CN108369648B - 用于增强型数字显微镜的系统、介质、方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本文描述了数字显微镜和远程病理学的改进。所公开的技术使用户能够远程配置数字显微镜。

Description

用于增强型数字显微镜的系统、介质、方法和设备
交叉引用
本申请要求于2015年10月16日提交的美国临时申请序列号62/242,968的权益，该申请通过引用而整体并入本文。
背景技术
显微镜是一种重要的工具，在包括病理学、微生物学、植物组织培养、动物细胞培养、分子生物学、免疫学和细胞生物学的各种临床和科学应用中有用。采集和使用显微镜标本的数字图像对于数字病理学越来越重要，其中在数字图像中定位和捕获组织标本中的异常特征用于分析。通过定位和识别组织标本中的异常特征，病理学家可以做出诊断、帮助患者的医师选择合适的治疗方法并且提供先前治疗效果的信息。
发明内容
一般而言，病理学家通常在地理位置上远离获取组织标本的医院或诊所的地点处工作。在过去，必须将组织标本从患者所在的地点在物理上运送到病理学家手中，例如通过特快专递或速递。病理学家继而将会从所述组织标本制备载玻片(slide)/标本并在显微镜下对其进行检查。然而，将组织标本在物理上运送到病理学实验室可能是耗时的，特别是在患者在农村或偏远地区的情况下。此外，如果组织标本跨越边境，则必须由海关官员进行检查。最后，在诸如第三世界国家等许多地区，往往没有很多病理学家，这使得病理学家必须花费大量的时间前往不同的设施。对于需要立即诊断的患者来说，这是一个严重缺点。
数字病理学的出现有助于缓解这个问题。在数字病理学中，对标本进行高分辨率数字扫描，并将该图像电子传输给病理学家以分析所保存的图像。医师或技术人员可以从组织标本制备载玻片并创建高分辨率扫描，以供病理学家进行非现场分析。附加地或备选地，病理学家可以实时观看和分析标本，并继而在分析期间记载所观看的标本的图像。这些记载的图像继而可以由另一用户随后观看用于确认分析(如诊断)，或用于诸如讨论或培训等其他目的。
在数字病理学中，通常在采集标本的数字图像之前由数字光学装置对标本的视图进行聚焦。在许多情况下，聚焦包括指示具有机动定位单元的数字光学装置上下移动装置的整个X轴或Y轴或上下移动光学路径直至获得聚焦的视图。在任一种情况下，用马达执行的装置移动均比必要的更多。通过仅聚焦于载玻片或标本，施加在马达上的应力得到减少，并且避免了装置的不必要移动。
尽管数字病理学是对较老的病理学方法的改进，但其并非没有缺点。组织标本通常具有需要用户在标本检查期间改变焦点深度以观看每个深度的异常情况。在传统显微术中，通过获取标本不同深度的“Z-堆叠”图像，并且继而通过软件分析制作三维物体或者重新组装仅由软件确定位于焦点内的每个图像的一部分组成的图像来处理它们，以记载标本的不同视图，从而创建扩展的焦点深度。然而，这些过程都不能重现通过显微镜观看的体验，并且许多临床标本具有不同深度的感兴趣部位。因此，需要记载与用户在显微会话期间通过显微镜实际观看的相同的标本。另外，准确且精确地记载在显微镜下采取的每个步骤以生成图像并做出诊断是有价值的。这允许提高诊断准确性和质量保证，因为可以独立确认诊断并且可以回顾做出诊断所借助的方法。在许多情况下，显微会话由用户在远离显微镜的位置执行。
传统病理学方法的另一缺点是观看标本的“沙盒”方法，其中用户如他们所愿地移动标本以识别感兴趣的区域。这种方法既低效又无效，因为用户在移动标本时可能重复观看标本的多个部位，浪费时间并可能错过重要特征。因此，需要确保用户实际观看可能感兴趣的标本的每个部位。这可以通过定义要观看的标本区域并且基于用户定义的或预定的间隔一次一个视场移动通过区域直至观看整个标本来实现。
数字病理学有时涉及标本的自动图像采集。这可以通过使用数字光学装置扫描并保存整个载玻片或样品的图像来实现。当获取不包括任何标本的区域时，这样的过程是无效的，占用了时间和数据空间。因此，需要检测标本边界。这可以通过在包括标本的载玻片或平台上自动选择焦点并分析每个焦点以确定该点是否在标本边界内的软件来实现。
通常，与关于标本的信息一起保存和呈现获取的数字病理学图像。例如，使用具有组织注释的标本图像的演示文稿用于讨论或肿瘤会诊委员会。传统上，通过将图像从一个介质输入到演示文稿软件程序，继而将相关文本添加到演示文稿中来创建这些演示文稿。用获取的图像和相关文本(诸如图像注释和标本源信息)自动生成演示文稿的方法将会节省时间。
数字显微系统在传统上被设计为与卤素灯泡一起使用，该卤素灯泡在使用中有散发热量的倾向，并且可能对精细标本不利。标本照明的替代方法包括使用发光二极管(LED)阵列。LED阵列对于保持样品的完整性是有用的，并且可以使用多达数万小时而无需更换。
在一方面，本文公开了一种数字光学装置，包括用于固定标本的载玻片底座；机动定位单元；光源；以及一个或多个光学部件；其中所述载玻片底座由所述机动定位单元沿X轴、Y轴或Z轴定位，并且其中仅所述载玻片底座是可在Z轴上移动的。在一些实施方式中，所述光源是卤素灯泡。在一些实施方式中，所述光源是LED阵列。在一些实施方式中，所述数字光学装置连接到控制计算机，其中所述控制计算机指示所述载玻片底座通过所述机动定位单元的的定位。
在一方面，本文公开了使数字光学装置聚焦的计算机实现的方法，包括：由第一位置处的计算机将聚焦指令传输至第二位置处的数字光学装置，所述聚焦指令包括用于使所述数字光学装置在Z轴上移动载玻片和载玻片底座以聚焦数字光学图像的一个或多个命令；以及由所述计算机接收来自所述数字光学装置的所述聚焦的数字光学图像；前提是所述数字光学装置响应于所述聚焦指令仅在所述Z轴上移动所述载玻片和所述载玻片底座。在一些实施方式中，所述聚焦指令经由计算机网络发送。在一些实施方式中，所述远程数字光学装置是远程显微镜。在一些实施方式中，所述第二位置是与所述第一位置相同的位置。在一些实施方式中，所述第二位置不同于所述第一位置。
在另一方面，本文公开了记载由远程数字光学装置成像的感兴趣的标本的计算机实现的方法，包括：由第一位置处的计算机将第一聚焦指令传输至不同于所述第一位置的第二位置处的数字光学装置，所述聚焦指令包括用于使所述数字光学装置聚焦在具有多个聚焦平面的图像的最顶层平面上的命令；由所述计算机将第二聚焦指令传输至所述数字光学装置，所述聚焦指令包括用于使所述数字光学装置聚焦在所述图像的最底层平面上的命令；由所述计算机确定所述图像的景深和基于所述景深的最佳步长；由所述计算机接收连续的系列图像，每个图像在以所述步长与相邻平面分隔开的不同焦平面处创建；由所述计算机呈现允许所述第一位置处的用户识别所述连续的系列图像内感兴趣的标本并定义所述标本的深度的界面；以及由所述计算机生成包括跨越所述标本的所述深度的多个所述连续的系列图像的文档，每个图像在所述文档的单独页面上。在一些实施方式中，所述聚焦指令经由计算机网络发送。在一些实施方式中，所述远程数字光学装置是远程显微镜。
在另一方面，本文公开了记录在数字光学装置处评估的标本的实时观看历史的计算机实现的方法，包括：由第一位置处的计算机接收所述标本的一个或多个显微照片，所述一个或多个显微照片由第二位置处的数字光学装置生成；由所述计算机接收描述所述远程数字光学装置处的所述标本的实时观看会话的多个数据，所述多个数据包括以一定时间间隔重复捕获的所述远程数字光学装置的载物台的X位置和Y位置、焦点和放大倍率；由所述计算机从所述多个数据生成实时观看历史；以及由所述计算机将所述实时观看历史应用于所述标本的所述一个或多个显微照片以输出复制所述实时观看会话的视频文件。在一些实施方式中，所述时间间隔是用户定义的。在一些实施方式中，所述方法还包括由所述计算机呈现允许所述第一位置处的用户记录语音音频的界面，并且其中所述输出所述视频文件包括将所述语音音频集成到所述视频文件中。在一些实施方式中，所述方法还包括由所述计算机将所述标本的全部组织与在所述实时观看会话中观看的组织进行比较以生成评分。在一些实施方式中，所述方法还包括：创建所述远程数字光学装置的所述载物台的X位置和Y位置以及焦点相对于所述标本的矢量轨迹；以及将所述矢量轨迹覆盖在所述标本的所述一个或多个显微照片上。在一些实施方式中，所述第二位置是与所述第一位置相同的位置。在一些实施方式中，所述第二位置不同于所述第一位置。
在另一方面，本文公开了评估数字光学装置处的标本的计算机实现的方法，包括：由第一位置处的计算机以不断刷新图像的实时流接收所述标本的一个或多个显微照片，所述一个或多个显微照片由第二位置处的数字光学装置作为不断刷新图像的实时流生成；由所述计算机呈现允许所述第一位置处的用户定义所述标本的总观看区域的界面；由所述计算机将所述总观看区域分隔成多个视场；以及由所述计算机将指令传输至所述远程数字光学装置，所述指令包括用于使所述数字光学装置移动所述装置的载物台从而以重复的时间间隔前进通过所述视场的一个或多个命令。在一些实施方式中，所述时间间隔是用户定义的。在一些实施方式中，所述指令包括用于使所述数字光学装置移动所述载物台从而以对应于跨所述全部观看区域的行的模式前进通过所述视场的一个或多个命令。在一些实施方式中，所述指令包括用于使所述数字光学装置移动所述载物台从而以对应于跨所述全部观看区域的列或者直线的模式前进通过所述视场的一个或多个命令。在一些实施方式中，所述方法还包括自动确定在所述标本中检测的全部组织的区域。在一些实施方式中，所述第二位置是与所述第一位置相同的位置。在一些实施方式中，所述第二位置不同于所述第一位置。在一些实施方式中，桌面应用由用户通过所述第一位置处的所述计算机实现以评估所述标本。
在另一方面，本文公开了自动生成关于数字光学装置处的标本的评估的演示文稿的方法，包括：由第一位置处的计算机接收所述标本的彩色预览显微照片，所述预览显微照片由第二位置处的数字光学装置生成；由所述计算机在所述预览显微照片上执行白平衡；由所述计算机确定所述预览显微照片中的主色；由所述计算机基于包括所述主色的所述预览显微照片的连续部位的检测来定义待扫描的区域；由所述计算机在所述待扫描的区域内生成多个焦点；由所述计算机基于所述主色评估每个焦点以确定其是否在所述标本组织的上方；以及由所述计算机调整不在所述标本组织上方的任何焦点的位置并重复所述评估。在一些实施方式中，所述确定所述预览显微照片中的所述主色包括确定所述颜色的模态值并且随后应用白色阈值、黑色阈值、彩色阈值和苍白阈值。在一些实施方式中，所述第二位置是与所述第一位置相同的位置。在一些实施方式中，所述第二位置不同于所述第一位置。
在另一方面，本文公开了自动生成关于数字光学装置处的标本的评估的演示文稿或报告的计算机实现的方法，包括：由第一位置处的计算机存储一个或多个演示文稿模板；由所述计算机接收所述标本的彩色预览显微照片，所述预览显微照片由第二位置处的数字光学装置生成；由所述计算机接收所述标本的一个或多个高放大倍率显微照片，所述一个或多个高放大倍率显微照片可选地与文本注释相关联；以及由所述计算机通过将所述标本的所述彩色预览显微照片和所述一个或多个高放大倍率显微照片集成到选定演示文稿模板中来生成所述演示文稿，所述演示文稿包括所述彩色预览显微照片，所述彩色预览显微照片链接到所述一个或多个高放大倍率显微照片和所述相关联的文本注释(如果有的话)，所述链接表明创建每个高放大倍率显微照片的所述标本内的位置。在一些实施方式中，所述方法还包括呈现允许所述第一位置处的用户将一个或多个先前生成的演示文稿集成到所述演示文稿中的界面。在一些实施方式中，所述第二位置是与所述第一位置相同的位置。在一些实施方式中，所述第二位置不同于所述第一位置。
在另一方面，本文公开了照亮数字光学装置内的标本的计算机实现的方法，包括将LED阵列定位在与所述数字光学装置的成像机构相对的所述标本的侧面上，并且将全息光漫射衬底放置在所述LED阵列与所述标本之间。
在另一方面，本文公开了数字光学装置，包括：电磁体；载物台；以及标本推出机构；所述电磁体被配置用于在激活所述标本推出机构时固定所述载物台的位置。在一些实施方式中，所述数字光学装置是显微镜。在进一步实施方式中，所述显微镜是远程操作的远程显微镜。在进一步实施方式中，所述装置是全载玻片成像扫描仪。
