CN103558404A - 一种基于数字切片的细胞dna自动检测和复核方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于数字切片的细胞DNA自动检测和复核方法，通过将制作的细胞玻璃切片利用数字切片扫描仪器在高倍物镜下批量快速地扫描成数字切片，将扫描的数字切片存放在网络中云端数字切片库，然后针对每个数字切片采用适当倍数逐个地进行细胞DNA的快速自动检测和细胞自动识别以及细胞核DNA计算，得到扫描检测结果并生成检测报告，进行检测报告复核时直接将检测报告中的细胞数据与云端数字切片库存放的数字切片对应起来，能够通过网络直接浏览数字切片的高倍图像进行细胞的复核检查，确认诊断报告，该方法复核效率高，复核准确，同时能对云存储的数字切片通过网络进行远程质量监控，有效提升了基层医院的切片制片的质量以及诊断的准确性。

Description

一种基于数字切片的细胞DNA自动检测和复核方法

技术领域

    本发明涉及一种基于数字切片的细胞DNA自动检测和复核方法，特别涉及一种在妇女宫颈癌早期筛查检测中的一种快速检测、复核、和质量控制的方法。

背景技术

细胞DNA定量分析是通过对细胞核内遗传物质DNA的倍体定量检测，判断细胞的生理状态和病理改变，可针对包括宫颈脱落细胞在内的多种妇科及非妇科临床细胞学标本进行检测，已得到广泛的临床诊断。同时，对这种在细胞恶变过程中，遗传物质DNA含量早于细胞形态发生变化，因此也可通过对其DNA进行定量早期检测癌前病变，用细胞DNA定量分析设备检测癌及癌前病变，实现自动化检测，是癌及癌前病变筛查的有效方法，也极大地造福了广大人民群众，特别是对广大妇女进行定期的宫颈癌早期检测和筛查提供一个有效和可行手段。

目前在技术上实现和应用中使用的都是采用一套细胞DNA自动扫描设备，对从采集的标本染色制作的玻璃切片在一定倍数下进行扫描，典型为20X物镜，对扫描图像进行综合智能分析，检测识别出细胞的类型和测量细胞DNA含量，将扫描记录的所有细胞进行分类，并分析细胞DNA的倍体变化，从而确定是否有病变细胞及其所占比例，得出相应的检测结果报告，并同时记录每个细胞的位置，便于医生通过控制软件对每个细胞重新定位进行镜下高倍物镜下的人工复核，确认或修订检测结果，增加诊断的准确性，完成最终诊断报告。这种方法的不足是检测时间较长，复核过程复杂繁琐，同时对切片取放会产生定位偏差，特别是带有进片机批量检测的情况下，使细胞定位复核带来困难，这类细胞DNA检测设备比较适合于单个细胞切片的依次检测的场合。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种能够有效解决上述问题，提高检测准确性的基于数字切片的细胞DNA自动检测和复核方法。

为达到上述目的，本发明所提出的技术方案为：一种基于数字切片的细胞DNA自动检测和复核方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：首先将收集到的需要进行细胞DNA检测的被检病人的组织制作成细胞玻璃切片，将制作好的细胞玻璃切片利用数字切片扫描设备扫描成数字切片；

步骤2：扫描好的数字切片及该切片的病人病理信息和相关数据文件自动传输到云端数字切片库；

步骤3：从云端数字切片库选择需检测的数字切片，并按照检测的要求，云端数字切片库自动完成数字切片的检测，并自动生成检测报告，检查结果和检查报告存储于云端数字切片库下该数字切片的关联存储区；

步骤4：复核检测报告,复核时直接将检测报告中的细胞数据与云端数字切片库存放的数字切片对应，浏览数字切片的图像进行检测报告的复核检查，复核的结果存储于云端数字切片库下该数字切片的关联存储区。

