CN103175834A - 一种数字病理切片质量评价方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种数字病理切片质量评价方法和系统。首先用数字病理扫描仪扫描标准检测玻片，得到标准检测玻片在该台扫描仪扫描后的数字图像，然后将该数字图像每个色块的R、G、B值和正方形色块的边长与检测玻片数字图像标准值进行对比，反映出图像放大倍数、图像色彩表达程度等参数，来确定该台设备是否达到扫描质量要求，从而测定该台设备扫描的数字病理切片质量是否合格。如该台设备扫描的标准检测玻片数字图像合格，则在同一阶段扫描的数字病理切片质量也合格。
Description
技术领域
本发明涉及一种质量评价方法和系统，尤其是数字病理切片质量评价方法和系统。
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。
由于该种方式是依靠数字病理图像来反映病理切片的信息，因此数字病理图像是否能够稳定、真实的反映出病理切片的真实信息是非常关键的，一旦出现误差将造成误诊，后果非常严重。
目前，判断数字病理切片是否能够真实的反映病理切片的信息，主要是依靠数字病理切片的精度(放大倍数和单位面积像素)和人为观测的方式。这种方式既不科学也没有定量的分析，在扫描过程中出现质量问题时，利用上述方式无法做出准确的判断。因此需要一种科学的、能够定量的评价方法来解决该问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于病理切片领域里长期以来无法对数字病理切片的质量进行定量评价的问题。通过使用本发明当中的方法和系统，普通操作人员即可以对数字病理扫描仪扫描出的数字病理切片质量是否达到要求做出准确的判断。
本发明正是基于此目的，根据数字病理切片的特点而发明了一套方法和系统。
本发明提供一种数字病理切片质量评价方法，该方法包括如下步骤：
首先是制作标准检测玻片步骤110：
步骤1，将空白标准检测玻片划分为条形码区和扫描区；
步骤2，将扫描区划分为标准的1mm×1mm的正方形方格，在同一个方格中添加相同RGB值的色彩相邻的方格中颜色不同；
第二部分是获得标准检测玻片经过合格的数字病理扫描仪扫描后的数字图像的测试数值步骤；
步骤3，用合格的数字病理扫描仪将制作好的标准检验玻片扫描成为数字图像，可以扫描N张，其中N＞0；
步骤4，获取N张数字图像的每个正方形格子中的色彩的RGB值，如果N张数字图像每个相对应的格子的RGB值均相同或者误差值在一定范围内，则该标准检测玻片的数字图像是可作为标准使用的，随机取其中的一张数字图像b0，以备用；
步骤5，测定步骤3中的得到的数字图像b0的方格长度，得到实际边长a mm，数字病理扫描仪扫描放大倍数是(a/1)2＝a2，标记为放大倍数标准值；
第三部分是获得标准检测玻片经过待检测的数字病理扫描仪扫描后的数字图像的测试值步骤；
步骤7，用待检测的数字病理扫描仪将任一个制作好的标准检验玻片扫描成为数字图像b1；
步骤8，测定步骤7中的得到的数字图像b1的任一个方格的实际边长，得到实际边长a0mm，数字病理扫描仪扫描放大倍数是(a0/1)2＝a02，标记为该数字病理扫描仪放大倍数；
第四部分是获取数字病理切片质量评价步骤；
步骤9，获取放大倍数误差，在步骤8中，标准检测玻片经过待检测的数字病理扫描仪扫描后的数字图像b1与标准检测玻片经过合格的数字病理扫描仪扫描后的数字图像b0放大倍数对比误差为d，d＝|(a12-a02)|/a02；
步骤10，以数字图像b0中随机的一个单元色块的R、G、B值作为标准分别与数字图像b1中对应的单元色块的R、G、B值对比，计算对比值误差e；
步骤11，确定误差值是否符合要求。
进一步的，步骤1中所述条形码区用于添加标准检测玻片的条形码和标号。
进一步的，步骤3中的N一般是24。
进一步的，步骤4中一定范围内的误差值是5；如果N张数字图像每个相对应的格子的RGB值的误差值超过了5，则退出质量评价流程。