在另一方面，本文公开了数字光学装置，包括：存储器；光学阵列；载物台；数字图像捕获单元；以及机动定位单元；在每次激活所述数字图像捕获单元时，所述光学阵列相对于所述载物台的X位置、Y位置和Z位置均被存储在所述存储器中；所述机动定位单元被配置用于根据用户的请求将所述光学阵列返回到与特定数字图像相关联的所记录的位置。所述Y位置还报告正在观看的是多个载玻片中的哪个载玻片。在一些实施方式中，所述数字光学装置是显微镜。在进一步实施方式中，所述显微镜是远程操作的远程显微镜。
在另一方面，本文公开了用于远程显微术的计算机实现的系统，包括：(a)数字光学装置，包括在第一位置与第二位置之间具有Z聚焦范围的载玻片底座；用于在所述Z聚焦范围内移动所述载玻片底座的马达；光源；以及光学部件；(b)数字处理装置，包括至少一个处理器、被配置用于执行可执行指令的操作系统、存储器以及包括可由所述数字处理装置执行以创建远程显微聚焦应用的指令的计算机程序，所述远程显微聚焦应用包括：指示所述数字光学装置中的所述马达在所述第一位置与所述第二位置之间沿Z轴移动若干步幅以聚焦数字光学图像的软件模块；以及接收来自所述数字光学图像装置的所述可聚焦数字光学图像的软件模块；其中所述数字处理装置和所述数字光学装置分别通过远程通信网络发送和接收指令。在一些实施方式中，所述数字光学装置包括成像装置，并且其中所述应用包括指示所述成像装置获取所述聚焦的数字光学图像的显微照片的软件模块。在一些实施方式中，所述应用包括指示所述数字光学装置将所述获取的显微照片输入到演示文稿中的软件模块。在一些实施方式中，所述光源是LED并且所述光学部件是光成型扩散器。在一些实施方式中，所述数字光学装置位于第一位置并且所述数字处理装置位于不同于所述第一位置的第二位置。
在另一方面，本文公开了用计算机程序编码的非暂时性计算机可读存储介质，所述计算机程序包括可由处理器执行以创建用于使数字光学装置聚焦的应用的指令，所述应用包括指示所述数字光学装置的马达在第一位置与第二位置之间沿Z轴移动固定数量的步幅以创建可聚焦的数字光学图像的软件模块；以及接收来自所述数字光学图像装置的聚焦数字光学图像的软件模块；其中所述数字处理装置和所述数字光学装置分别通过远程通信网络发送和接收指令。在一些实施方式中，所述应用还包括指示可操作地连接到所述数字光学装置的成像装置以获取所述可聚焦的数字光学图像的显微照片的软件模块。在一些实施方式中，所述数字光学装置位于第一位置并且所述数字处理装置位于不同于所述第一位置的第二位置。
在另一方面，本文公开了用于远程显微术的计算机实现的系统，包括：(a)数字光学装置，包括在第一位置与第二位置之间具有Z聚焦范围的载玻片底座；用于在所述Z聚焦范围内移动所述载玻片底座的马达；光源；以及光学部件；(b)数字处理装置，包括至少一个处理器、被配置用于执行可执行指令的操作系统、存储器和包括可由所述数字处理装置执行以创建远程显微聚焦应用的指令的计算机程序，所述远程显微聚焦应用包括：指示所述数字光学装置的所述马达在所述第一位置与所述第二位置之间沿Z轴移动以聚焦在具有多个聚焦平面的图像的最顶层平面上的软件模块；指示所述数字光学装置的所述马达在所述第一位置与所述第二位置之间沿Z轴移动以聚焦在所述图像的最底层平面上的软件模块；确定所述图像的景深并基于所述景深确定最佳步长的软件模块；接收连续的系列图像的软件模块，每个图像在以所述步长与相邻平面分隔开的不同焦平面处创建；呈现允许用户识别所述连续的系列图像内感兴趣的标本并且定义所述标本的深度的界面的软件模块；以及生成包括跨越所述标本的深度的多个所述连续的系列图像的文档的软件模块，每个图像在所述文档的单独页面上；其中所述数字处理装置和所述数字光学装置分别通过远程通信网络发送和接收指令。在一些实施方式中，所述光源是LED并且所述光学部件是光成型扩散器。在一些实施方式中，所述数字光学装置位于第一位置并且所述数字处理装置和所述用户位于不同于所述第一位置的第二位置。
在另一方面，本文公开了用计算机程序编码的非暂时性计算机可读存储介质，所述计算机程序包括可由处理器执行以创建用于记载数字光学装置的系列图像的应用的指令，所述应用包括：指示所述数字光学装置的马达在第一位置与第二位置之间沿Z轴移动以聚焦在具有多个聚焦平面的图像的最顶层平面上的软件模块；指示所述数字光学装置的所述马达在所述第一位置与所述第二位置之间沿Z轴移动以聚焦在所述图像的最底层平面上的软件模块；确定所述图像的景深并基于所述景深确定最佳步长的软件模块；接收连续的系列图像的软件模块，每个图像在以所述步长与相邻平面分隔开的不同焦平面处创建；呈现允许用户识别所述连续的系列图像内感兴趣的标本并且定义所述标本的深度的界面的软件模块；以及生成包括跨越所述标本的深度的多个所述连续的系列图像的文档的软件模块，每个图像在所述文档的单独页面上；其中所述数字处理装置和所述数字光学装置分别通过远程通信网络发送和接收指令。在一些实施方式中，所述应用还包括指示所述数字光学装置将所述系列图像中的一个或多个输入到演示文稿中的软件模块。在一些实施方式中，所述数字光学装置位于第一位置并且所述数字处理装置和所述用户位于不同于所述第一位置的第二位置。
在另一方面，本文公开了用于远程显微术的计算机实现的系统，包括：(a)数字光学装置，包括具有沿X轴和Y轴的位置范围的载玻片底座；用于沿所述X轴和Y轴移动所述载玻片底座的马达；光源；以及光学部件；(b)数字处理装置，包括至少一个处理器、被配置用于执行可执行指令的操作系统、存储器和包括可由所述数字处理装置执行以创建用于记录远程显微术观看历史的应用的指令的计算机程序，所述应用包括：接收定位在所述数字光学装置的所述载玻片底座上的标本的一个或多个显微照片的软件模块；接收描述所述标本的实时观看会话的多个数据的软件模块，所述多个数据包括所捕获的所述数字光学装置的所述载玻片底座的X位置和Y位置、焦点和放大倍率以及改变的事件发生的时间，从所述多个数据生成实时观看历史的软件模块；在一些实施方式中，将所述实时观看历史应用于所述标本的所述一个或多个显微照片以输出复制所述实时观看会话的视频文件的软件模块；其中所述数字光学装置和数字处理装置分别通过远程通信网络发送和接收显微照片和数据。在一些实施方式中，所述光源是LED并且所述光学部件是光成型扩散器。在一些实施方式中，所述应用还包括指示所述数字光学装置将所述视频文件输入到演示文稿中的软件模块。在一些实施方式中，所述时间间隔是用户定义的。在一些实施方式中，所述时间间隔确切地与原始用户的所述观看历史相匹配。在一些实施方式中，所述应用还包括呈现允许用户记录语音音频的界面的软件模块，并且其中所述输出所述视频文件包括将所述语音音频集成到所述视频文件中。在一些实施方式中，所述应用还包括将所述标本的全部组织与在所述实时观看会话中观看的组织进行比较以生成评分的软件模块。在一些实施方式中，所述应用还包括创建所述数字光学装置的所述载玻片底座的X位置和Y位置以及焦点相对于所述标本的矢量轨迹；以及将所述矢量轨迹覆盖在所述标本的一个或多个显微照片上。在一些实施方式中，所述数字光学装置位于第一位置并且所述数字处理装置位于不同于所述第一位置的第二位置。
在另一方面，本文公开了用计算机程序编码的非暂时性计算机可读存储介质，所述计算机程序包括可由处理器执行以创建用于记录用数字光学装置评估的标本的实时观看历史的应用的指令，所述应用包括：接收定位在所述数字光学装置的所述载玻片底座上的标本的一个或多个显微照片的软件模块；接收描述所述标本的实时观看会话的多个数据的软件模块，所述多个数据包括重复捕获的所述数字光学装置的所述载玻片底座的X位置和Y位置、焦点和放大倍率以及时间戳；从所述多个数据生成实时观看历史的软件模块；以及将所述实时观看历史应用于所述标本的一个或多个显微照片以输出复制所述实时观看会话的视频文件的软件模块；其中所述数字光学装置和数字处理装置分别通过远程通信网络发送和接收显微照片和数据。在一些实施方式中，所述应用还包括指示所述数字光学装置将所述视频文件输入到演示文稿中的软件模块。在一些实施方式中，所述时间间隔是用户定义的。在一些实施方式中，所述应用还包括呈现允许用户记录语音音频的界面的软件模块，并且其中所述输出所述视频文件包括将所述语音音频集成到所述视频文件中。在一些实施方式中，所述应用还包括将所述标本的全部组织与在所述实时观看会话中观看的组织进行比较以生成评分的软件模块。在一些实施方式中，所述应用还包括创建所述数字光学装置的所述载玻片底座的X位置和Y位置以及焦点相对于所述标本的矢量轨迹；以及将所述矢量轨迹覆盖在所述标本的所述一个或多个显微照片上。在一些实施方式中，其中所述数字光学装置位于第一位置并且所述数字处理装置位于不同于所述第一位置的第二位置。
在另一方面，本文公开了用于远程显微术的计算机实现的系统，包括：(a)数字光学装置，包括具有沿X轴和Y轴的位置范围的载玻片底座，所述位置范围定义定位于所述载玻片底座上的标本的视场；用于沿所述X轴和Y轴移动所述载玻片底座的马达；光源；以及光学部件；(b)数字处理装置，包括至少一个处理器、被配置用于执行可执行指令的操作系统、存储器和包括由所述数字处理装置执行以创建标本评估应用的指令的计算机程序，所述标本评估应用包括：接收所述标本的一个或多个显微照片的软件模块，所述一个或多个显微照片由所述数字光学装置生成；呈现允许用户定义所述标本的总观看区域的界面的软件模块；将所述总观看区域分隔成多个视场的软件模块；以及指示所述马达移动所述载玻片底座从而以重复的时间间隔内前进通过所述视场的软件模块；其中所述数字光学装置和数字处理装置通过远程通信网络发送和接收信息。在一些实施方式中，所述光源是LED并且所述光学部件是光成型扩散器。在一些实施方式中，所述时间间隔是用户定义的。在一些实施方式中，所述指令包括用于使所述马达移动所述载玻片底座从而以对应于跨所述全部观看区域的行的模式前进通过所述视场的一个或多个命令。在一些实施方式中，所述指令包括用于使所述马达移动所述载玻片底座从而以对应于跨所述全部观看区域的列的模式前进通过所述视场的一个或多个命令。在一些实施方式中，所述应用还包括自动确定在所述标本中检测的全部组织的区域的软件模块。在一些实施方式中，所述指令包括用于使所述马达移动所述载玻片底座以两个用户定义的点之间的直线前进通过所述视场的一个或多个命令。在一些实施方式中，所述数字光学装置位于第一位置并且所述数字处理装置和所述用户位于不同于所述第一位置的第二位置。
在另一方面，本文公开了用计算机程序编码的非暂时性计算机可读存储介质，所述计算机程序包括可由处理器执行以创建用于利用数字光学装置评估标本的应用的指令，所述应用包括接收所述标本的一个或多个显微照片的软件模块，所述一个或多个显微照片由数字光学装置生成；呈现允许用户定义所述标本的总观看区域的界面的软件模块；将所述总观看区域分隔成多个视场的软件模块；以及指示所述马达移动所述载玻片底座从而以重复的时间间隔前进通过所述视场的软件模块；其中所述数字光学装置和数字处理装置通过远程通信网络发送和接收信息。在一些实施方式中，所述光源是LED并且所述光学部件是光成型扩散器。在一些实施方式中，所述时间间隔是用户定义的。在一些实施方式中，所述指令包括用于使所述马达移动所述载玻片底座从而以对应于跨所述全部观看区域的行的模式前进通过所述视场的一个或多个命令。在一些实施方式中，所述指令包括用于使所述马达移动所述载玻片底座从而以对应于跨所述全部观看区域的列的模式前进通过所述视场的一个或多个命令。在一些实施方式中，所述指令包括用于使所述马达移动所述载玻片底座以两个用户定义的点之间的直线前进通过所述视场的一个或多个命令。在一些实施方式中，所述应用还包括自动确定在所述标本中检测的全部组织的区域的软件模块。在一些实施方式中，所述数字光学装置位于第一位置并且所述数字处理装置和所述用户位于不同于所述第一位置的第二位置。
