CN102867436A - 一种共享数字病理切片数据的远程教学方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种共享数字病理切片数据的远程教学方法和系统，通过使用该方法和该系统，病理切片进行了数字化，病理方向的学生可以方便的调用存储在服务器当中的数字病理切片和相应的诊断信息，病例分析信息，进行远程学习，实时获得老师的远程视频，大大降低了病理医生培养的成本和培养的周期。
Description
技术领域
本发明涉及一种远程教学方法和系统，尤其是共享数字病理切片数据的远程教学方法和系统。
背景技术
数字病理是一个新兴的数字医疗影像系统的分支，其关键技术是通过数字病理扫描仪(由光学系统、线性扫描相机等组成的)将病理切片扫描成为数字图像，医生通过显示屏幕观察数字病理切片图像，做出诊断，代替了依靠显微镜观察病理切片的方式。数字病理也可以利用互联网络，进行远程的数据传输和诊断，从而打破病理诊断空间上的限制。
在病理教学领域，目前是依靠病理老师在多目镜显微镜下与学生共同观察病理切片，老师移动切片控制切片范围并讲解给学员病理知识，这种方式很难大范围应用，一台多目镜显微镜以5个目镜居多，每个老师只能一次教授5名学员实现实时教学，每名学员需要每年观看上万个病理切片，在若干年后才有可能成为病理医生，这种现状也造成了病理医生培养成本高、周期长的缺点。
数字病理的出现会使这种情况得到改观，数字化的病理切片图像易于存取，没有名额和次数限制，老师可以随时将数字病理切片图像共享给所有学员，学员只需要在各自的计算机显示屏幕上观看数字切片图像即可。由于学员需要观看大量的数字病理切片图像，和各种病理病例，扩大眼界，因此一种共享数字病理切片的远程教学系统是迫切需要的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于病理教学领域里长期以来学生培养周期长的问题。通过使用该方法和该系统，病理切片进行了数字化，病理方向的学生可以方便的调用存储在服务器当中的数字病理切片和相应的诊断信息，病例分析信息，进行远程学习，实时获得老师的远程视频，大大降低了病理医生培养的成本和培养的周期。
本发明正是基于此目的，根据数字病理的特点而发明了一套方法和系统。
本发明提供一种共享数字病理切片数据的远程教学方法，该方法包括如下步骤：
首先是病理切片的数字化步骤：
步骤1，数字病理扫描仪的载片单元将病理切片送至数字病理扫描仪的移动平台上；
步骤2，数字病理扫描仪的面阵扫描单元对病理切片做整体预扫，确定切片有效位置，得到切片每个面的图像信息，同时扫描病理切片上的标签，记录病理切片标号；
步骤3，数字病理扫描仪的线阵扫描单元逐行扫描病理切片的有效区域，得到每个线的图像信息；
步骤4，将所述面阵扫描单元得到的每个面的图像信息，和所述线阵扫描单元扫描得到的每个线的图像信息和病理切片标号传输给成像传输服务器；
步骤5，成像传输服务器将得到的所有面和线的图像信息，进行拼接，得到完整的无缝的数字病理切片；
步骤6，成像传输服务器把得到的完整的数字病理切片以及病理切片的标号发送给网络共享平台服务器进行保存；
第二部分是信息上传浏览步骤；
步骤7，用户操作教学终端，使用关键词向网络共享平台服务器发送检索请求，网络共享平台服务器经过对内部的第一存储单元进行检索后，向教学终端返回对应的数字病理切片以及相关的诊断信息和辅助病理分析信息；
步骤8，用户收到数字病理切片以及相关的诊断信息和辅助病理分析信息后，可以在教学终端上对上述内容进行浏览，也可以对诊断信息和辅助病理分析信息进行编辑，在编辑后上传到网络共享平台服务器中用户个人的存储空间内，备调用；
第三部分是教学共享步骤；
步骤9，教师通过教学终端登录网络共享平台服务器，与需要远程教学的学员的教学终端建立连接；
步骤10，教师的教学终端对教师在教学终端上对病理切片的操作过程进行视频录制，并对教师的讲解音频进行音频录制，通过网络共享平台服务器实时将操作过程视频和讲解音频发送给学员的教学终端。
进一步的，所述的教学终端包括智能手机、平板电脑、个人电脑等等终端设备。
进一步的，在步骤3的扫描过程中，线阵扫描单元是静止的，病理切片随着移动平台运动完成对焦和扫描过程。
进一步的，在步骤6中，网络共享平台服务器把完整的数字病理切片以及病理切片的标号保存在内部的第一存储单元中。
进一步的，在步骤8中，用户可以根据需要把数字病理切片以及相关的诊断信息和辅助病理分析信息保存在本地教学终端，进行离线学习和分析。
