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阵列显微镜及其应用

吴波  
【摘要】:近年来,随着远程病理诊断的发展、病理图像数据库建立、网上病理教学等的需要,病理图片网上传输日益增加,病理切片的数字化越来越得到病理工作者的重视,并提出了"虚拟病理切片"的概念。组织切片数字化过程中一个关键性的问题是切片图像的扫描,目前,图像扫描采用三种成像方法方法:拼砖成像(tiled imaging),推进式扫描成像 (push-broom scanning)和飞点扫描成像(flying-spot scan- ning),无论那种扫描方式,应用传统单轴显微镜扫描一张切片可能要超过30分钟,即使使用全自动载物平台的显微镜, 扫描一张切片也要十余分钟,不能满足实际应用的需要,因此,解决视野与分辨率的矛盾还需要其他新的方法。为此, 研究者提出了一种新的显微镜类型,称为"阵列显微镜"(ar- rary microscopy),该显微镜的特点就是它的物镜不是传统的单透镜物镜,而是由60~80个相同放大倍数的镜头排列组成一个镜头阵列,整个阵列物镜的面积超过大多数组织切片上组织的大小,这样,可以一次性拍摄整个组织各个部位的高倍图像组,然后,通过计算机的图像拼接技术,将零碎的小图像组合成整个切片的大图像,不但可以看到组织的各个部分,而且,可以进行任意的缩放,更为重要的是,与目前应用的方法比较,阵列显微镜制作虚拟切片的时间大大缩短,整个过程在一分钟之内,可以满足目前大多数病理科每天切片数字化的需要,具有明显的实用价值。当然,阵列显傲镜的制造需要解决一系列的技术问题, 包括:(1)相同透镜的高精度加工;(2)大幅面、小像素的 CCD;(3)物镜的自动对焦。目前,这些问题已经基本解决,商品化的显微镜已经上市,但带来的问题也是明显的,那就是价格的问题,对于大多数医院病理科而言,数十万美金的价格是很大的负担。解决上述问题后,阵列显微镜的应用领域是相当广泛的。

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