进一步，上述步骤中扫描数字切片在高倍下扫描，以使扫描的数字切片包含细胞切片中的全面详尽信息；复核检测报告也在高倍下进行，以获取细胞的最大信息量和细胞组织细节，提高复核的准确度；检测在低倍下进行，在保证细胞DNA测量的精密度的同时，提升处理速度。优选的，高倍为40X倍，低倍为20X倍。

进一步，还包括对云存储的数字切片通过网络进行远程质量监控，确定扫描的数字切片、检测的细胞DNA参数数据、关联的病理信息、复核结果及检测诊断报告等进行检查和监控，进行相应监控和指导的步骤。

进一步，在步骤3自动检测过程中，记录每个细胞的位置参数，供后续检测报告过程中的细胞复核中关联使用。

进一步，步骤3中的检测包括细胞DNA的分割、特征提取、细胞核DNA计算、识别、分类和细胞DNA定量分析。

进一步，所述的检测结果和检测报告根据对自动检测的细胞DNA数据的自动识别、测量和分类结果，生成细胞DNA检测的报告，报告包括病人信息和细胞DNA相关数据，报告以图表、图形、图像、及文字的方式表现。

进一步，还包括以下步骤：在复核过程中能够对数字切片进行各种处理分析，比如细胞图像放大缩小、平移、旋转、对比度、亮度、图像增强、去噪、边缘检测、色彩变换、3维显示、模拟聚焦、网格化、标注、形态测量等。

进一步，还包括通过云端数字切片库对扫描的数字切片及数据进行各种统计分析和数据挖掘，根据统计分析和数据挖掘结果作为方案制定依据和决策参考的步骤。

采用上述技术方案，本发明所述的基于数字切片的细胞DNA自动检测和复核方法，具有的有益效果为：通过将制作的细胞玻璃切片利用数字切片扫描仪器在高倍物镜下批量快速地扫描成数字切片，将扫描的数字切片存放在网络中云端数字切片库，然后针对每个数字切片采用适当倍数逐个地进行细胞DNA的快速自动检测和细胞自动识别以及细胞核DNA计算，得到扫描检测结果并生成检测报告，进行检测报告复核时直接将检测报告中的细胞数据与云端数字切片库存放的数字切片对应起来，能够通过网络直接浏览数字切片的高倍图像进行细胞的复核检查，确认诊断报告，该方法复核效率高，复核准确，同时能对云存储的数字切片通过网络进行远程质量监控，有效提升了基层医院的切片制片的质量以及诊断的准确性。

附图说明

图1为基于数字切片的细胞DNA自动检测、复核、质控流程图；

图2为细胞DNA自动检测流程图；

图3为细胞DNA扫描结果及诊断报告图示；

图4为细胞DNA网络数字切片浏览图示；

图5 为细胞DNA扫描结果及诊断报告复核流程图；

图6为数字切片和细胞DNA扫描结果远程质控流程图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1 本发明的数字切片扫描、细胞DNA自动检测、复核、质量控制的总体流程图所示：

步骤1：首先将收集到的需要进行细胞DNA检测的被检病人的组织，如宫颈、前列腺、口腔、胸腹水等样本在实验室按相应标准流程制作成切片，将制作的切片通过数字切片扫描仪扫描成数字切片；

步骤2：再将批量扫描的数字切片自动上传到指定的网络中的云端数字切片库中，上传的数据还包括该切片的病人病理信息和相关数据文件；然后后续操作，如细胞DNA检测、检测报告的形成、检测报告的复核、诊断报告的完成、以及质量控制等都和数字切片扫描仪器以及制作的玻璃切片无关，而仅与扫描的数字切片有关，所有操作都将在扫描的数字切片上进行；