本发明还提供一种共享数字病理切片数据的远程教学系统，该系统包括依次连接的数字病理扫描仪、成像传输服务器、网络共享平台服务器和教学终端，其中
所述数字病理扫描仪包括：
面阵扫描单元，与第一传输单元相连，用于对病理切片做整体预扫，确定切片有效位置，得到切片每个面的图像信息，同时扫描病理切片上的标签，记录病理切片标号；
线阵扫描单元，与第一传输单元相连，用于逐行扫描病理切片的有效区域，获取切片每个线的图像信息；
第一传输单元，与所述面阵扫描单元和所述线阵扫描单元相连，用于把所述面阵扫描单元扫描得到的每个面的图像信息和所述线阵扫描单元扫描得到的每个线的图像信息及病理切片标号传输给成像传输服务器；
所述成像传输服务器包括：
第一接收单元，与成像单元相连，用于接收数字病理扫描仪发送的每个面的图像信息、每个线的图像信息和病理切片标号；
成像单元，与第一接收单元和第二传输单元相连，用于将接收到的所有的面和线的图像信息，进行拼接，得到完整的无缝的数字病理切片；
第二传输单元，与成像单元相连，用于将完整的数字病理切片以及病理切片标号发送给网络共享平台服务器；
网络共享服务器包括：
第二接收单元，与检索单元相连，用于接收教学终端发来的检索请求和教学终端发来的连接其他远程教学终端的请求，以及接收教学终端发来的操作过程视频和讲解音频，以及接收用户在教学终端上编辑好的诊断信息和辅助病理分析信息；
检索单元，与第二接收单元和第一存储单元相连，用于通过病理切片的关键词在第一存储单元中搜索相应的数字病理切片以及相应的诊断信息和辅助病理分析信息；
第一存储单元，与检索单元和第三传输单元相连，用于保存成像传输服务器发来的数字病理切片以及病理切片标号，以及教学终端发来的诊断信息和辅助病理分析信息；
第三传输单元，与第一存储单元相连，用于向教学终端发送所请求的数字病理切片以及相应的诊断信息和辅助病理分析信息，以及向被连接的教学终端发送操作过程视频和讲解音频。
所述教学终端包括：
请求单元，与显示输入单元相连，用于向网络共享平台服务器发送检索请求，以及用于向网络共享平台服务器发送连接其他远程教学终端的请求；
显示输入单元，与请求单元和发送单元相连，用于显示接收到的数字病理切片以及相关的诊断信息和辅助病理分析信息，编辑诊断信息和辅助病理分析信息，并把编辑后的诊断信息和辅助病理分析信息发送给发送单元；
视频录制录音单元，与发送单元和第三接收单元相连，用于录制对病理切片操作过程的视频，录入讲解音频；
发送单元，与显示输入单元和视频录制录音单元相连，用于发送显示输入单元的诊断信息和辅助病理分析信息，及将操作过程视频和讲解音频通过网络共享平台服务器发送给其他的教学终端；
第三接收单元，与视频录制录音单元相连，用于接收网络共享平台服务器发送的数字病理切片以及相应的诊断信息和辅助病理分析信息，以及操作过程视频和讲解音频。
进一步的，所述的数字病理扫描仪还可以包括：照明系统，用于利用LED光源为数字病理扫描仪的光学系统提供照明；载片单元，用于将病理切片送至数字病理扫描仪的移动平台上；电源，用于为载片单元电机提供动力。
进一步的，所述的数字病理扫描仪还可以包括：移动平台，通过控制病理切片X，Y轴方向的移动，实现精确位移，配合光学单元，面阵扫描单元和线阵扫描单元的工作；光学单元，用于利用发射和折射以及杂光过滤，将病理切片影像反映到面阵扫描单元和线阵扫描单元。
进一步的，所述的教学终端还可以包括第二存储单元，用于保存数字病理切片以及相关的诊断信息和辅助病理分析信息。
进一步的，所述的教学终端包括智能手机、平板电脑、个人电脑等等终端设备。
附图说明
图1为本发明的系统结构示意图。
图2为本发明的方法流程示意图。
图3为本发明的系统各部分详细结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
本发明的目的就是提供一种共享数字病理切片数据的远程教学方法和系统，从而实现了病理切片数字化，病理方向的学生可以方便的调用存储在服务器当中的数字病理切片和相应的诊断信息，病例分析信息，进行远程学习。
如图1所示，为本发明的系统结构示意图，它包括数字病理扫描仪101、成像传输服务器102、网络共享平台服务器103和教学终端104、教学终端105，连接关系如图1所示。其中，教学终端104，105包括智能手机、平板电脑、个人电脑(PC)等终端设备。
如图2所示，为本发明的一种共享数字病理切片数据的远程教学方法的流程示意图。
