在病理學和組織學研究中,"掃描鏡片"通常指的是通過高分辨率掃描技術獲得的組織切片的數字化圖像。掃描鏡片的目標是將組織切片轉化為可以在計算機屏幕上查看和分析的數字圖像,而這些圖像具有傳統顯微鏡觀察無法比擬的清晰度、可操作性和便捷性。
1. 掃描鏡片與切片的關系
在醫學病理學中,組織切片(或生物切片)是通過將組織樣本切割成薄片(通常厚度為幾微米)并安置在玻璃載片上形成的。然后,通過染色(如HE染色)對切片進行處理,使其結構和細胞特征能夠被顯微鏡或掃描設備清晰地觀察到。因此,掃描鏡片本身不涉及切割樣本,而是對已制備好的切片進行數字化掃描。
簡而言之,掃描鏡片的過程實際上是數字化已切片的過程。為了進行掃描和觀察,仍然需要先將組織樣本切片。因此,掃描鏡片與切片是密切相關的,切片是實現掃描的前提條件。
2. 掃描鏡片的工作原理
掃描鏡片使用高分辨率掃描技術,將傳統的組織切片轉化為數字圖像。這個過程需要用到專門的掃描儀設備。常見的掃描設備包括高通量切片掃描儀(如奧林巴斯、菲利普斯和萊卡等公司生產的掃描儀),它們具備高精度的光學傳感器和自動化操作功能,能夠掃描整個切片并創建高清數字圖像。
掃描鏡片的工作原理通常包括以下幾個步驟:
樣本準備:首先,需要準備組織切片。通過手術或活檢獲得的組織樣本經過固定、切片和染色(如HE染色)。
掃描過程:將切片放置在掃描儀的載片托盤上。掃描儀通過光源照亮切片,并逐行掃描,捕捉圖像細節。這些圖像可以是高分辨率的,甚至可達到微米級的精度,確保組織結構清晰可見。
圖像生成與處理:掃描儀將掃描獲得的圖像數據傳輸到計算機,并生成一個高分辨率的數字化圖像。這個過程還可以包括圖像拼接、增強對比度等后處理步驟,使圖像更加清晰、易于觀察。
圖像分析:數字圖像可以進行進一步的分析,如自動化病變檢測、圖像分割、計算機輔助診斷(CAD)等。
3. 是否需要切片?
是的,掃描鏡片通常需要切片。原因如下:
組織切片的制作:組織樣本必須首先經過固定、脫水、包埋等處理,最后切割成薄片。切片的厚度通常在3至5微米之間,這樣才能確保光線能夠透過切片,便于觀察細胞和組織結構。
掃描鏡片的前提是切片:無論是使用傳統顯微鏡還是現代的數字掃描設備,組織樣本的觀察都需要切片。掃描儀只能對已經制備好的切片進行掃描,無法直接掃描原始的組織塊或整個器官。因此,切片是數字掃描的基礎。
4. 切片技術的基本過程
切片技術是將活體或尸體組織樣本通過特定方法進行分割和薄化,使其能夠適應顯微鏡觀察或數字化掃描。切片的過程通常包括以下幾個步驟:
組織采集與固定:首先,通過手術、活檢或解剖獲得組織樣本,并使用固定劑(如福爾馬林)防止組織腐敗。
脫水與包埋:固定后的組織樣本需要通過脫水和包埋過程,使其變得更加堅硬,便于切割。
切片:使用切片機(微切片機)將組織樣本切割成薄片,通常厚度在3-5微米之間。
染色:為了使細胞和組織結構更加清晰,切片需要經過染色處理。常見的染色方法包括HE染色、免疫組化染色等。
5. 數字化掃描切片的優勢
通過數字化掃描切片(即掃描鏡片),病理學和醫學研究中獲得了許多優勢:
高分辨率:數字化掃描可以達到極高的分辨率,甚至是微米級,能夠清晰顯示細胞形態、組織結構等細節。
存儲與共享:數字化圖像可以方便地存儲、管理和共享,醫生可以在任何地方訪問圖像進行遠程診斷,避免了傳統切片保存帶來的物理空間限制。
自動化分析:數字化切片圖像可以利用計算機輔助診斷(CAD)技術進行自動化分析,幫助病理醫生快速篩查潛在的病變區域,提供輔助決策。
重復觀察與教學:數字切片可以反復查看并進行放大,適用于病理學教學和培訓。學生和醫生可以在不使用顯微鏡的情況下進行切片觀察。
6. 總結
掃描鏡片技術本質上是對已經制作好的組織切片進行數字化掃描,因此,掃描鏡片需要切片。切片是掃描鏡片的前提條件,是傳統病理學和現代數字化病理學的基礎。通過將切片轉化為數字圖像,掃描技術不僅提高了病理學的工作效率,還推動了醫學研究和臨床診斷的發展。隨著技術的不斷進步,掃描鏡片的分辨率、圖像分析能力和自動化水平將不斷提高,為疾病的早期發現和精準診斷提供更多支持。