在另一方面，本文公开了用于远程显微术的计算机实现的系统，包括：(a)数字光学装置，包括用于保持标本的载玻片底座和扫描成像装置；(b)数字处理装置，包括至少一个处理器、被配置用于执行可执行指令的操作系统、存储器、包括可由所述数字处理装置执行以创建演示文稿应用的指令的计算机程序，所述演示文稿应用包括：接收所述标本的彩色预览显微照片的软件模块，所述预览显微照片由所述数字光学装置生成；在所述预览显微照片上执行白平衡的软件模块；确定所述预览显微照片中的主色的软件模块；基于包括所述主色的所述预览显微照片的连续部位的检测来定义待扫描的区域的软件模块；在所述待扫描的区域内生成多个焦点的软件模块；基于所述主色评估每个焦点以确定其是否在所述标本组织的上方的软件模块；以及调整不在所述标本组织上方的任何焦点的位置并重复所述评估的软件模块；其中所述数字处理装置通过远程通信网络接收所述预览显微照片。在一些实施方式中，所述确定所述预览显微照片中的所述主色包括确定所述颜色的模态值并且随后应用白色阈值、黑色阈值、彩色阈值和苍白阈值。在一些实施方式中，所述数字光学装置位于第一位置并且所述数字处理装置位于不同于所述第一位置的第二位置。
在另一方面，本文公开了用计算机程序编码的非暂时性计算机可读存储介质，所述计算机程序包括可由处理器执行以创建用于自动生成关于数字光学装置处的标本的评估的演示文稿的应用的指令，所述应用包括：接收所述标本的彩色预览显微照片的软件模块，所述预览显微照片由所述数字光学装置生成；在所述预览显微照片上执行白平衡的软件模块；确定所述预览显微照片中的主色的软件模块；基于包括所述主色的所述预览显微照片的连续部位的检测来定义待扫描的区域的软件模块；在所述待扫描的区域内生成多个焦点的软件模块；基于所述主色评估每个焦点以确定其是否在所述标本组织的上方的软件模块；以及调整不在所述标本组织上方的任何焦点的位置并重复所述评估的软件模块；所述数字处理装置通过远程通信网络接收所述预览显微照片。在一些实施方式中，所述确定所述预览显微照片中的所述主色包括确定所述颜色的模态值并且随后应用白色阈值、黑色阈值、彩色阈值、苍白阈值。在一些实施方式中，所述数字光学装置位于第一位置并且所述数字处理装置位于不同于所述第一位置的第二位置。
在另一方面，本文公开了用于远程显微术的计算机实现的系统，包括：(a)数字光学装置，包括用于保持标本的载玻片底座和扫描成像装置；(b)数字处理装置，包括至少一个处理器、被配置用于执行可执行指令的操作系统、存储器以及包括可由所述数字处理装置执行以创建演示文稿应用的指令的计算机程序，所述演示文稿应用包括：存储一个或多个演示文稿模板的软件模块；接收所述标本的彩色预览显微照片的软件模块，所述预览显微照片由所述数字光学装置生成；接收所述标本的一个或多个高放大倍率显微照片的软件模块，所述一个或多个高放大倍率显微照片可选地与文本注释相关联；以及通过将所述标本的所述彩色预览显微照片和所述一个或多个高放大倍率显微照片集成到选定演示文稿模板中来生成所述演示文稿的软件模块，所述演示文稿包括所述彩色预览显微照片，所述彩色预览显微照片链接到所述一个或多个高放大倍率显微照片和所述相关联的文本注释(如果有的话)，所述链接表明创建每个高放大倍率显微照片的所述标本内的位置；其中所述数字处理装置通过远程通信网络接收所述预览和高放大倍率显微照片。在一些实施方式中，所述应用还包括呈现允许用户将一个或多个先前生成的演示文稿集成到所述演示文稿中的界面的软件模块。在一些实施方式中，所述数字光学装置位于第一位置并且所述数字处理装置位于不同于所述第一位置的第二位置。
在另一方面，本文公开了用计算机程序编码的非暂时性计算机可读存储介质，所述计算机程序包括可由处理器执行以创建用于自动生成关于数字光学装置处的标本的评估的演示文稿的应用的指令，所述应用包括：包括一个或多个演示文稿模板的数据库；存储一个或多个演示文稿模板的软件模块；接收所述标本的彩色预览显微照片的软件模块，所述预览显微照片由所述数字光学装置生成；接收所述标本的一个或多个高放大倍率显微照片的软件模块，所述一个或多个高放大倍率显微照片可选地与文本注释相关联；通过将所述标本的所述彩色预览显微照片和所述一个或多个高放大倍率显微照片集成到选定演示文稿模板中来生成所述演示文稿的软件模块，所述演示文稿包括所述彩色预览显微照片，所述彩色预览显微照片链接到所述一个或多个高放大倍率显微照片和所述相关联的文本注释(如果有的话)，所述链接表明创建每个高放大倍率显微照片的所述标本内的位置；其中所述数字处理装置通过远程通信网络接收所述预览和高放大倍率显微照片。在一些实施方式中，所述应用还包括呈现允许用户将一个或多个先前生成的演示文稿集成到所述演示文稿中的界面的软件模块。在一些实施方式中，所述数字光学装置位于第一位置并且所述数字处理装置位于不同于所述第一位置的第二位置。
附图说明
图1示出了仅具有载玻片焦点的数字光学装置的非限制性示例。
图2示出了位置记录过程的数据采集流程和一些可能的回放选项的非限制性示例。根据记录的位置数据，能够集成和设计附加回放选项。
图3示出了具有选定区域和可以被编程用于按行或按列进行观看的高亮示例横贯模式的载玻片。
图4示出了用于识别数字光学装置的载物台上的组织的示例性计算机实现的方法。
图5示出了与标本相关的具有全息光成型扩散器的LED照明系统的非限制性示例。
图6示出了包括电磁体的数字光学装置的非限制性示例。
图7示出了包括卤素灯泡光源的示例性数字光学装置的部件。
图8示出了包括LED阵列光源的示例性数字光学装置的部件。
图9示出了用使用本文所述的数字光学装置获取的标本图像、标本源信息和病例概要自动生成的演示文稿的幻灯片。
图10示出了用标本的低分辨率图像和映射在高分辨率图像上的标本的10个不同部位的高分辨率图像自动生成的演示文稿的幻灯片。
图11示出了用使用本文所述的数字光学装置获取的标本的高分辨率图像和用户在标本观看期间做出的注释自动生成的演示文稿的幻灯片。
具体实施方式
当前的数字病理学方法依赖于无法准确传达标本的复杂性的标本的孤立图像记载，使得重现或理解如何从静态图像执行标本的分析较为困难。对于数字显微镜标本的准确记载存在需要，该数字显微镜标本的准确记载允许用户如同正在显微镜下观看标本一样观看和分析标本所保存的图像。其中为了诊断目的而获取数字图像，还需要记载为了得到所记载的图像在显微镜下采取的每个步骤，以便可以重复这些步骤用于临床、研究或教育目的。在各种实施方式中，本公开内容描述了用于采集和记载显微镜标本的增强型数字显微镜的方法。
在某些实施方式中，本文描述了使数字光学装置聚焦的计算机实现的方法，包括：由第一位置处的计算机将聚焦指令传输至不同于第一位置的第二位置处的数字光学装置，该聚焦指令包括用于使数字光学装置在Z轴上移动载玻片和载玻片底座以聚焦数字光学图像的一个或多个命令；以及由计算机接收来自数字光学装置的聚焦的数字光学图像；前提是数字光学装置响应于聚焦指令在Z轴上仅移动载玻片和载玻片底座。
本文还描述了包括一个或多个光学部件和载玻片底座的数字光学装置，其中载玻片底座是装置中可在Z轴上移动的唯一部件。这样的数字光学装置的示例在图1中示为装置100。
表明载玻片底座102的Z焦点101的范围的两端位置以第一位置103和第二位置104示出。将聚焦轴固定在X/Y载物台的顶部。在该装置中，聚焦元件不需要支撑X轴或Y轴或者物镜转换器或光学部件的重量或机构。
在某些实施方式中，本文还描述了记载由数字光学装置成像的感兴趣的标本的计算机实现的方法，包括：由第一位置处的计算机将聚焦第一指令传输至第二位置处的数字光学装置，该聚焦指令包括用于使数字光学装置聚焦在具有多个聚焦平面的图像的最顶层平面上的命令；由计算机将第二聚焦指令传输至数字光学装置，该聚焦指令包括用于使数字光学装置聚焦在图像的最底层平面上的命令；由计算机确定图像的景深并基于景深确定最佳步长；由计算机接收连续的系列图像，每个图像在以该步长与相邻平面分隔开的不同焦平面处创建；由计算机呈现允许第一位置处的用户识别连续的系列图像内感兴趣的标本并且定义标本深度的界面；以及由计算机生成包括跨越标本深度的多个连续的系列图像的文档，每个图像在文档的单独页面上。在一些实施方式中，第二位置是与第一位置相同的位置。在一些实施方式中，第二位置不同于第一位置。
在某些实施方式中，本文还描述了记录在数字光学装置处评估的标本的实时观看历史的计算机实现的方法，包括：由第一位置处的计算机接收标本的一个或多个显微照片，该一个或多个显微照片由第二位置处的数字光学装置生成；由计算机接收描述数字光学装置处的标本的实时观看会话的多个数据，该多个数据包括以一定时间间重复捕获的数字光学装置的载物台的X位置和Y位置、焦点和放大倍率；由计算机从多个数据生成实时观看历史；以及由计算机将实时观看历史应用于标本的一个或多个显微照片以输出复制实时观看会话的视频文件。在一些实施方式中，第二位置是与第一位置相同的位置。在一些实施方式中，第二位置不同于第一位置。记录实时观看历史的方法的示例性处理工作流程在图2中示出。参考图2的第一面板，第一用户实时观看定位在数字光学装置的载玻片载物台上的标本。第一用户处于远离装置的位置，并使用远程观看站观看标本。用户使用经由计算机网络连接到光学装置的远程观看站的远程计算机来控制光学装置。用户经由远程计算机指示装置移动载玻片底座，直至第一用户可以观看到标本的感兴趣区域。远程计算机在X轴和Y轴上移动光学装置的载玻片底座以识别感兴趣的区域，并且通过在Z轴上移动载玻片载物台来聚焦该区域的视图。在聚焦期间，用户还可以经由远程计算机指示光学装置改变装置的物镜。当第一用户指示可操作地连接到光学装置的成像装置采集并存储显微照片时，记录第一用户视野中感兴趣的区域的所述显微照片。记录对应于显微照片的载玻片载物台的X位置、Y位置和Z位置。同样记录使用的放大倍率和显微照片采集的时间。第一用户可选地重复该过程，以便记录并存储具有对应数据的多个显微照片。在一些情况下，第一用户指示计算机在第一用户观看标本的全部或一部分时间期间记录一系列的显微照片和对应的数据。在一些情况下，第一用户指示计算机在观看会话期间以固定间隔记录数据。例如，在观看会话时每隔几毫秒、几秒或几分钟记录数据。又如，当用户识别标本中新的感兴趣的区域时记录数据。在一些情况下，第一用户指示计算机在观看会话期间持续记录数据达给定时间段。用所记录的值创建历史文件。继而将历史文件与包含标本信息的病例文件保存在一起。在一些实施方式中，显微照片和对应的数据记录在计算机网络的任何装置上。例如，计算机网络包括服务器，并且显微照片和对应的坐标数据以及观看历史存储在服务器上。
参考图2的第二面板，第二用户使用观看计算机打开存储的标本历史。在一些情况下，观看计算机是独立于计算机网络的计算机。在其他情况下，观看计算机是连接到计算机网络的计算机。第二用户以逐步或者连续的方式浏览历史文件。在逐步的方法中，第二用户观看定义的时间段内每张记录的显微照片，并手动指示计算机浏览每张显微照片。在连续的方法中，第二用户将记录的显微照片作为视频观看，其中第二用户可以可选地控制视频的速度，也可以暂停视频。在一些实施方式中，第二用户通过指示计算机使用记录的X、Y和Z坐标来定位标本从而实时观看标本。在这种方法中，第二用户在与第一用户相同的焦点处观看标本的相同区域。在一些方法中，记录第二用户的观看历史。以下示出了来自图2的工作流程的文本输出的示例。
Figure BDA0001689085420000181
Figure BDA0001689085420000191
在一些实施方式中，由第一用户记录的显微照片显示为第二用户对标本的实时视图的覆盖图。
在一些实施方式中，由第一用户记录的标本的显微照片显示在包含多个矢量的三维表面图中，其中每个矢量与在特定载物台位置和焦点处记录的显微照片相关。
在一些实施方式中，第一用户指示计算机扫描标本所位于的载玻片的整个区域。继而第一用户观看并记录标本定义区域的显微照片。第一用户指示计算机在文件历史中保存观看的定义区域和没有观看的区域的坐标。第二用户可以将标本加载到第一用户使用的光学装置上，并将标本文件历史上传到计算机上。继而第二用户指示由第二用户使用的计算机将标本定位在未由第一用户观看的坐标处。
在一些实施方式中，用在时间上与记录的数据同步的录音对如前所述的记录实时观看历史的方法进行注释。在一些实施方式中，第二用户观看由第一用户存储的视频文件并且收听与视频同步的录音的音频文件。