本发明所述的共享数字病理切片数据的远程教学方法包括如下步骤：
首先是病理切片的数字化步骤110。
步骤1，数字病理扫描仪的载片单元将病理切片送至数字病理扫描仪的移动平台上。
步骤2，数字病理扫描仪的面阵扫描单元对病理切片做整体预扫，确定切片有效位置，得到切片每个面的图像信息，同时扫描病理切片上的标签，记录病理切片标号。
步骤3，数字病理扫描仪的线阵扫描单元逐行扫描病理切片的有效区域，得到每个线的图像信息。在扫描过程中，线阵扫描单元是静止的，病理切片随着移动平台运动完成对焦和扫描过程。
步骤4，将所述面阵扫描单元得到的每个面的图像信息，和所述线阵扫描单元扫描得到的每个线的图像信息和病理切片标号传输给成像传输服务器；其中，线阵扫描单元每扫描一个线的图像，同时把每个线的图像信息传输给成像传输服务器。
步骤5，成像传输服务器将得到的所有面和线的图像信息，进行拼接，得到完整的无缝的数字病理切片。
步骤6，成像传输服务器把得到的完整的数字病理切片以及病理切片的标号发送给网络共享平台服务器进行保存。其中，网络共享平台服务器把完整的数字病理切片以及病理切片标号保存在内部的第一存储单元中。
第二部分是信息上传浏览步骤。
步骤7，用户操作教学终端，使用关键词向网络共享平台服务器发送检索请求，网络共享平台服务器经过对内部的第一存储单元进行检索后，向教学终端返回对应的数字病理切片以及相关的诊断信息和辅助病理分析信息。
步骤8，用户收到数字病理切片以及相关的诊断信息和辅助病理分析信息后，可以在教学终端上对上述内容进行浏览，也可以对诊断信息和辅助病理分析信息进行编辑，在编辑后上传到网络共享平台服务器中用户个人的存储空间内，备调用。
同时，用户根据需要把数字病理切片以及相关的诊断信息和辅助病理分析信息保存在本地教学终端，进行离线学习和分析。
第三部分是教学共享步骤。
步骤9，教师通过教学终端登录网络共享平台服务器，与需要远程教学的学员的教学终端建立连接；
步骤10，教师的教学终端对教师在教学终端上对病理切片的操作过程进行视频录制，并对教师的讲解音频进行音频录制，通过网络共享平台服务器实时将操作过程视频和讲解音频发送给学员的教学终端。
如图3所示，本发明还公开了一种共享数字病理切片数据的远程教学系统，包括依次连接的数字病理扫描仪101、成像传输服务器102、网络共享平台服务器103和教学终端104。其中，教学终端包括智能手机、平板电脑、个人电脑(PC)等终端设备。
连接的方式可以是无线的，比如以WIFI方式连接；连接的方式也可以是有线的，比如以以太网的方式连接。
数字病理扫描仪101包括：
面阵扫描单元1011，与第一传输单元1013相连，用于对病理切片做整体预扫，确定切片有效位置，得到切片每个面的图像信息，同时扫描病理切片上的标签，记录病理切片标号。
线阵扫描单元1012，与第一传输单元1013相连，用于逐行扫描病理切片的有效区域，获取切片每个线的图像信息。
第一传输单元1013，与所述面阵扫描单元1011和所述线阵扫描单元1012相连，用于把所述面阵扫描单元1011扫描得到的每个面的图像信息和所述线阵扫描单元1012扫描得到的每个线的图像信息及病理切片标号传输给成像传输服务器。
数字病理扫描仪101还可以包括：照明系统，用于利用LED光源为数字病理扫描仪101的光学系统提供照明。电源，用于为载片单元电机提供动力。移动平台，通过控制病理切片X，Y轴方向的移动，实现精确位移，配合光学单元，面阵扫描单元和线阵扫描单元的工作。光学单元，用于利用发射和折射以及杂光过滤，将病理切片影像反映到面阵扫描单元和线阵扫描单元。载片单元，用于将病理切片送至数字病理扫描仪101的移动平台上。
成像传输服务器102包括：
第一接收单元1021，与成像单元1022相连，用于接收数字病理扫描仪101发送的每个面的图像信息、每个线的图像信息和病理切片标号；
成像单元1022，与第一接收单元1021和第二传输单元1023相连，用于将接收到的所有的面和线的图像信息，进行拼接，得到完整的无缝的数字病理切片；
第二传输单元1023，与成像单元1022相连，用于将完整的数字病理切片以及病理切片标号发送给网络共享平台服务器103。
网络共享服务器103包括：
第二接收单元1031，与检索单元1032相连，用于接收教学终端104发来的检索请求和教学终端发来的连接其他远程教学终端的请求，以及接收教学终端104发来的操作过程视频和讲解音频，以及接收用户在教学终端104上编辑好的诊断信息和辅助病理分析信息；