进一步的，步骤10中，以对应单元色块的R值为例，假定数字图像b0中的一个单元的R值为f0，b1中对应的十个R值为f1～f10，误差为e1＝|f1-f0|，e2＝|f2-f0|，…，e10＝|f10-f0|，e为e1，e2，…，e10的平均值。
进一步的，步骤11中，如果放大倍数对比误差值d≤10％，并且各单元色块R、G、B对比值误差e≤2.5，则误差值符合要求。
本发明还提供一种一种数字病理切片质量评价系统，该系统包括依次连接的合格的数字病理扫描仪、数字病理切片质量评价装置、待检测数字病理切片所在的数字病理扫描仪，其中
合格的数字病理扫描仪包括：
第一扫描单元，与第一传输单元相连，用于将制作好的标准检验玻片扫描成为数字图像；
第一传输单元，与第一扫描单元相连，用于把数字图像传输给数字病理切片质量评价装置；
数字病理切片质量评价装置包括：
玻片区域划分单元，与色彩添加单元相连，用于将空白标准检测玻片划分为条形码区和扫描区，将扫描区进一步划分为标准的1mm×1mm的正方形方格；
色彩添加单元，与玻片区域划分单元和接收单元相连，用于在扫描区当中同一个方格中添加相同RGB值的色彩，相邻的方格中颜色不同；
接收单元，与放大倍数测量单元相连，用于接收扫描好的数字图像；
放大倍数测定单元，与接收单元相连，用于测定数字图像中方格的实际边长，也就是数字病理扫描仪扫描的放大倍数a；
第一误差计算单元与放大倍数测定单元相连，用于计算放大倍数对比误差d，标准检测玻片经过待检测的数字病理扫描仪扫描后的数字图像b1的放大倍数为a1，标准检测玻片经过合格的数字病理扫描仪扫描后的数字图像b0的放大倍数为a0，d＝|(a12-a02)|/a02；
第二误差计算单元，与接收单元相连，以数字图像b0中随机的一个单元色块的R、G、B值作为标准分别与数字图像b1中对应的单元色块的R、G、B值对比，计算对比值误差e；
质量评价单元，与第二误差计算单元相连，用于确定放大倍数对比误差值和对比值误差是否符合要求；
待检测数字病理切片所在的数字病理扫描仪包括：
第二扫描单元，与第二传输单元相连，用于将制作好的标准检验玻片扫描成为数字图像；
第二传输单元，与第二扫描单元相连，用于把数字图像传输给数字病理切片质量评价装置。
进一步的，所述条形码区用于添加标准检测玻片的条形码和标号。
进一步的，第二误差计算单元中，以对应单元色块的R值为例，假定数字图像b0中的一个单元的R值为f0，b1中对应的十个R值为f1～f10，误差为e1＝|f1-f0|，e2＝|f2-f0|，…，e10＝|f10-f0|，e为e1，e2，…，e10的平均值。
进一步的，质量评价单元中，如果放大倍数对比误差值d≤10％，并且各单元色块R、G、B对比值误差e≤2.5，则符合要求。
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为本发明的空白标准检测玻片划分的示意图。
图4为填充色彩后的玻片的示意图。
图5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数字病理切片质量评价方法和系统，首先用数字病理扫描仪扫描标准检测玻片，得到标准检测玻片在该台扫描仪扫描后的数字图像，然后将该数字图像每个色块的R、G、B值和正方形色块的边长与检测玻片数字图像标准值进行对比，反映出图像放大倍数、图像色彩表达程度等参数，来确定该台设备是否达到扫描质量要求，从而测定该台设备扫描的数字病理切片质量是否合格。如该台设备扫描的标准检测玻片数字图像合格，则在同一阶段扫描的数字病理切片质量也合格。
如图1所示，为本发明的系统结构示意图，它包括合格的数字病理扫描仪101、数字病理切片质量评价装置102、待检测数字病理切片所在的数字病理扫描仪103，连接关系如图1所示。
如图2所示，为本发明的一种数字病理切片质量评价方法的流程示意图。
本发明所述的数字病理切片质量评价方法包括如下步骤：