在某些实施方式中，本文还描述了评估数字光学装置处的标本的计算机实现的方法，包括：由第一位置处的计算机接收标本的一个或多个显微照片，该一个或多个显微照片由第二位置处的数字光学装置生成；由计算机呈现允许第一位置处的用户定义标本的总观看区域的界面；由计算机将总观看区域分隔成多个视场；以及由计算机将指令传输至远程数字光学装置，该指令包括用于使数字光学装置移动装置的载物台以在重复的时间间隔前进通过视场的一个或多个命令。在一些实施方式中，第二位置是与第一位置相同的位置。在一些实施方式中，第二位置不同于第一位置。
定义标本的不同视场的示例模式在图3中示出。用户远程观看标本并识别感兴趣的区域以便进一步分析。或者，计算机扫描标本并识别感兴趣的区域以便进一步分析。在图3中，感兴趣的区域由框(“选定区域”)标示。用户或计算机确定用于观看标本的模式。在图3中表明了载物台行程的模式。在一些情况下，用户指示控制数字光学装置的计算机在定义的时间过程内以该模式推进视场。在一些情况下，用户指示控制数字光学装置的计算机手动推进视场，使得用户可以在推进到新的视场之前观看标本达期望的任何时间量。
在某些实施方式中，本文还描述了自动生成关于数字光学装置处的标本的评估的演示文稿的计算机实现的方法，包括：由第一位置处的计算机接收标本的彩色预览显微照片，该预览显微照片由第二位置处的数字光学装置生成；由计算机在预览显微照片上执行白平衡；由计算机确定预览显微照片中的主色；由计算机基于包括主色的预览显微照片的连续部位(contiguous region)的检测来定义待扫描的区域；由计算机在待扫描的区域内生成多个焦点；由计算机基于主色评估每个焦点以确定其是否在标本组织的上方；以及由计算机调整不在标本组织上方的任何焦点的位置并重复该评估。在一些实施方式中，第二位置是第一位置相同的位置。在一些实施方式中，第二位置不同于第一位置。
用于评估标本的边界的示例性方法在图4的工作流程中示出。图4的方法具有四个主要的计算机实现的步骤：(l)摄取图像；(2)检测组织；(3)对组织团加框；和(4)生成锚点。对于第一步，从数字光学装置接收预览显微照片的位图，并执行以下动作：在预览显微照片上执行白平衡；确定预览显微照片中的主色；擦除预览显微照片中小的黑斑；以及减小显微照片的大小以便快速处理。输出为干净、减小大小的显微照片，其被输入第二方法步骤中。在第二步中，对来自步骤1的输出执行以下动作：检测太暗(“黑”)而因此为非组织的所有像素；检测太亮(“白”)而因此假定为背景并且因此为非组织的所有像素；检测具有足够颜色而可以称为是“组织”的像素；以及清除所得组织图中的任何小斑点，其通常由噪声或者沿标签或盖玻片边缘的虹彩产生。输出为位图形式的组织图，其被输入到步骤3中。该方法的步骤3包括对组织图执行以下动作：识别由背景包围的组织区域；定义围绕每个区域的框；合并重叠的框；以及消除太小而不可能是组织的框。输出为原始框的列表，其中每个框紧密包围组织区域或一组互锁的组织区域。在该方法的步骤4中，输入为组织图和原始框的列表，其中对每个原始框执行以下动作：识别框中心、角落和侧边中点；定义建议的焦点；以及调整建议的焦点，使得焦点不位于组织孔或组织裂纹上。来自步骤4的输出是包括组织的X坐标和Y坐标的列表，该列表适于在显示屏上绘制标记或指示显微镜台移动到所述坐标。
在某些实施方式中，本文还描述了自动生成关于数字光学装置处的标本的评估的演示文稿的计算机实现的方法，包括：由第一位置处的计算机存储一个或多个演示文稿模板；由计算机接收标本的彩色预览显微照片，该预览显微照片由第二位置处的数字光学装置生成；由计算机接收标本的一个或多个高放大倍率显微照片，该一个或多个高放大倍率显微照片可选地与文本注释相关联；以及由计算机通过将标本的彩色预览显微照片和一个或多个高放大倍率显微照片集成到选定演示文稿模板中来生成演示文稿，该演示文稿包括彩色预览显微照片，该彩色预览显微照片链接到一个或多个高放大倍率显微照片和相关联的文本注释(如果有的话)，该链接表明创建每个高放大倍率显微照片的标本内的位置。在一些实施方式中，第二位置是与第一位置相同的位置。在一些实施方式中，第二位置不同于第一位置。
在某些实施方式中，本文还描述了照亮数字光学装置内的标本的计算机实现的方法，包括将LED阵列定位在与数字光学装置的成像机构相对的标本的侧面上，并且将全息光漫射衬底放置在LED阵列与标本之间。
在本文所述的数字光学装置和显微术方法中有用的LED照明系统的示例性实施方式在图5中示出。图5的LED照明系统包括物镜501、载玻片夹502、光成型扩散器503和LED照明器504。
在某些实施方式中，本文还描述了数字光学装置，包括：电磁体；载物台；以及标本推出机构；该电磁体被配置用于在激活标本推出机构时固定载物台的位置。
包括电磁体的数字光学装置的示例性实施方式在图6中示出。电磁体601由磁吸金属帽602控制。在图6的装置中，金属帽602可在两个位置之间移动：进入位置和退出位置。退出位置是当载物台被定位用于标本观看时该帽的位置。进入位置是当载物台远离装置向外移动以便标本加载和卸载时该帽的位置。当帽处于退出位置时，电磁铁不通电。当系统移动进入加载和卸载位置(“进入”位置)时，电磁铁启动，将帽锁定在安全位置内，并在装载或卸载样标本期间保护载物台免于不想要的运动。
在某些实施方式中，本文还描述了数字光学装置，包括：存储器；光学阵列；载物台；数字图像捕获单元；以及机动定位单元；在每次激活数字图像捕获单元时，光学阵列相对于载物台的X位置、Y位置和Z位置均被存储在存储器中；机动定位单元被配置用于根据用户的请求将光学阵列返回到与特定数字图像相关联的所记录的位置。
某些定义
除非另有定义，否则本文所使用的所有技术术语具有与本发明所属领域的普通技术人员所一般理解的相同的含义。如在本说明书和所附权利要求中所使用的，除非上下文另有明确说明，否则单数形式“一个、一种”和“该”包括复数指代物。除非另有说明，否则本文对“或”的任何提及旨在涵盖“和/或”。
数字光学装置
数字光学装置包括但不限于用于观看标本的显微镜及其部件。在一些实施方式中，数字光学装置包括用于保持标本和/或包含标本的载玻片的载玻片底座。在一些实施方式中，数字光学装置包括诸如卤素灯泡等光源以及诸如聚光镜和物镜等一个或多个光学部件。在一些实施方式中，数字光学装置包括LED阵列和全息光漫射衬底。
在一些实施方式中，通过在Z轴上移动载玻片和载玻片底座以聚焦标本的视图来用数字光学装置观看载玻片上呈现的标本。在一些情况下，数字光学装置的其他部件在聚焦期间均不在Z轴上移动。例如，数字光学装置是包括在聚焦期间不在Z轴上移动的一个或多个光学部件的显微镜。
数字光学装置配置有被配置用于获取标本的一个或多个图像的数字采集装置或包括该数字采集装置。在一些实施方式中，数字采集装置是照相机。在一些实施方式中，照相机是低放大倍率照相机。采集装置的示例包括但不限于CCD和线性阵列。
在一些实施方式中，将获取的标本图像保存至存储系统和/或进行显示，其中显示的图像可以是标本保存图像、实时图像或者保存和实时图像。在许多情况下，实时图像是指在显示图像的同时存在于系统中的样品图像，允许实时控制所述图像的视图。
在一些实施方式中，数字光学装置与计算机网络集成。在一些情况下，计算机网络包括可操作地连接到数字光学装置的一个或多个计算机，其中可操作地连接可以是无线的或物理的。在一些实现方式中，计算机网络包括通过物理或无线手段连接的多个计算机和/或装置。网络的计算机可以位于远离数字光学装置的位置。在一些情况下，计算机网络包括用于控制标本图像采集的一个或多个采集计算机。在示例性实施方式中，计算机网络被配置用于控制样品图像的采集、处理和/或显示，其中图像可以是保存的和/或实时的。在一些情况下，网络包括用于观看所获取的保存图像、实时图像或者两种图像的一个或多个显示器。在一些实施方式中，显示器中的一个或多个是网络的观看终端的部件。在一些实施方式中，在诸如观看终端等远程终端处从数字光学装置远程观看标本。
在本文所述的显微方法和系统中有用的示例性数字光学装置700在图7中示出。装置700包括载物台701。载物台被配置用于保持标本以便经由眼睛703和目镜704通过镜筒702观看。使用卤素灯泡705作为光源照亮标本以便观看。装置700包括以下光学部件：透镜706、棱镜707和聚光镜708。通过一个或多个物镜709如4x物镜观看标本。使用粗焦点710和细焦点711对标本的视图进行聚焦。装置700还包括臂712、物镜转换器713、孔径光阑714、聚光镜焦点715和视场光阑716。
包括在本文描述的显微方法和系统中有用的LED系统的示例性数字光学装置800的详细视图在图8中示出。装置800可操作地连接到观察筒802的一端的成像装置(例如，照相机)801。装置800包括以下光学部件：镜筒透镜803、棱镜804、LED阵列805和漫射器806。装置800包括用于聚焦在载物台808上呈现的标本的视图的聚焦马达807。装置800还包括物镜转换器809、物镜810和臂811。
指示
在各个方面，本文所述的装置由向可操作地连接到装置的控制计算机提交指令的用户控制。在一些实施方式中，控制计算机是位于与装置不同位置的远程计算机，其中装置和远程计算机经由计算机网络可操作地连接。在一些情况下，向控制计算机提交用户指令以移动装置的载物台。例如，以定位载物台和/或聚焦载物台上的标本的视图。在一些实施方式中，向控制计算机提交指令以使用成像装置获取标本的视图的显微照片，其中成像装置是光学数字装置的部件或可操作地连接到光学数字装置。在一些实施方式中，向控制计算机提交指令以相对于由预览集合创建的图像图定位装置的载玻片。在一些实施方式中，向控制计算机提交指令以通过数字光学装置聚焦标本的视图。例如，向上聚焦和/或向下聚焦的指令。在一些实施方式中，向控制计算机提交指令以使用成像装置和数字光学装置拍摄并保存标本的图像。在一些实施方式中，向控制计算机提交指令以定义通过数字光学装置以预定或可设置的速度观看的标本的区域。在一些实施方式中，向控制计算机提交指令以控制数字光学装置的移动，使得用于观看的标本区域以固定或定义的间隔以帧显示。在一些实施方式中，向控制计算机提交指令以改变数字光学装置的放大倍率。在一些实施方式中，向控制计算机提交指令以调整数字光学装置的图像设置。在一些实施方式中，向控制计算机提交指令以通过数字光学装置自动聚焦标本的视图。在一些实施方式中，向控制计算机提交指令以通过数字光学装置在一个或多个焦点处自动聚焦标本的视图、记录焦点并将该焦点应用于表面图以与标本的X/Y位置关联。在一些实施方式中，向控制计算机提交指令以从数字光学装置的载玻片夹上推出载玻片。在一些实施方式中，向控制计算机提交指令以向用户发送消息从而传达包括观看数字光学装置上的标本的程序已完成。在一些情况下，消息表明数字光学装备已准备好接收下一个标本。在一些情况下，消息是文本消息或SMS消息。在一些情况下，消息是警报。
标本
标本包括但不限于通常在诸如病理学、外科病理学、外科手术、兽医学、教育学、生命科学研究、解剖病理学、细胞学和细胞病理学等领域中使用显微镜观看的生物样品。在一些实施方式中，标本是组织样品。标本可以是整个标本的全部、横截面或任何部分。标本包括通常不被处理用于载玻片上的传统显微观察的样品。此类标本的示例包括但不限于地质样品如各种尺寸的岩石、基于金属的样品以及例如不透明样品等样品，所述不透明样品需要与其中无法将光递送穿过标本的传统显微术不同的微分照明。
实时观看历史
在一些方面，本文所述的装置和方法记载了通过数字光学装置观看标本的用户。在一些实施方式中，该文档包括在用户观看标本的同时在装置中发生的每个变化的历史。这包括但不限于包括x位置、y位置和Z位置的仪器位置状态、放大倍率和时间戳。这可以稍后加载并可以重新创建会话。在一些实施方式中，这些步骤的回想不依赖于拍摄照片或视频，但是可以通过加载历史文件并记录由先前记录的会话所创建的帧在稍后制作视频。数据也可以基于来自编码器，以及来自每次做出改变时对确切位置、放大倍率和时间的系统状态的探询的反馈。还可以在本地以及远程获取历史。例如，如果用户(例如住院医师)在解释或读取载玻片方面遇到困难，则用户可以将载玻片和会话转发给诸如顾问医师等会诊医师，该会诊医师现在首次不仅知晓载玻片所述的内容，还知晓用户(例如，住院医师)观看载玻片所采取的具体步骤以及如何在决策中哪里存在缺陷方面对用户进行建议。