步骤3：细胞DNA检测，从云端数字切片库选择需检测的数字切片，按细胞DNA检测的要求，比如检测区域，扫描检测倍数，检测完成标志等配置好后，云端数字切片库将完成对该数字切片的自动检测任务，检测细胞DNA的大小一般是等效于20X物镜的倍数下进行以提升检测速度，即当扫描的数字切片是在40X下获取的，细胞DNA的检测会将数字切片缩小一倍进行自动检测，这也等同于用常规细胞DNA检测设备直接扫描检测的硬件配置，检测结果直接存放在该数字切片的关联存储区，同时根据扫描检测结果自动生成检测报告，生成的检测报告可马上进行复核操作，也可在批量扫描检测状态下存放到数字切片库中后续再进行复核操作，检测流程图见图2；

步骤4：复核操作过程也通过直接关联细胞DNA的检测报告和数字切片的浏览检查。复核完成后的最终检测报告作为诊断报告打印发送外，也存于数字切片库关联存储区中作为存档和质量控制检查使用。

上述步骤中，由于所有信息，包括数字切片、病人病理信息、细胞DNA检测数据、检测结果报告、复核过程、最终诊断打印包括都存于云端数字切片数据库中，给予整个切片制作、扫描过程、扫描质量、细胞DNA的检测结果和过程进行有效质量控制提供了技术手段和操作可行性。根据需要，还可以进行质量控制，质量控制过程可由有资质的病理医生，也可由细胞DNA检测的上级医院和部门进行，针对质控的检查情况提供相应的指导意见或制定有效的培训措施，也可通过对数字切片数据库中的各种数据进行分析、统计、数据挖掘，为相关人员制定流程、改进方法提供智能化的决策信息。

如图3细胞DNA扫描检测结果及诊断报告所示：在完成指定数字切片的细胞DNA扫描检测后，所有被检测到的细胞核的DNA及其参数按预先设计的检测报告显示出来，可包含各种检测结果，如检测到的淋巴细胞数、粒细胞数、正常上皮细胞数、阳性或病变细胞数、细胞和图像列表、细胞和用各种图文形式表达的细胞DNA量化图表，如直方图、散点图等，检测报告存放于数字切片库中，用于复核确认和质量控制检查。

如图4细胞DNA网络数字切片浏览图所示：对细胞DNA的检测报告复核和进行质量控制，都需要浏览和检查扫描的数字切片，数字切片的浏览可在任何地方进行，只要有网络连接能够访问云端数字切服务器即可进行数字切片的浏览操作，由于切片已经数字化，因此可以充分利用数字化的优点，对数字切片进行各种处理分析，比如细胞图像放大缩小、平移、旋转、对比度、亮度、图像增强、去噪、边缘检测、色彩变换、3维显示、模拟聚焦、网格化、标注、形态测量等，有效地进行复核和质控检查操作。

如图5细胞DNA扫描结果及诊断报告复核流程图所示：在复核中的一个重要环节就是对可疑细胞的确认，由于常规细胞DNA检测设备扫描采用20X物镜倍数，得到的细胞尺寸小，不便于区别，因此常规方法是需要进行镜下的复核，即将需复核的切片放置在光学显微镜下，用高倍物镜比如40X进行镜下观测其细胞内部形态纹理结构和细胞周边信息，这种复核方法费时费力。采用数字切片后，细胞DNA检测的复核问题变得轻松容易，在数字切片的检测过程中，同时还记录存储了每个细胞的位置参数，对检测报告中的任何细胞，只要双击该细胞，软件将自动将在数字切片库的对应的细胞数字切片提取出来，并根据点击的细胞的位置参数直接显示该细胞及周边的图像，进入图4所示的数字切片浏览模式，数字切片的浏览既可用台式计算机，笔记本电脑，也可用iPad, Android 等各种移动设备进行浏览，和常规镜下复核相比，该方法可以通过网络数字切片的浏览进行复核，因此也可在任何地方任何时候进行，只要有网络连接能够访问云端数字切片库即可进行复核，完成复核后生成的报告即可作为最终诊断报告发送，也将该诊断报告存放于云端数字切片库中作为档案保存和作为质量检测控制的数据源之一。