首先是制作标准检测玻片步骤110。
步骤1，将空白标准检测玻片划分为条形码区111和扫描区112，如图3所示。条形码区用于添加标准检测玻片的条形码和标号，本实施例中涉及的一个标准检测玻片记为b。
步骤2，将扫描区112划分为标准的1mm×1mm的正方形方格，如图3所示。在同一个方格中添加相同RGB值的色彩，玻片各方格的颜色需包含赤橙黄绿青蓝紫7大色系，相邻的方格中颜色不同，如图4所示。但是对于颜色具体RGB值并无严格要求。每个正方形方格色块称为单元色块。
第二部分是获得标准检测玻片经过合格的数字病理扫描仪扫描后的数字图像的测试数值步骤120。
步骤3，用合格的数字病理扫描仪将制作好的标准检验玻片扫描成为数字图像。为了防止外界因素的干扰，可以扫描N张，其中N＞0。在操作中，每隔1小时扫描一次，最终扫描一共24张同一标准检测玻片的数字图像。
步骤4，获取N张数字图像的每个正方形格子中的色彩的RGB值，如果N张数字图像每个相对应的格子的RGB值均相同或者误差值在一定范围内，则该标准检测玻片的数字图像是可作为标准使用的。在操作中，一定范围内的误差值是5。如果N张数字图像每个相对应的格子的RGB值的误差值超过了5，则退出质量评价流程。随机取其中的一张数字图像b0，以备用。
步骤5，测定步骤3中的得到的数字图像b0的方格长度，得到实际边长a mm。原始的标准检测玻片的每个方格的边长是1mm，因此数字病理扫描仪扫描放大倍数是(a/1)2＝a2，标记为放大倍数标准值。
第三部分是获得标准检测玻片经过待检测的数字病理扫描仪扫描后的数字图像的测试值步骤130。
步骤7，用待检测的数字病理扫描仪将任一个制作好的标准检验玻片扫描成为数字图像b1。
步骤8，测定步骤7中的得到的数字图像b1的任一个方格的实际边长，得到实际边长a0mm。原始的标准检测玻片的每个方格的边长是1mm，因此数字病理扫描仪扫描放大倍数是(a0/1)2＝a02，标记为该数字病理扫描仪放大倍数。
第四部分是获取数字病理切片质量评价步骤140。
步骤9，获取放大倍数误差。标准检测玻片经过待检测的数字病理扫描仪扫描后的数字图像b1与标准检测玻片经过合格的数字病理扫描仪扫描后的数字图像b0放大倍数对比误差为d，d＝|(a12-a02)|/a02。
步骤10，以数字图像b0中随机的一个单元色块的R、G、B值作为标准分别与数字图像b1中对应的单元色块的R、G、B值对比，计算对比值误差e；其中M大于0。为了准确起见，一般会取b1中单元色块的十个测试点测量R、G、B值，然后取平均值。以对应单元色块的R值为例，假定数字图像b0中的一个单元的R值为f0，b1中对应的十个R值为f1～f10，误差为e1＝|f1-f0|，e2＝|f2-f0|，…，e10＝|f10-f0|。e为e1，e2，…，e10的平均值。
步骤11，确定误差值是否符合要求。如果放大倍数对比误差值d≤10％，并且各单元色块R、G、B对比值误差e≤2.5，则符合要求。
如图5所示，本发明还公开了一种数字病理切片质量评价系统，包括依次连接的合格的数字病理扫描仪101、数字病理切片质量评价装置102、待检测数字病理切片所在的数字病理扫描仪103。
合格的数字病理扫描仪101包括：
第一扫描单元1011，与第一传输单元1012相连，用于将制作好的标准检验玻片扫描成为数字图像。
第一传输单元1012，与第一扫描单元1011相连，用于把数字图像传输给数字病理切片质量评价装置102。
数字病理切片质量评价装置102包括：
玻片区域划分单元1021，与色彩添加单元1022相连，用于将空白标准检测玻片划分为条形码区111和扫描区112，将扫描区112进一步划分为标准的1mm×1mm的正方形方格，如图3所示。条形码区用于添加标准检测玻片的条形码和标号。
色彩添加单元1022，与玻片区域划分单元1021和接收单元1023相连，用于在扫描区112当中同一个方格中添加相同RGB值的色彩，相邻的方格中颜色不同。每个正方形方格色块称为单元色块。