视频和音频文件
许多视频格式都是合适的，举非限制性示例而言，包括Windows Media Video(WMV)、
Figure BDA0001689085420000261
Motion Picture Experts Group(MPEG)、Audio VideoInterleave(AVI)、
Figure BDA0001689085420000262
Flash Video、Motion JPEG(M-JPEG)、WebM和Advanced Video Coding High Definition(AVCHD)。在一些实施方式中，视频是未压缩的(例如，RAW格式)。在其他实施方式中，视频是压缩的。有损和无损视频编解码器都是合适的，举非限制性示例而言，包括DivXTM、Cineform、Cinepak、Dirac、DV、FFV]、H.263、H.264、H.264lossless、JPEG 2000、MPEG-I、MPEG-2、MPEG4、On2Technologies(VP5、VP6、VP7和VP8)、RealVideo、Snow lossless、Sorenson Video、Theora和Windows MediaVideo(WMV)。
在一些实施方式中，合适的视频媒体是标准清晰度的。在进一步实施方式中，标准清晰度视频帧包括约640x约480像素、约640x约380、约480x约320像素、约480x约270像素、约320x约240像素或约320x约180像素。在其他实施方式中，合适的视频媒体是高清晰度的。在进一步实施方式中，高清晰度视频帧包括至少约1280x约720像素或至少约1920x约1080像素。
许多音频格式是合适的，举非限制性示例而言，包括MP3、WAV、AIFF、AU、Apple RLossless、MPEG-4、Windows
Figure BDA0001689085420000271
Vorbis、AAC和Real Audio.。
演示文稿
在一些实施方式中，本文所述的方法、系统和装置生成包括标本的获取图像的自动演示文稿。演示文稿包括可以显示伴随适当文本的获取图像的任何媒体。在一些实施方式中，本文自动生成的演示文稿是被配置成与诸如PowerPoint、Sway或Google Slides等演示文稿观看器一起使用的文件。在一些实施方式中，本文自动生成的演示文稿在演示文稿观看器中是可编辑的。
在一些实施方式中，可以自动创建演示文稿作为来自装置的输出，其包括自动放置到位的所有预览图像。例如，这些预览图像会自动超链接到文档的另一部分，该文档部分包括从载玻片拍摄的每个图像的缩略图，其中在预览载玻片的放大图像上注释了拍摄图像的对应X/Y位置。每个缩略图可以链接到拍摄的完整图像，并且在采集过程中做出的文本注释自动嵌入每个图像中。这允许用户或从业者在使用装置时随意拍摄图像，并自动将所有图像和相关仪器数据装配成可以呈现给其他人以便进行咨询或讨论以及演示的格式。
示例性演示文稿在图9-图11的幻灯片中示出。图9示出了包括使用本文所述的数字光学装置获取的临床标本的图像的演示文稿的屏幕截图。该图像由用户指示控制计算机用装置获取标本的预览图像来生成。演示软件呈现与图像对应的预览图像数据。如图9中所示，对应数据包括患者信息和病例摘要。图10示出了包括具有注释的标本的低分辨率图像的演示文稿的屏幕截图，其中标本的10个不同区域已经以高放大倍率进行成像。图11示出了使用数字光学装置获取的已经自动上传到演示文稿幻灯片中的标本的高放大倍率图像。在观看期间由用户做出的描述标本的注释随图像自动上传。
数字处理装置
在一些实施方式中，本文描述的方法、系统、介质和装置包括数字处理装置或其使用。在进一步实施方式中，数字处理装置包括执行装置功能的一个或多个硬件中央处理器(CPU)或通用图形处理单元(GPGPU)。在进一步实施方式中，数字处理装置还包括被配置用于执行可执行指令的操作系统。在一些实施方式中，数字处理装置可选地连接至计算机网络。在进一步实施方式中，数字处理装置可选地连接至因特网，以使得其访问万维网。在进一步实施方式中，数字处理装置可选地连接至云计算基础架构。在其他实施方式中，数字处理装置可选地连接至内联网。在其他实施方式中，数字处理装置可选地连接至数据存储装置。
根据本文描述，举非限制性示例而言，合适的数字处理装置包括服务器计算机、台式计算机、膝上型计算机、笔记本计算机、亚笔记本计算机、上网本计算机、上网平板计算机、机顶盒计算机、媒体流装置、手持式计算机、因特网设备、移动智能电话、平板计算机、个人数字助理、视频游戏主机和载具。本领域技术人员将会认识到，许多智能电话都适合于在本文所述的系统中使用。本领域技术人员还将认识到，具有可选的计算机网络连通性的选定的电视机、视频播放器和数字音乐播放器适合于在本文所述的系统中使用。合适的平板计算机包括本领域中技术人员所知晓的具有小册子、平板以及可转换式配置的那些平板计算机。
在一些实施方式中，数字处理装置包括被配置用于执行可执行指令的操作系统。操作系统例如为包括程序和数据在内的软件，其管理装置的硬件并且为应用的执行提供服务。本领域技术人员将会认识到，举非限制性示例而言，合适的服务器操作系统包括FreeBSD、OpenBSD、
Figure BDA0001689085420000281
Linux、
Figure BDA0001689085420000282
Mac OS X
Figure BDA0001689085420000283
Windows
Figure BDA0001689085420000284
和
Figure BDA0001689085420000285
本领域技术人员将会认识到，举非限制性示例而言，合适的个人计算机操作系统包括
Figure BDA0001689085420000291
Figure BDA0001689085420000292
Mac OS
Figure BDA0001689085420000293
以及类UNIX操作系统，诸如GNU/
Figure BDA0001689085420000294
在一些实施方式中，操作系统由云计算提供。本领域技术人员还将认识到，举非限制性示例而言，合适的移动智能电话操作系统包括
Figure BDA0001689085420000295
OS、
Figure BDA0001689085420000296
Research In
Figure BDA0001689085420000297
BlackBerry
Figure BDA0001689085420000298
Windows
Figure BDA0001689085420000299
OS、
Figure BDA00016890854200002910
Windows
Figure BDA00016890854200002911
OS、
Figure BDA00016890854200002912
和
Figure BDA00016890854200002913
本领域技术人员还将认识到，举非限制性示例而言，合适的媒体流装置操作系统包括Apple
Figure BDA00016890854200002914
Google
Figure BDA00016890854200002915
Google
Figure BDA00016890854200002916
Amazon
Figure BDA00016890854200002917
和
Figure BDA00016890854200002918
本领域技术人员还将认识到，举非限制性示例而言，合适的视频游戏控制台操作系统包括
Figure BDA00016890854200002922
Figure BDA00016890854200002919
Xbox
Figure BDA00016890854200002920
Microsoft Xbox One、
Figure BDA00016890854200002921
Figure BDA00016890854200002923
Wii
Figure BDA00016890854200002924
和
Figure BDA00016890854200002925
在一些实施方式中，所述装置包括存储和/或存储器装置。存储和/或存储器装置是用于暂时地或永久地存储数据或程序的一个或多个物理设备。在一些实施方式中，所述装置为易失性存储器，并且需用电力来维持所存储的信息。在一些实施方式中，所述装置为非易失性存储器，并且在数字处理装置未通电时保留所存储的信息。在进一步实施方式中，非易失性存储器包括快闪存储器。在一些实施方式中，非易失性存储器包括动态随机存取存储器(DRAM)。在一些实施方式中，非易失性存储器包括铁电随机存取存储器(FRAM)。在一些实施方式中，非易失性存储器包括相变随机存取存储器(PRAM)。在其他实施方式中，所述装置为以下存储装置，举非限制性示例而言，包括CD-ROM、DVD、快闪存储器装置、磁盘驱动器、磁带驱动器、光盘驱动器以及基于云计算的存储。在进一步实施方式中，存储和/或存储器装置是诸如本文所公开的那些装置的组合。
在一些实施方式中，数字处理装置包括显示器，以向用户发送视觉信息。在一些实施方式中，显示器为阴极射线管(CRT)。在一些实施方式中，显示器为液晶显示器(LCD)。在进一步实施方式中，显示器为薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)。在一些实施方式中，显示器为有机发光二极管(OLED)显示器。在各个进一步实施方式中，OLED显示器为被动矩阵OLED(PMOLED)或主动矩阵OLED(AMOLED)显示器。在一些实施方式中，显示器为等离子显示器。在其他实施方式中，显示器为视频投影仪。在进一步实施方式中，显示器为诸如本文所公开的那些装置的组合。
在一些实施方式中，数字处理装置包括输入装置，以从用户接收信息。在一些实施方式中，输入装置为键盘。在一些实施方式中，输入装置为指点设备，举非限制性示例而言，包括鼠标、轨迹球、轨迹板、操纵杆、游戏控制器或触控笔。在一些实施方式中，输入装置为触摸屏或多点触摸屏。在其他实施方式中，输入装置为麦克风，以捕捉语音或其他声音输入。在其他实施方式中，输入装置为视频相机或其他传感器，以捕捉运动或视觉输入。在进一步实施方式中，输入装置为Kinect、Leap Motion等。在进一步实施方式中，输入装置为诸如本文所公开的那些装置的组合。
非暂时性计算机可读存储介质
在一些实施方式中，本文公开的方法、系统、介质和装置包括一个或多个非暂时性计算机可读存储介质，所述非暂时性计算机可读存储介质被编程具有包括可由可选地联网的数字处理装置的操作系统执行的指令的程序。在进一步实施方式中，计算机可读存储介质是数字处理装置的有形组件。在进一步实施方式中，计算机可读存储介质可选地可从数字处理装置移除。在一些实施方式中，举非限制性示例而言，计算机可读存储介质包括CD-ROM、DVD、快闪存储器装置、固态存储器、磁盘驱动器、磁带驱动器、光盘驱动器、云计算系统和服务等。在一些情况下，所述程序和指令永久地、基本上永久地、半永久地或非暂时性地编码在所述介质上。
计算机程序
在一些实施方式中，本文公开的方法、系统、介质和装置包括至少一个计算机程序或其使用。计算机程序包括指令序列，所述指令序列可在数字处理装置的CPU中执行，被编写用于执行指定任务。计算机可读指令可被实现为执行特定任务或实现特定抽象数据类型的程序模块，诸如函数、对象、应用程序编程接口(API)、数据结构等。根据本文所提供的公开内容，本领域技术人员将会认识到，计算机程序能够以各种语言的各种版本编写。