如图6所示数字切片和细胞DNA扫描结果远程质控流程图所示，质量控制与细胞DNA检测复核操作类似，都是直接针对云端数字切片数据库中的数据进行，各医院制作的细胞切片扫描成数字切片扫描传送到云数字切片库，也包括细胞DNA检测结果和复核结果，这些数据按地区、医院、扫描仪器序号建立树状数字切片管理结构体系，使上级医院和资深病理专家按授权访问数字切片归属的所在医院的权限对所属行政部门的直属医院的数字切片数据及细胞DNA检测结果，包括对制作切片流程、扫描的数字切片、细胞DNA诊断结果、辅助信息进行浏览和分析，指导制定对单一医院或所有医院进行定期培训的内容，注重点，并在根据后续质控统计检查各医院是否提升制片技术水平和细胞DNA复核诊断水平，制定进一步的培训重点，也能够对各医院扫描的数字切片及数据进行各种统计分析和数据挖掘，根据统计分析和数据挖掘结果作为方案制定依据和决策参考。

上述说明展示并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种基于数字切片的细胞DNA自动检测和复核方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：首先将收集到的需要进行细胞DNA检测的被检病人的组织制作成细胞玻璃切片，将制作好的细胞玻璃切片利用数字切片扫描设备扫描成数字切片；

步骤2：扫描好的数字切片及该切片的病人病理信息和相关数据文件自动传输到云端数字切片库；

步骤3：从云端数字切片库选择需检测的数字切片，并按照检测的要求，云端数字切片库自动完成数字切片的检测，并自动生成检测报告，检查结果和检查报告存储于云端数字切片库下该数字切片的关联存储区；

步骤4：复核检测报告,复核时直接将检测报告中的细胞数据与云端数字切片库存放的数字切片对应，浏览数字切片的图像进行检测报告的复核检查，复核的结果存储于云端数字切片库下该数字切片的关联存储区。

2.根据权利要求1所述的一种基于数字切片的细胞DNA自动检测和复核方法，其特征在于：步骤1中扫描数字切片和复核检测报告在高倍下进行；检测在低倍下进行。

3.根据权利要求2所述的一种基于数字切片的细胞DNA自动检测和复核方法，其特征在于：上述的高倍为40X倍，低倍为20X倍。

4.根据权利要求1所述的一种基于数字切片的细胞DNA自动检测和复核方法，其特征在于：还包括对云存储的数字切片通过网络进行远程质量监控，确定扫描的数字切片、检测的细胞DNA参数数据、关联的病理信息、复核结果及检测诊断报告进行检查和监控，进行相应监控和指导的步骤。

5.根据权利要求1所述的一种基于数字切片的细胞DNA自动检测和复核方法，其特征在于：在步骤3自动检测过程中，记录每个细胞的位置参数，供后续检测报告过程中的细胞复核中关联使用。

6.根据权利要求1所述的一种基于数字切片的细胞DNA自动检测和复核方法，其特征在于：步骤3中的检测包括细胞DNA的分割、特征提取、细胞核DNA计算、识别、分类和细胞DNA定量分析。

7.根据权利要求1所述的一种基于数字切片的细胞DNA自动检测和复核方法，其特征在于：所述的检测结果和检测报告根据对自动检测的细胞DNA数据的自动识别、测量和分类结果，生成细胞DNA检测的报告，报告包括病人信息和细胞DNA相关数据，报告以图表、图形、图像及文字的方式表现。

8.根据权利要求1所述的一种基于数字切片的细胞DNA自动检测和复核方法，其特征在于：还包括以下步骤：在复核过程中能够对数字切片进行各种处理分析，比如细胞图像放大缩小、平移、旋转、对比度、亮度、图像增强、去噪、边缘检测、色彩变换、3维显示、模拟聚焦、网格化、标注、形态测量。

9.根据权利要求1所述的一种基于数字切片的细胞DNA自动检测和复核方法，其特征在于：还包括通过云端数字切片库对扫描的数字切片及数据进行各种统计分析和数据挖掘，根据统计分析和数据挖掘结果作为方案制定依据和决策参考的步骤。

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