接收单元1023，与放大倍数测量单元1024相连，用于接收扫描好的数字图像。
放大倍数测定单元1024，与接收单元1023相连，用于测定数字图像中方格的实际边长，也就是数字病理扫描仪扫描的放大倍数a。因为原始的标准检测玻片的每个方格的边长是1mm，因此数字病理扫描仪扫描放大倍数是(a/1)2＝a2，标记为放大倍数标准值。
第一误差计算单元1025与放大倍数测定单元1024相连，用于计算放大倍数对比误差d。标准检测玻片经过待检测的数字病理扫描仪扫描后的数字图像b1的放大倍数为a1，标准检测玻片经过合格的数字病理扫描仪扫描后的数字图像b0的放大倍数为a0。放大倍数对比误差为d，d＝|(a12-a02)|/a02。
第二误差计算单元1026，与接收单元1023相连，以数字图像b0中随机的一个单元色块的R、G、B值作为标准分别与数字图像b1中对应的单元色块的R、G、B值对比，计算对比值误差。为了准确起见，一般会取b1中单元色块的十个测试点测量R、G、B值，然后取平均值。以对应单元色块的R值为例，假定数字图像b0中的一个单元的R值为f0，b1中对应的十个R值为f1～f10，误差为e1＝|f1-f0|，e2＝|f2-f0|，…，e10＝|f10-f0|。e为e1，e2，…，e10的平均值。
质量评价单元1027，与第二误差计算单元1026相连，用于确定放大倍数对比误差值和对比值误差是否符合要求。如果放大倍数对比误差值d≤10％，并且各单元色块R、G、B对比值误差e≤2.5，则符合要求。
待检测数字病理切片所在的数字病理扫描仪103包括：
第二扫描单元1031，与第二传输单元1032相连，用于将制作好的标准检验玻片扫描成为数字图像。
第二传输单元1032，与第二扫描单元1031相连，用于把数字图像传输给数字病理切片质量评价装置102。
通过使用本发明当中的方法和系统，普通操作人员即可以对数字病理扫描仪扫描出的数字病理切片质量是否达到要求做出准确的判断。大大提高了病理切片数字化的精度和准确度，给诊断提供了有力的支持。
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)
1.一种数字病理切片质量评价方法包括，其特征在于该方法包括如下步骤：
首先是制作标准检测玻片步骤110：
步骤1，将空白标准检测玻片划分为条形码区和扫描区；
步骤2，将扫描区划分为标准的1mm×1mm的正方形方格，在同一个方格中添加相同RGB值的色彩相邻的方格中颜色不同；
第二部分是获得标准检测玻片经过合格的数字病理扫描仪扫描后的数字图像的测试数值步骤；
步骤3，用合格的数字病理扫描仪将制作好的标准检验玻片扫描成为数字图像，可以扫描N张，其中N＞0；
步骤4，获取N张数字图像的每个正方形格子中的色彩的RGB值，如果N张数字图像每个相对应的格子的RGB值均相同或者误差值在一定范围内，则该标准检测玻片的数字图像是可作为标准使用的，随机取其中的一张数字图像b0，以备用；
步骤5，测定步骤3中的得到的数字图像b0的方格长度，得到实际边长a mm，数字病理扫描仪扫描放大倍数是(a/1)2＝a2，标记为放大倍数标准值；
第三部分是获得标准检测玻片经过待检测的数字病理扫描仪扫描后的数字图像的测试值步骤；
步骤7，用待检测的数字病理扫描仪将任一个制作好的标准检验玻片扫描成为数字图像b1；
步骤8，测定步骤7中的得到的数字图像b1的任一个方格的实际边长，得到实际边长a0mm，数字病理扫描仪扫描放大倍数是(a0/1)2＝a02，标记为该数字病理扫描仪放大倍数；
第四部分是获取数字病理切片质量评价步骤；
步骤9，获取放大倍数误差，在步骤8中，标准检测玻片经过待检测的数字病理扫描仪扫描后的数字图像b1与标准检测玻片经过合格的数字病理扫描仪扫描后的数字图像b0放大倍数对比误差为d，d＝|(a12-a02)|/a02；
步骤10，以数字图像b0中随机的一个单元色块的R、G、B值作为标准分别与数字图像b1中对应的单元色块的R、G、B值对比，计算对比值误差e；