在各个环境中，计算机可读指令的功能可以根据需要进行组合或分配。在一些实施方式中，计算机程序包括一个指令序列。在一些实施方式中，计算机程序包括多个指令序列。在一些实施方式中，计算机程序从一个位置提供。在其他实施方式中，计算机程序从多个位置提供。在各个实施方式中，计算机程序包括一个或多个软件模块。在各个实施方式中，计算机程序部分地或整体地包括一个或多个web应用、一个或多个移动应用、一个或多个独立应用、一个或多个web浏览器插件、扩展、加载项或附加项，或者它们的组合。
Web程序
在一些实施方式中，计算机程序包括web应用。根据本文提供的公开内容，本领域技术人员将会认识到，在各个实施方式中，web应用利用一个或多个软件框架以及一个或多个数据库系统。在一些实施方式中，在诸如
Figure BDA0001689085420000311
NET或Ruby on Rails(RoR)等软件框架上创建web应用。在一些实施方式中，web应用利用一个或多个数据库系统，举非限制性示例而言，所述数据库系统包括关系型数据库系统、非关系型数据库系统、面向对象数据库系统、关联数据库系统和XML数据库系统。在进一步实施方式中，举非限制性示例而言，合适的关系型数据库系统包括
Figure BDA0001689085420000312
SQL Server、mySQLTM和
Figure BDA0001689085420000313
本领域技术人员还将认识到，在各个实施方式中，web应用是以一种或多种语言的一个或多个版本编写的。web应用能够以一种或多种标记语言、表示定义语言、客户端脚本语言、服务器端编码语言、数据库查询语言或其组合编写。在一些实施方式中，web应用在一定程度上以诸如超文本标记语言(HTML)、可扩展超文本标记语言(XHTML)或可扩展标记语言(XML)等标记语言编写。在一些实施方式中，web应用在一定程度上以诸如层叠样式表(CSS)等表示定义语言编写。在一些实施方式中，web应用在一定程度上以诸如异步JavaScript和XML(AJAX)、
Figure BDA0001689085420000321
ActionScript、JavaScript或
Figure BDA0001689085420000322
等客户端脚本语言编写。在一些实施方式中，web应用在一定程度上以诸如活动服务器页面(ASP)、
Figure BDA0001689085420000323
Perl、JavaTM、JavaServer Pages(JSP)、超文本预处理器(PHP)、PythonTM、Ruby、Tcl、Smalltalk、
Figure BDA0001689085420000325
或Groovy等服务器端编码语言编写。在一些实施方式中，web应用在一定程度上以诸如结构化查询语言(SQL)等数据库查询语言编写。在一些实施方式中，web应用集成了企业级服务器产品，诸如
Figure BDA0001689085420000324
Lotus
Figure BDA0001689085420000326
在一些实施方式中，web应用包括媒体播放器元素。在各个进一步实施方式中，媒体播放器元素利用许多合适的多媒体技术中的一种或多种，举非限制性示例而言，包括
Figure BDA00016890854200003210
HTML 5、
Figure BDA0001689085420000327
Figure BDA0001689085420000328
JavaTM和
Figure BDA0001689085420000329
移动应用
在一些实施方式中，计算机程序包括提供给移动数字处理装置的移动应用。在一些实施方式中，在制造移动数字处理装置时为其提供移动应用。在其他实施方式中，经由本文描述的计算机网络向移动数字处理装置提供移动应用。
根据本文所提供的公开内容，使用本领域已知的硬件、语言和开发环境，通过本领域技术人员已知的技术来创建移动应用。本领域技术人员将会认识到，移动应用是以若干语言编写的。举非限制性示例而言，合适的编程语言包括C、C++、C#、Objective-C、JavaTM、Javascript、Pascal、Object Pascal、PythonTM、Ruby、VB.NET、WML以及具有或不具有CSS的XHTML/HTML或其组合。
合适的移动应用开发环境可从若干来源获得。举非限制性示例而言，市售的开发环境包括AirplaySDK、alcheMo、
Figure BDA00016890854200003211
Celsius、Bedrock、Flash Lite、.NETCompact Framework、Rhomobile以及WorkLight Mobile Platform。其他开发环境可免费获得，举非限制性示例而言，包括Lazarus、MobiFlex、MoSync和Phonegap。而且，移动设备制造商分发软件开发工具包，举非限制性示例而言，包括iPhone和iPad(iOS)SDK、AndroidTMSDK、
Figure BDA0001689085420000331
SDK、BREW SDK、
Figure BDA0001689085420000332
OS SDK、Symbian SDK、webOS SDK以及
Figure BDA0001689085420000333
Mobile SDK。
本领域技术人员将会认识到，若干商业论坛可用于移动应用的分发，举非限制性示例而言，所述商业论坛包括
Figure BDA00016890854200003310
App Store、
Figure BDA0001689085420000334
Play、Chrome WebStore、
Figure BDA0001689085420000335
App World、App Store for Palm devices、App Catalog for webOS、
Figure BDA0001689085420000336
Marketplace for Mobile、Ovi Store for
Figure BDA0001689085420000339
devices、
Figure BDA0001689085420000338
Apps以及
Figure BDA0001689085420000337
DSi Shop。
独立应用
在一些实施方式中，计算机程序包括独立应用，所述独立应用是作为独立计算机过程运行的程序，而不是现有过程的附加项，例如，不是插件。本领域技术人员将会认识到，独立应用通常是已编译的。编译器是将以编程语言编写的源代码变换成诸如汇编语言或机器代码等二进制目标代码的一个或多个计算机程序。举非限制性示例而言，合适的已编译编程语言包括C、C++、Objective-C、COBOL、Delphi、Eiffel、JavaTM、Lisp、PythonTM、VisualBasic以及VB.NET或其组合。通常至少部分地执行编译以创建可执行程序。在一些实施方式中，计算机程序包括一个或多个可执行的已编译应用。
web浏览器插件
在一些实施方式中，计算机程序包括web浏览器插件(例如，扩展等)。在计算中，插件是将特定功能添加到更大的软件应用中的一个或多个软件组件。软件应用的制造商支持插件，以使第三方开发者能够创造出扩展应用的能力、支持便利添加新特征以及减少应用的大小。当受到支持时，插件能够定制软件应用的功能。例如，web浏览器中经常使用插件来播放视频、生成交互性、扫描病毒和显示特定文件类型。本领域技术人员将会熟悉若干web浏览器插件，包括
Figure BDA0001689085420000341
Player、
Figure BDA0001689085420000342
以及
Figure BDA0001689085420000343
在一些实施方式中，工具栏包含一个或多个web浏览器扩展、加载项或附加项。在一些实施方式中，工具栏包含一个或多个浏览器栏、工具条或桌面工具条。
根据本文提供的公开内容，本领域技术人员将会认识到，可使用若干插件框架，所述插件框架支持以不同的编程语言开发插件，举非限制性示例而言，所述编程语言包括C++、Delphi、JavaTM、PHP、PythonTM和VB.NET或其组合。
web浏览器(还称作因特网浏览器)是被设计用于与连网数字处理装置一起使用的软件应用，用于在万维网上检索、呈现和遍历信息资源。举非限制性示例而言，合适的web浏览器包括
Figure BDA0001689085420000346
Internet
Figure BDA0001689085420000344
Chrome、
Figure BDA0001689085420000345
Opera
Figure BDA0001689085420000347
以及KDE Konqueror。在一些实施方式中，web浏览器是移动web浏览器。移动web浏览器(还称作微浏览器、迷你浏览器和无线浏览器)被设计用于在移动数字处理装置上使用，举非限制性示例而言，所述移动数字处理装置包括手持式计算机、平板计算机、上网本计算机、亚笔记本计算机、智能电话、音乐播放器、个人数字助理(PDA)以及手持式视频游戏系统。举非限制性示例而言，合适的移动web浏览器包括
Figure BDA0001689085420000348
浏览器、RIM
Figure BDA0001689085420000349
Browser、
Figure BDA00016890854200003410
Blazer、
Figure BDA00016890854200003411
Browser、
Figure BDA00016890854200003412
for mobile、
Figure BDA00016890854200003413
Internet
Figure BDA00016890854200003414
Mobile、
Figure BDA00016890854200003415
Basic Web、
Figure BDA00016890854200003416
Browser、Opera
Figure BDA00016890854200003417
Figure BDA00016890854200003418
Mobile以及
Figure BDA00016890854200003419
PSPTM浏览器。
软件模块
在一些实施方式中，本文公开的方法、系统、介质和装置包括软件、服务器和/或数据库模块或其使用。根据本文所提供的公开内容，使用本领域已知的机器、软件和语言，通过本领域技术人员已知的技术来创建软件模块。本文公开的软件模块以多种方式实现。在各个实施方式中，软件模块包括一个文件、一个代码段、一个编程对象、一个编程结构，或者它们的组合。在进一步的各个实施方式中，软件模块包括多个文件、多个代码段、多个编程对象、多个编程结构，或者它们的组合。在各个实施方式中，举非限制性示例而言，所述一个或多个软件模块包括web应用、移动应用和独立应用。在一些实施方式中，软件模块处于一个计算机程序或应用中。在其他实施方式中，软件模块处于不止一个计算机程序或应用中。在一些实施方式中，软件模块承载于一个机器上。在其他实施方式中，软件模块承载于不止一个机器上。在进一步实施方式中，软件模块承载于云计算平台上。在一些实施方式中，软件模块承载于一个位置中的一个或多个机器上。在其他实施方式中，软件模块承载于不止一个位置中的一个或多个机器上。
数据库
在一些实施方式中，本文公开的方法、系统、介质和装置包括一个或多个数据库或其使用。根据本文提供的公开内容，本领域技术人员将会认识到，许多数据库适合于存储和检索标本、用户、位置、定位、焦点、放大倍率和演示文稿信息。在各个实施方式中，举非限制性示例而言，合适的数据库包括关系型数据库、非关系型数据库、面向对象数据库、对象数据库、实体-关系模型数据库、关联数据库以及XML数据库。进一步非限制性示例包括SQL、PostgreSQL、MySQL、Oracle、DB2和Sybase。在一些实施方式中，数据库是基于因特网的。在进一步实施方式中，数据库是基于web的。在进一步实施方式中，数据库是基于云计算的。在其他实施方式中，数据库是基于一个或多个本地计算机存储装置的。
实施例