检索单元1032，与第二接收单元1031和第一存储单元1033相连，用于通过病理切片的关键词在第一存储单元1033中搜索相应的数字病理切片以及相应的诊断信息和辅助病理分析信息；
第一存储单元1033，与检索单元1032和第三传输单元1034相连，用于保存成像传输服务器102发来的数字病理切片以及病理切片标号，以及教学终端104发来的诊断信息和辅助病理分析信息；
第三传输单元1034，与第一存储单元1033相连，用于向教学终端104发送所请求的数字病理切片以及相应的诊断信息和辅助病理分析信息，以及向被连接的教学终端发送操作过程视频和讲解音频。
教学终端104包括：
请求单元1041，与显示输入单元1042相连，用于向网络共享平台服务器103发送检索请求，以及用于向网络共享平台服务器103发送连接其他远程教学终端的请求。
显示输入单元1042，与请求单元1041和发送单元1044相连，用于显示接收到的数字病理切片以及相关的诊断信息和辅助病理分析信息，编辑诊断信息和辅助病理分析信息，把编辑后的诊断信息和辅助病理分析信息发送给发送单元1044。
视频录制录音单元1043，与发送单元1044和第三接收单元1045相连，用于录制对病理切片操作过程的视频，录入讲解音频。
发送单元1044，与显示输入单元和视频录制录音单元相连，用于发送显示输入单元1042的诊断信息和辅助病理分析信息，及将操作过程视频和讲解音频通过网络共享平台服务器103发送给其他的教学终端。
第三接收单元1045，与视频录制录音单元相连，用于接收网络共享平台服务器103发送的数字病理切片以及相应的诊断信息和辅助病理分析信息，以及操作过程视频和讲解音频。
教学终端还可以包括第二存储单元，用于保存数字病理切片以及相关的诊断信息和辅助病理分析信息。
通过使用本方法和系统，病理切片进行了数字化，病理方向的学生可以方便的调用存储在服务器当中的数字病理切片和相应的诊断信息，病例分析信息，进行远程学习，实时获得老师的远程视频，大大降低了病理医生培养的成本和培养的周期。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种共享数字病理切片数据的远程教学方法，其特征在于该方法包括如下步骤：
首先是病理切片的数字化步骤：
步骤1，数字病理扫描仪的载片单元将病理切片送至数字病理扫描仪的移动平台上；
步骤2，数字病理扫描仪的面阵扫描单元对病理切片做整体预扫，确定切片有效位置，得到切片每个面的图像信息，同时扫描病理切片上的标签，记录病理切片标号；
步骤3，数字病理扫描仪的线阵扫描单元逐行扫描病理切片的有效区域，得到每个线的图像信息；
步骤4，将所述面阵扫描单元得到的每个面的图像信息，和所述线阵扫描单元扫描得到的每个线的图像信息和病理切片标号传输给成像传输服务器；
步骤5，成像传输服务器将得到的所有面和线的图像信息，进行拼接，得到完整的无缝的数字病理切片；
步骤6，成像传输服务器把得到的完整的数字病理切片以及病理切片标号发送给网络共享平台服务器进行保存。
第二部分是信息上传浏览步骤；
步骤7，用户操作教学终端，使用关键词向网络共享平台服务器发送检索请求，网络共享平台服务器经过对内部的第一存储单元进行检索后，向教学终端返回对应的数字病理切片以及相关的诊断信息和辅助病理分析信息；
步骤8，用户收到数字病理切片以及相关的诊断信息和辅助病理分析信息后，可以在教学终端上对上述内容进行浏览，也可以对诊断信息和辅助病理分析信息进行编辑，在编辑后上传到网络共享平台服务器中用户个人的存储空间内，备调用；
第三部分是教学共享步骤；
步骤9，教师通过教学终端登录网络共享平台服务器，与需要远程教学的学员的教学终端建立连接；
步骤10，教师的教学终端对教师在教学终端上对病理切片的操作过程进行视频录制，并对教师的讲解音频进行音频录制，通过网络共享平台服务器实时将操作过程视频和讲解音频发送给学员的教学终端。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的教学终端包括智能手机、平板电脑、个人电脑等等终端设备。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤3的扫描过程中，线阵扫描单元是静止的，病理切片随着移动平台运动完成对焦和扫描过程。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤6中，网络共享平台服务器把完整的数字病理切片以及病理切片的标号保存在内部的第一存储单元中。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤8中，用户可以根据需要把数字病理切片以及相关的诊断信息和辅助病理分析信息保存在本地教学终端，进行离线学习和分析。