步骤11，确定误差值是否符合要求。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中所述条形码区用于添加标准检测玻片的条形码和标号。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3中的N一般是24。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4中一定范围内的误差值是5；如果N张数字图像每个相对应的格子的RGB值的误差值超过了5，则退出质量评价流程。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤10中，以对应单元色块的R值为例，假定数字图像b0中的一个单元的R值为f0，b1中对应的十个R值为f1～f10，误差为e1＝|f1-f0|，e2＝|f2-f0|，…，e10＝|f10-f0|，e为e1，e2，…，e10的平均值。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤11中，如果放大倍数对比误差值d≤10％，并且各单元色块R、G、B对比值误差e≤2.5，则误差值符合要求。
7.一种数字病理切片质量评价系统，其特征在于该系统包括依次连接的合格的数字病理扫描仪、数字病理切片质量评价装置、待检测数字病理切片所在的数字病理扫描仪，其中
合格的数字病理扫描仪包括：
第一扫描单元，与第一传输单元相连，用于将制作好的标准检验玻片扫描成为数字图像；
第一传输单元，与第一扫描单元相连，用于把数字图像传输给数字病理切片质量评价装置；
数字病理切片质量评价装置包括：
玻片区域划分单元，与色彩添加单元相连，用于将空白标准检测玻片划分为条形码区和扫描区，将扫描区进一步划分为标准的1mm×1mm的正方形方格；
色彩添加单元，与玻片区域划分单元和接收单元相连，用于在扫描区当中同一个方格中添加相同RGB值的色彩，相邻的方格中颜色不同；
接收单元，与放大倍数测量单元相连，用于接收扫描好的数字图像；
放大倍数测定单元，与接收单元相连，用于测定数字图像中方格的实际边长，也就是数字病理扫描仪扫描的放大倍数a；
第一误差计算单元与放大倍数测定单元相连，用于计算放大倍数对比误差d，标准检测玻片经过待检测的数字病理扫描仪扫描后的数字图像b1的放大倍数为a1，标准检测玻片经过合格的数字病理扫描仪扫描后的数字图像b0的放大倍数为a0，d＝|(a12-a02)|/a02；
第二误差计算单元，与接收单元相连，以数字图像b0中随机的一个单元色块的R、G、B值作为标准分别与数字图像b1中对应的单元色块的R、G、B值对比，计算对比值误差e；
质量评价单元，与第二误差计算单元相连，用于确定放大倍数对比误差值和对比值误差是否符合要求；
待检测数字病理切片所在的数字病理扫描仪包括：
第二扫描单元，与第二传输单元相连，用于将制作好的标准检验玻片扫描成为数字图像；
第二传输单元，与第二扫描单元相连，用于把数字图像传输给数字病理切片质量评价装置。
8.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述条形码区用于添加标准检测玻片的条形码和标号。
9.如权利要求6所述的系统，其特征在于，第二误差计算单元中，以对应单元色块的R值为例，假定数字图像b0中的一个单元的R值为f0，b1中对应的十个R值为f1～f10，误差为e1＝|f1-f0|，e2＝|f2-f0|，…，e10＝|f10-f0|，e为e1，e2，…，e10的平均值。
10.如权利要求6所述的系统，其特征在于，质量评价单元中，如果放大倍数对比误差值d≤10％，并且各单元色块R、G、B对比值误差e≤2.5，则符合要求。
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