以下说明性实施例是本文所述的软件应用、系统和方法的实施方式的代表，而不意味着以任何方式进行限制。
实施例1——使用数字光学装置聚焦
用数字光学装置聚焦标本的视图。将标本放置在图1中所示的光学装置100的载玻片底座上。用户在装置处观看标本并且装置由用户通过控制计算机控制。装置包括包含低倍和高倍物镜的一个或多个光学部件。用户使用低倍物镜观看标本。用户通过指示控制计算机在X轴和Y轴上移动载玻片底座来控制标本的视图，直至识别到标本感兴趣的区域。在装置的其余部件保持静止(即没有光学部件在Z轴上移动)时，通过用户指示控制计算机在位置103与位置104之间在Z轴上移动低倍物镜处的载玻片底座102来得到感兴趣的区域的聚焦视图。为了生成标本更精细的聚焦视图，用户可选地经由控制计算机指示装置将物镜改变为更高放大倍率的透镜并且控制载玻片底座在Z轴上移动，直至用户观看到感兴趣的区域的聚焦图像。同样，装置的其余部件保持静止。用户指示连接到光学装置并由控制计算机控制的成像装置获取感兴趣的区域的聚焦视图的图像。
实施例2——使用数字光学装置远程聚焦
如实施例1和图1中所述，使用数字光学装置聚焦标本的视图。用户在远离装置的位置处观看标本并且装置由用户通过远程计算机控制。远程用户使用低倍物镜观看标本。用户通过在X轴和Y轴上移动载玻片底座远程控制标本的视图，直至识别到标本感兴趣的区域。在装置的其余部件保持静止(即没有光学部件在Z轴上移动)时，通过远程用户经由远程计算机向装置发送命令以在位置103与位置104之间在Z轴上移动低倍物镜处的载玻片底座102来得到感兴趣的区域的聚焦视图。为了生成标本的更精细的聚焦视图，用户可选地经由远程计算机指示装置将物镜改变为更高放大倍率的透镜并且远程控制载玻片底座在Z轴上移动，直至用户观看到感兴趣的区域的聚焦图像。同样，装置的其余部件保持静止。用户指示连接到光学装置并由远程计算机远程控制的成像装置获取感兴趣的区域的聚焦视图的图像。
实施例3——通过数字显微术记载图像
如图1中所示，使用数字光学装置观看具有多个深度的感兴趣区域的标本。将标本放置在装置的载玻片底座上，远离装置位置的用户实时观看标本的数字图像。远程用户使用远程计算机控制装置。远程用户在X轴和Y轴上移动载玻片底座，直至识别到感兴趣的区域。用户控制载玻片底座在Z轴上的移动以识别感兴趣区域的顶层和底层焦平面。用户指示耦合到光学装置的成像装置获取在顶层与底层焦平面之间处于不同深度的感兴趣区域的给定数量的图像。该图像存储在计算机可读介质上。第二用户将存储的图像上传到包括显示图像视图的软件的计算机上。第二用户命令计算机显示图像，使得第二用户可以透过不同深度的图像进行聚焦，如同第二用户正在实时观看感兴趣的区域一样。
实施例4——显微记录
第一用户使用数字光学装置远程观看标本，并将观看会话记录到视频文件上。第二用户观看该视频文件，并可选地重复第一用户的观看过程。第一用户观看位于包括远程观看器(例如，计算机屏幕)和远程计算机的远程观看站上的数字光学装置的载玻片底座上的标本。远程观看站经由计算机网络连接到数字光学装置。第一用户通过远程计算机指示装置移动标本来实时观看标本，使得可观看标本不同的感兴趣区域。通过第一用户指示装置在Z轴上移动载玻片载物台来获得标本的聚焦视图。用户指示计算机在文件历史中记录标本的显微照片以及与每张显微照片对应的数据，包括X位置、Y位置和Z位置、时间和放大倍率。文件历史与标本详细信息一起保存在计算机网络服务器上的病例文件中。第二用户在第二用户计算机上打开病例文件并观看记录的显微照片的视频。
实施例5——使用远程数字显微术的标本评估
用户通过以定义的模式推进数字光学装置的视场来观看标本，使得用户观看到标本的定义区域的每个部位。标本呈现在数字光学装置的载物台的载玻片上。数字光学装置连接到可由用户用远程计算机控制的远程计算机。用户经由远程计算机指示装置从而以图3中所示的模式推进载物台。装置在定义的时间段内在X轴和Y轴上移动载物台，使得用户观看标本的定义区域的所有部位。
实施例6——LED照明系统
使用包括LED照明系统的数字光学装置执行实施例1-5中描述的显微方法。显微镜的LED照明系统在图5中示出，并且包括作为光源的LED和全息光成型扩散器。
虽然本文已经示出和描述了本发明的优选实施方式，但对于本领域技术人员将会显而易见的是，这样的实施方式只是通过示例的方式而提供的。本领域技术人员现将想到众多更改、改变和替换，而不会偏离本发明。应当理解，在实践本发明的过程中可以采用本文所述的本发明实施方式的各种替代方案。

Claims (59)

1.一种记载由数字光学装置成像的感兴趣的标本的计算机实现的方法，包括：
(a)由第一位置处的计算机将第一聚焦指令传输至第二位置处的数字光学装置，所述聚焦指令包括用于使所述数字光学装置聚焦在具有多个聚焦平面的图像的最顶层平面上的命令；
(b)由所述计算机将第二聚焦指令传输至所述数字光学装置，所述聚焦指令包括用于使所述数字光学装置聚焦在所述图像的焦点上方和下方预定数量的步幅的命令；
(c)由所述计算机确定所述图像的景深和基于所述景深的最佳步长；
(d)由所述计算机接收连续的系列图像，每个图像在以所述步长与相邻平面分隔开的不同焦平面处创建；
(e)由所述计算机呈现一界面，从而允许所述第一位置处的用户识别所述连续的系列图像内感兴趣的标本并且定义所述标本的深度；以及
(f)由所述计算机生成一文档，所述文档包括跨越所述标本的所述深度的多个所述连续的系列图像，每个图像在所述文档的单独页面上。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二位置不同于所述第一位置。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述聚焦指令经由计算机网络发送。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述数字光学装置是远程显微镜。
5.一种记录在数字光学装置处评估的标本的实时观看历史的计算机实现的方法，包括：
(a)由第一位置处的计算机接收所述标本的一个或多个显微照片，所述一个或多个显微照片由第二位置处的数字光学装置生成；
(b)由所述计算机接收描述所述数字光学装置处的所述标本的实时观看会话的多个数据，所述多个数据包括捕获的所述数字光学装置的载物台的X位置和Y位置、焦点和放大倍率以及每个步幅所需的时间间隔；
(c)由所述计算机从所述多个数据生成实时观看历史；以及
(d)由所述计算机将所述实时观看历史应用于所述标本的所述一个或多个显微照片以输出复制所述实时观看会话的视频文件。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述第二位置不同于所述第一位置。
7.根据权利要求5所述的方法，其中所述时间间隔是用户定义的。
8.根据权利要求5所述的方法，还包括由所述计算机呈现一界面从而允许所述第一位置处的用户记录语音音频，并且其中所述输出所述视频文件包括将所述语音音频集成到所述视频文件中。
9.根据权利要求5所述的方法，还包括由所述计算机将所述标本的全部组织与在所述实时观看会话中观看的组织进行比较以生成评分。
10.根据权利要求5所述的方法，还包括创建所述数字光学装置的所述载物台的X位置和Y位置以及焦点相对于所述标本的矢量轨迹；以及将所述矢量轨迹覆盖在所述标本的所述一个或多个显微照片上。
11.根据权利要求5所述的方法，还包括以不断刷新图像的实时流观看所述一个或多个显微照片。
12.一种自动生成关于数字光学装置处的标本的评估的演示文稿或报告的计算机实现的方法，包括：
(a)由第一位置处的计算机接收所述标本的彩色预览显微照片，所述预览显微照片由第二位置处的数字光学装置生成；
(b)由所述计算机在所述预览显微照片上执行白平衡；
(c)由所述计算机确定所述预览显微照片中的主色；
(d)由所述计算机基于包括所述主色的所述预览显微照片的连续部位的检测来定义待扫描的区域；e.由所述计算机在所述待扫描的区域内生成多个焦点；以及
(e)由所述计算机基于所述主色评估每个焦点以确定其是否在所述标本组织的上方；以及g.由所述计算机调整不在所述标本组织上方的任何焦点的位置并重复所述评估。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述第二位置不同于所述第一位置。
14.根据权利要求12所述的方法，其中所述确定所述预览显微照片中的所述主色包括确定所述主色的模态值并且随后应用白色阈值、黑色阈值、彩色阈值和苍白阈值。
15.一种自动生成关于数字光学装置处的标本的评估的演示文稿或报告的计算机实现的方法，包括：
(a)由第一位置处的计算机存储一个或多个演示文稿模板；
(b)由所述计算机接收所述标本的彩色预览显微照片，所述预览显微照片由第二位置处的数字光学装置生成；
(c)由所述计算机接收所述标本的一个或多个高放大倍率显微照片，所述一个或多个高放大倍率显微照片可选地与文本注释相关联；以及
(d)由所述计算机通过将所述标本的所述彩色预览显微照片和所述一个或多个高放大倍率显微照片集成到选定演示文稿模板中来生成所述演示文稿，所述演示文稿包括所述彩色预览显微照片，所述彩色预览显微照片链接到所述一个或多个高放大倍率显微照片，在有所述相关联的文本注释的情况下，所述彩色预览显微照片还链接到所述相关联的文本注释，所述链接表明创建每个高放大倍率显微照片的所述标本内的位置。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述第二位置不同于所述第一位置。
17.根据权利要求15所述的方法，其中所述方法还包括呈现一界面，从而允许所述第一位置处的用户将一个或多个先前生成的演示文稿集成到所述演示文稿中。
18.一种用于远程显微术的计算机实现的系统，包括：
(a)数字光学装置，包括在第一位置与第二位置之间具有Z聚焦范围的载玻片底座；用于在所述Z聚焦范围内移动所述载玻片底座的马达；光源；和光学部件；
(b)数字处理装置，包括至少一个处理器、被配置用于执行可执行指令的操作系统、存储器和包括可由所述数字处理装置执行以创建远程显微聚焦应用的指令的计算机程序，所述远程显微聚焦应用包括：
(1)指示所述数字光学装置的所述马达在所述第一位置与所述第二位置之间沿Z轴移动以聚焦在具有多个聚焦平面的图像的最顶层平面上的软件模块；
(2)指示所述数字光学装置的所述马达在所述第一位置与所述第二位置之间沿Z轴移动以聚焦在所述图像的最底层平面上的软件模块；
(3)确定所述图像的景深并基于所述景深确定最佳步长的软件模块；
(4)接收连续的系列图像的软件模块，每个图像在以所述步长与相邻平面分隔开的不同焦平面处创建；
(5)呈现允许用户识别所述连续的系列图像内感兴趣的标本并且定义所述标本的深度的界面的软件模块；以及
(6)生成包括跨越所述标本的所述深度的多个所述连续的系列图像的文档的软件模块，每个图像在所述文档的单独页面上；其中所述数字光学装置位于第一位置并且所述数字处理装置和所述用户位于第二位置；并且其中所述数字处理装置和所述数字光学装置分别通过通信网络发送和接收指令。
19.根据权利要求18所述的系统，其中所述第二位置不同于所述第一位置。
20.根据权利要求18所述的系统，其中所述光源包括LED光并且所述光学部件包括光成型扩散器。
21.用计算机程序编码的非暂时性计算机可读存储介质，所述计算机程序包括可由处理器执行以创建用于记载数字光学装置的系列图像的应用的指令，所述应用包括
(a)指示所述数字光学装置的马达在第一位置与第二位置之间沿Z轴移动以聚焦在具有多个聚焦平面的图像的最顶层平面上的软件模块；
(b)指示所述数字光学装置的所述马达在所述第一位置与所述第二位置之间沿Z轴移动以聚焦在所述图像的最底层平面上的软件模块；
(c)确定所述图像的景深并基于所述景深确定最佳步长的软件模块；接收连续的系列图像的软件模块，每个图像在以所述步长与相邻平面分隔开的不同焦平面处创建；
(d)呈现允许用户识别所述连续的系列图像内感兴趣的标本并且定义所述标本的深度的界面的软件模块；以及生成包括跨越所述标本的所述深度的多个所述连续的系列图像的文档的软件模块，每个图像在所述文档的单独页面上；