6.一种共享数字病理切片数据的远程教学系统，其特征在于该系统包括依次连接的数字病理扫描仪、成像传输服务器、网络共享平台服务器和教学终端，其中
所述数字病理扫描仪包括：
面阵扫描单元，与第一传输单元相连，用于对病理切片做整体预扫，确定切片有效位置，得到切片每个面的图像信息，同时扫描病理切片上的标签，记录病理切片标号；
线阵扫描单元，与第一传输单元相连，用于逐行扫描病理切片的有效区域，获取切片每个线的图像信息；
第一传输单元，与所述面阵扫描单元和所述线阵扫描单元相连，用于把所述面阵扫描单元扫描得到的每个面的图像信息和所述线阵扫描单元扫描得到的每个线的图像信息及病理切片标号传输给成像传输服务器；
所述成像传输服务器包括：
第一接收单元，与成像单元相连，用于接收数字病理扫描仪发送的每个面的图像信息、每个线的图像信息和病理切片标号；
成像单元，与第一接收单元和第二传输单元相连，用于将接收到的所有的面和线的图像信息，进行拼接，得到完整的无缝的数字病理切片；
第二传输单元，与成像单元相连，用于将完整的数字病理切片以及病理切片标号发送给网络共享平台服务器；
网络共享服务器包括：
第二接收单元，与检索单元相连，用于接收教学终端发来的检索请求和教学终端发来的连接其他远程教学终端的请求，以及接收教学终端发来的操作过程视频和讲解音频，以及接收用户在教学终端上编辑好的诊断信息和辅助病理分析信息；
检索单元，与第二接收单元和第一存储单元相连，用于通过病理切片的关键词在第一存储单元中搜索相应的数字病理切片以及相应的诊断信息和辅助病理分析信息；
第一存储单元，与检索单元和第三传输单元相连，用于保存成像传输服务器发来的数字病理切片以及病理切片标号，以及教学终端发来的诊断信息和辅助病理分析信息；
第三传输单元，与第一存储单元相连，用于向教学终端发送所请求的数字病理切片以及相应的诊断信息和辅助病理分析信息，以及向被连接的教学终端发送操作过程视频和讲解音频。
所述教学终端包括：
请求单元，与显示输入单元相连，用于向网络共享平台服务器发送检索请求，以及用于向网络共享平台服务器发送连接其他远程教学终端的请求；
显示输入单元，与请求单元和发送单元相连，用于显示接收到的数字病理切片以及相关的诊断信息和辅助病理分析信息，编辑诊断信息和辅助病理分析信息，并把编辑后的诊断信息和辅助病理分析信息发送给发送单元；
视频录制录音单元，与发送单元和第三接收单元相连，用于录制对病理切片操作过程的视频，录入讲解音频；
发送单元，与显示输入单元和视频录制录音单元相连，用于发送显示输入单元的诊断信息和辅助病理分析信息，及将操作过程视频和讲解音频通过网络共享平台服务器发送给其他的教学终端；
第三接收单元，与视频录制录音单元相连，用于接收网络共享平台服务器发送的数字病理切片以及相应的诊断信息和辅助病理分析信息，以及操作过程视频和讲解音频。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述的数字病理扫描仪还可以包括：照明系统，用于利用LED光源为数字病理扫描仪的光学系统提供照明；载片单元，用于将病理切片送至数字病理扫描仪的移动平台上；电源，用于为载片单元电机提供动力。
8.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述的数字病理扫描仪还可以包括：移动平台，通过控制病理切片X，Y轴方向的移动，实现精确位移，配合光学单元，面阵扫描单元和线阵扫描单元的工作；光学单元，用于利用发射和折射以及杂光过滤，将病理切片影像反映到面阵扫描单元和线阵扫描单元。
9.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述的教学终端还可以包括第二存储单元，用于保存数字病理切片以及相关的诊断信息和辅助病理分析信息。
10.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述的教学终端包括智能手机、平板电脑、个人电脑等等终端设备。
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