成像

光學(xué)成像系統(tǒng)是掃描儀的核心部分，通過(guò)顯微鏡物鏡將玻片樣本放大并形成清晰的圖像。這一過(guò)程與傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡類似，主要依賴于物鏡的放大倍率（常見(jiàn)為20X、40X、100X等）和數(shù)值孔徑（NA）。光學(xué)系統(tǒng)包括透射光成像和熒光成像兩種方式：

透射光成像：通過(guò)在樣本下方提供光源（通常為L(zhǎng)ED或鹵素?zé)簦?，光線透過(guò)樣本，由物鏡聚焦成像，再通過(guò)攝像頭記錄圖像。這種成像方式適用于染色的組織樣本，尤其是蘇木精-伊紅（H&E）染色的病理切片。

熒光成像：用于觀察熒光染料標(biāo)記的分子結(jié)構(gòu)或蛋白表達(dá)。光源發(fā)出特定波長(zhǎng)的激發(fā)光，激發(fā)樣本中的熒光分子，隨后熒光發(fā)射光通過(guò)濾光片到達(dá)攝像頭并記錄圖像。

2.數(shù)字化采集

在光學(xué)系統(tǒng)形成樣本圖像后，圖像通過(guò)數(shù)字?jǐn)z像頭被采集并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。攝像頭的傳感器（如CCD或CMOS）將光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，生成高清的圖像。玻片掃描儀通常具有高像素的攝像頭，以確保在高倍率下仍能獲得清晰的圖像。圖像采集的分辨率通常達(dá)到0.17 μm/pixel，足以分辨細(xì)胞級(jí)的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)。

3.自動(dòng)化控制

玻片掃描儀的自動(dòng)化系統(tǒng)通過(guò)電動(dòng)載物臺(tái)進(jìn)行樣本移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)全玻片掃描。載物臺(tái)根據(jù)預(yù)設(shè)的掃描路徑，逐行移動(dòng)玻片，攝像頭依次采集不同區(qū)域的圖像。采集完成后，軟件會(huì)自動(dòng)將這些小區(qū)域的圖像拼接為完整的全玻片圖像（whole slide image, WSI）。現(xiàn)代的玻片掃描儀具備高效的自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng)，確保樣本的不同部分都處于最佳焦距。

4.圖像處理與分析

掃描完成后，圖像處理軟件負(fù)責(zé)對(duì)采集到的數(shù)字圖像進(jìn)行拼接、增強(qiáng)、分析和存儲(chǔ)。軟件通常具備智能化處理功能，如自動(dòng)識(shí)別感興趣區(qū)域（ROI）、圖像壓縮、注釋和數(shù)據(jù)管理等。此外，軟件還可以對(duì)圖像進(jìn)行后處理，如調(diào)整色彩、對(duì)比度，甚至進(jìn)行去噪處理，以提高圖像的質(zhì)量和可視化效果。

高分辨率成像

清晰細(xì)節(jié)捕捉：系統(tǒng)配備高分辨率的光學(xué)成像設(shè)備，能夠清晰地捕捉玻片上的細(xì)胞和組織結(jié)構(gòu)。例如，20倍物鏡的分辨率可達(dá)0.5μm/pixel，40倍物鏡的分辨率可達(dá)0.25μm/pixel，能夠分辨細(xì)胞核、細(xì)胞邊界等細(xì)微結(jié)構(gòu)。

全視野成像：通過(guò)高精度的掃描平臺(tái)和拼接技術(shù)，系統(tǒng)可以將整個(gè)玻片的圖像拼接成一張完整的全視野圖像（Whole Slide Image, WSI），確保對(duì)整個(gè)樣本的全面分析。