其中所述数字光学装置位于第一位置并且一数字处理装置和所述用户位于第二位置；并且其中所述数字处理装置和所述数字光学装置分别通过通信网络发送和接收指令。
22.根据权利要求21所述的存储介质，其中所述第二位置不同于所述第一位置。
23.根据权利要求21所述的存储介质，其中所述应用还包括指示所述数字光学装置将所述系列图像中的一个或多个输入到演示文稿或报告中的软件模块。
24.一种用于远程显微术的计算机实现的系统，包括：
(a)数字光学装置，包括具有沿X轴和Y轴的位置范围的载玻片底座；用于沿所述X轴和Y轴移动所述载玻片底座的马达；光源；和光学部件；以及
(b)数字处理装置，包括至少一个处理器、被配置用于执行可执行指令的操作系统、存储器和包括计算机程序，所述计算机程序包括可由所述数字处理装置执行以创建用于记录远程显微术观看历史的应用的指令，所述应用包括：
1)接收定位在所述数字光学装置的所述载玻片底座上的标本的一个或多个显微照片的软件模块；
2)接收描述所述标本的实时观看会话的多个数据的软件模块，所述多个数据包括以一定时间间隔重复捕获或者在改变事件发生时捕获的所述数字光学装置的所述载玻片底座的X位置和Y位置、焦点和放大倍率；
3)从所述多个数据生成实时观看历史的软件模块；以及
4)将所述实时观看历史应用于所述标本的所述一个或多个显微照片以输出复制所述实时观看会话的视频文件的软件模块；
其中所述数字光学装置位于第一位置并且所述数字处理装置位于第二位置；并且其中所述数字光学装置和数字处理装置分别通过远程通信网络发送和接收显微照片和数据。
25.根据权利要求24所述的系统，其中所述第二位置不同于所述第一位置。
26.根据权利要求24所述的系统，其中所述光源包括LED光并且所述光学部件包括光成型扩散器。
27.根据权利要求24所述的系统，其中所述应用还包括指示所述数字光学装置将所述视频文件输入到演示文稿或报告中的软件模块。
28.根据权利要求24所述的系统，其中所述时间间隔是用户定义的。
29.根据权利要求24所述的系统，其中所述时间间隔与原始用户的观看历史相匹配。
30.根据权利要求24所述的系统，所述应用还包括呈现允许所述第二位置处的用户记录语音音频的界面的软件模块，并且其中所述输出所述视频文件包括将所述语音音频集成到所述视频文件中。
31.根据权利要求24所述的系统，其中所述应用还包括将所述标本的全部组织与在所述实时观看会话中观看的组织进行比较以生成评分的软件模块。
32.根据权利要求24所述的系统，所述应用还包括创建所述数字光学装置的所述载玻片底座的X位置和Y位置以及焦点相对于所述标本的矢量轨迹；以及将所述矢量轨迹覆盖在所述标本的所述一个或多个显微照片上。
33.用计算机程序编码的非暂时性计算机可读存储介质，包括可由处理器执行以创建用于记录用数字光学装置评估的标本的实时观看历史的应用的指令，所述应用包括：
(a)接收定位在所述数字光学装置的载玻片底座上的标本的一个或多个显微照片的软件模块；
(b)接收描述所述标本的实时观看会话的多个数据的软件模块，所述多个数据包括重复捕获的所述数字光学装置的所述载玻片底座的X位置和Y位置、焦点和放大倍率以及时间戳；
(c)从所述多个数据生成实时观看历史的软件模块；以及
(d)将所述实时观看历史应用于所述标本的所述一个或多个显微照片以输出复制所述实时观看会话的视频文件的软件模块；其中所述数字光学装置位于第一位置并且一数字处理装置位于第二位置；并且其中所述数字光学装置和数字处理装置分别通过通信网络发送和接收显微照片和数据。
34.根据权利要求33所述的存储介质，其中所述第二位置不同于所述第一位置。
35.根据权利要求33所述的存储介质，其中所述应用还包括指示所述数字光学装置将所述视频文件输入到演示文稿或报告中的软件模块。
36.根据权利要求33所述的存储介质，其中时间间隔是用户定义的。
37.根据权利要求33所述的存储介质，所述应用还包括呈现允许所述第二位置处的用户记录语音音频的界面的软件模块，并且其中所述输出所述视频文件包括将所述语音音频集成到所述视频文件中。
38.根据权利要求33所述的存储介质，其中所述应用还包括将所述标本的全部组织与在所述实时观看会话中观看的组织进行比较以生成评分的软件模块。
39.根据权利要求33所述的存储介质，其中所述应用还包括创建所述数字光学装置的所述载玻片底座的X位置和Y位置以及焦点相对于所述标本的矢量轨迹；以及将所述矢量轨迹覆盖在所述标本的所述一个或多个显微照片上。
40.一种用于远程显微术的计算机实现的系统，包括：
(a)数字光学装置，包括具有沿X轴和Y轴的位置范围的载玻片底座，所述位置范围定义定位于所述载玻片底座上的标本的视场；用于沿所述X轴和Y轴移动所述载玻片底座的马达；光源；和光学部件；以及
(b)数字处理装置，其包括至少一个处理器、被配置用于执行可执行指令的操作系统、存储器和包括可由所述数字处理装置执行以创建标本评估应用的指令的计算机程序，所述标本评估应用包括：
1)接收所述标本的一个或多个显微照片的软件模块，所述一个或多个显微照片由所述数字光学装置生成；
2)呈现允许用户定义所述标本的总观看区域的界面的软件模块；
3)将所述总观看区域分隔成多个视场的软件模块；以及
4)指示所述马达移动所述载玻片底座从而以重复的时间间隔前进通过所述视场的软件模块；
其中所述数字光学装置位于第一位置并且所述数字处理装置和所述用户位于第二位置；并且其中所述数字光学装置和数字处理装置通过远程通信网络发送和接收信息。
41.根据权利要求40所述的系统，其中所述第二位置不同于所述第一位置。
42.根据权利要求40所述的系统，其中所述光源包括LED光并且所述光学部件包括光成型扩散器。
43.根据权利要求40所述的系统，其中所述时间间隔是用户定义的。
44.根据权利要求40所述的系统，其中所述指令包括用于使所述马达移动所述载玻片底座从而以对应于跨全部观看区域的行的模式前进通过所述视场的一个或多个命令。
45.根据权利要求40所述的系统，其中所述指令包括用于使所述马达移动所述载玻片底座从而以对应于跨全部观看区域的列的模式前进通过所述视场的一个或多个命令。
46.根据权利要求40所述的系统，其中所述应用还包括自动确定在所述标本中检测的全部组织的区域的软件模块。
47.根据权利要求40所述的系统，其中所述指令包括用于使所述马达移动所述载玻片底座以两个用户定义的点之间的直线前进通过所述视场的一个或多个命令。
48.一种用于远程显微术的计算机实现的系统，包括：
(a)数字光学装置，包括用于保持标本的载玻片底座和扫描成像装置；以及
(b)数字处理装置，包括至少一个处理器、被配置用于执行可执行指令的操作系统、存储器以及包括可由所述数字处理装置执行以创建演示文稿应用的指令的计算机程序，所述演示文稿应用包括：
1)接收所述标本的彩色预览显微照片的软件模块，所述预览显微照片由所述数字光学装置生成；
2)在所述预览显微照片上执行白平衡的软件模块；
3)确定所述预览显微照片中的主色的软件模块；
4)基于包括所述主色的所述预览显微照片的连续部位的检测来定义待扫描的区域的软件模块；
5)在所述待扫描的区域内生成多个焦点的软件模块；
6)基于所述主色评估每个焦点以确定其是否在所述标本组织的上方的软件模块；以及
7)调整不在所述标本组织上方的任何焦点的位置并重复所述评估的软件模块；
其中所述数字光学装置位于第一位置并且所述数字处理装置位于第二位置；并且其中所述数字处理装置通过远程通信网络接收所述预览显微照片。
49.根据权利要求48所述的系统，其中所述第二位置不同于所述第一位置。
50.根据权利要求48所述的系统，其中所述确定所述预览显微照片中的所述主色包括确定所述主色的模态值并且随后应用白色阈值、黑色阈值、彩色阈值和苍白阈值。
51.用计算机程序编码的非暂时性计算机可读存储介质，所述计算机程序包括可由处理器执行以创建用于自动生成关于数字光学装置处的标本的评估的演示文稿或报告的应用的指令，所述应用包括：
(a)接收所述标本的彩色预览显微照片的软件模块，所述预览显微照片由所述数字光学装置生成；
(b)在所述预览显微照片上执行白平衡的软件模块；
(c)确定所述预览显微照片的主色的软件模块；
(d)基于包括所述主色的所述预览显微照片的连续部位的检测来定义待扫描的区域的软件模块；
(e)在所述待扫描的区域内生成多个焦点的软件模块；
(f)基于所述主色评估每个焦点以确定其是否在所述标本组织的上方的软件模块；以及
(g)调整不在所述标本组织上方的任何焦点的位置并重复所述评估的软件模块；
其中所述数字光学装置位于第一位置并且一数字处理装置位于第二位置；并且其中所述数字处理装置通过远程通信网络接收所述预览显微照片。
52.根据权利要求51所述的存储介质，其中所述第二位置不同于所述第一位置。
53.根据权利要求51所述的存储介质，其中所述确定所述预览显微照片中的所述主色包括确定所述主色的模态值并且随后应用白色阈值、黑色阈值、彩色阈值和苍白阈值。
54.一种用于远程显微术的计算机实现的系统，包括：
(a)数字光学装置，包括用于保持标本的载玻片底座和扫描成像装置；
(b)数字处理装置，包括至少一个处理器、被配置用于执行可执行指令的操作系统、存储器以及包括可由所述数字处理装置执行以创建演示文稿应用的指令的计算机程序，所述演示文稿应用包括：
1)存储一个或多个演示文稿模板的软件模块；
2)接收所述标本的彩色预览显微照片的软件模块，所述预览显微照片由所述数字光学装置生成；
3)接收所述标本的一个或多个高放大倍率显微照片的软件模块，所述一个或多个高放大倍率显微照片可选地与文本注释相关联；以及
4)通过将所述标本的所述彩色预览显微照片和所述一个或多个高放大倍率显微照片集成到选定演示文稿模板中来生成所述演示文稿的软件模块，所述演示文稿包括所述彩色预览显微照片，所述彩色预览显微照片链接到所述一个或多个高放大倍率显微照片，并且在有所述相关联的文本注释的情况下，所述彩色预览显微照片还链接到所述相关联的文本注释，所述链接表明创建每个高放大倍率显微照片的所述标本内的位置；
其中所述数字光学装置位于第一位置并且所述数字处理装置位于第二位置；并且其中所述数字处理装置通过远程通信网络接收所述预览和高放大倍率显微照片。
55.根据权利要求54所述的系统，其中所述第二位置不同于所述第一位置。
56.根据权利要求54所述的系统，其中所述应用还包括呈现允许所述第一位置处的用户将一个或多个先前生成的演示文稿集成到所述演示文稿中的界面的软件模块。
57.用计算机程序编码的非暂时性计算机可读存储介质，所述计算机程序包括可由处理器执行以创建用于自动生成关于数字光学装置处的标本的评估的演示文稿或报告的应用的指令，所述应用包括：
(a)包括一个或多个演示文稿模板的数据库；
(b)存储一个或多个演示文稿模板的软件模块；
(c)接收所述标本的一个或多个彩色预览显微照片的软件模块，所述预览显微照片由所述数字光学装置生成；
(d)接收所述标本的一个或多个高放大倍率显微照片的软件模块，所述一个或多个高放大倍率显微照片可选地与文本注释相关联；以及
(e)通过将所述标本的所述彩色预览显微照片和所述一个或多个高放大倍率显微照片集成到选定演示文稿模板中来生成所述演示文稿的软件模块，所述演示文稿包括所述彩色预览显微照片，所述彩色预览显微照片链接到所述一个或多个高放大倍率显微照片，并且在有所述相关联的文本注释的情况下，所述彩色预览显微照片还链接到所述相关联的文本注释，所述链接表明创建每个高放大倍率显微照片的所述标本内的位置；
其中所述数字光学装置位于第一位置并且一数字处理装置位于第二位置；并且其中所述数字处理装置通过远程通信网络接收所述预览显微照片和高放大倍率显微照片。
58.根据权利要求57所述的存储介质，其中所述第二位置不同于所述第一位置。
59.根据权利要求57所述的存储介质，其中所述应用还包括呈现允许所述第一位置处的用户将一个或多个先前生成的演示文稿集成到所述演示文稿中的界面的软件模块。
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