CN110296935A - 一种实体肿瘤三维病理诊断方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了电脑模型构建技术领域内的一种实体肿瘤三维病理诊断方法，其采用离体实体肿瘤，于实体肿瘤一侧插标记针，标记针针头侧依裸露的不同长度作为标记顺序，再进行三维扫描，生成实体肿瘤三维图像模型。于每处标记针标记处按横切面将实体肿瘤分层切开，并置于同一平面拍照。然后将若干层切片按现行方法制作成病理切片，于显微镜下诊断并勾勒并记录病灶信息，再将病灶信息标注在打印的图片上，并备注病理诊断信息，最后将标注好病理诊断信息的各层切片依标记针标注顺序插入到实体肿瘤三维图像模型。该方法可以准确重现实体肿瘤中的各病灶空间分布特点，帮助临床医师做出更全面的临床评判。

Description

一种实体肿瘤三维病理诊断方法
技术领域
本发明涉及一种离体组织的电脑模型的构建方法，特别涉及手术切除实体肿瘤的三维病理诊断方法。
背景技术
病理诊断是临床诊断的金标准，在肿瘤患者的临床诊治过程中具有指导性作用。目前临床上病理诊断结果均是采用病理诊断结果书写+配图的方式，此种方式从病理学开始之初就沿袭至今，其不足逐渐显现，如：病理诊断“见有肿瘤组织侵犯包膜与血管”，但肿瘤侵犯病灶游离缘还是深部的包膜与血管，这并不能体现；再如病理免疫组化检查，现行传统免疫组化检查只能对某一个蜡块进行检测，但因肿瘤具有异质性的特点，不同蜡块的免疫组化结果表达不同，这样有可能造成诊断结果的不准确等等情况。
发明内容
本发明的目的是提供一种实体肿瘤三维病理诊断方法，旨在解决传统病理诊断不能直观反映实体肿瘤中各病灶的空间分布、病灶间及病灶与肿瘤被膜间的解剖关系的问题，通过该方法可以准确重现实体肿瘤中的各病灶空间分布特点、病灶中癌细胞的分化程度、有无血管及淋巴管侵犯、有无神经侵犯、有无肿瘤被膜侵犯等信息，以及可以将免疫组化、特殊染色结果、基因检测结果等病理诊断信息进行三维标注，帮助临床医师做出更全面的临床评判。
本发明的目的是这样实现的：一种实体肿瘤三维病理诊断方法，包括如下步骤：
（1）将经手术切除后的离体实体肿瘤标本用中性甲醛固定，固定后将标本取出，置于广口瓶中晾干备用；
（2）参照离体实体肿瘤的解剖位置，于实体肿瘤一侧按照预定间隔插上标记针；所述标记针可以为大头针，插标记针时，控制针头侧裸露的不同长度作为标记顺序，也可以采用不同颜色的标记针作为标记顺序；
（3）将用标记针标注的实体肿瘤用Ein Scan Pro 2X Pluse彩色三维扫描仪进行扫描，连续扫描并经电脑程序生成实体肿瘤三维图像模型；
（4）于每处标记针标记处按横切面将实体肿瘤分层切开，切开后的若干层按统一方向置于同一平面拍照，拍照时放置标准厘米刻度尺以保证组织大小比例；
（5）将若干层切片按现行方法制作成病理切片，于显微镜下诊断并勾勒并记录病灶信息，再将病灶信息标注在打印的图片上，备注的信息包括病灶大小、肿瘤细胞的分化程度、有无血管及淋巴管侵犯、有无神经侵犯、免疫组化结果、分子检查结果的病理诊断信息；
（6）将标注好病理诊断信息的各层切片插入到之前经彩色三维扫描仪扫描所得的实体肿瘤三维模型中，插入顺序依标记针标注顺序，算法的流程如下：
①OpenGL中在标记针标志处进行平面切割保存切割面图像，并提取切割面图像边缘轮廓作为模板；使用sobel边缘检测算子检测切片轮廓边缘点并记录对应梯度方向（Sx，Sy）；
sobel边缘检测横向和纵向的卷积模板分别为：
②对①中提取的轮廓边缘以2°为步长进行360度旋转，并保存所有旋转模板；
为减少切片图像中的噪声干扰，对切片图像进行高斯滤波
二维高斯滤波函数为：，其中，x、y为纵横坐标值，σ为均方差；
离散5*5 (σ=1.4) 的归一化高斯滤波卷积模板如下：
使用sobel边缘检测算子，对切片图像进行边缘点检测，并保存梯度图像；
使用LineMod模板匹配算法，将360°旋转的模板与中的梯度图像进行匹配，得到匹配中心点坐标（x，y）与旋转角度θ。
进一步地，步骤（1）中离体实体肿瘤标本用10%中性甲醛固定8-12小时，步骤（1）中晾干时间为0.5-1小时。
进一步地，步骤（2）中参照离体实体肿瘤的解剖位置是指，依据实体肿瘤自身结构特点，如前列腺中输尿管的走向；若实体肿瘤为均质组织，无结构特征，则以实体肿瘤最长径为计。步骤（2）中按照预定间隔是指，依据离体实体肿瘤的大小选择，若离体实体肿瘤最长大于1cm的，间隔距离为5mm；若离体实体肿瘤最长径小于等于1cm，间隔距离为最长径的1/2。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
一、通过离体实体肿瘤的三维病理构型，可以将肿瘤内各病灶的空间分布、病灶间的解剖关系、病灶内肿瘤细胞的分化程度、血管及淋巴管侵犯情况、神经侵犯及肿瘤被膜侵犯情况立体的表示出来。与现有的二维病理诊断相比，三维病理诊断更加全面反映实体肿瘤真实情况，有利于临床医师制定更恰当的治疗方案。
二、临床工作中，有部分肿瘤病例的影像学（如超声、CT、MRI）检查不能反映出病灶的大小、分布等信息，通过离体实体肿瘤的三维病理诊断方法，可以反映出各病灶的空间分布，有利于临床医师对这类病例的病灶空间分布规律的研究，通过此种方法来提高临床诊断的阳性率。
三、目前某些病理检查项目，如病理免疫组化检查、基因检测、分子检测等，现行的检查方法只时对肿瘤某一个蜡块进行检测，但因肿瘤具有异质性的特点，不同蜡块的检查结果表达不同，这样有可能造成诊断结果的不准确。通过三维病理诊断方法，可以通过将实体肿瘤多层面病理诊断结果进行三维体现，得出更准确的病理诊断结果。
四、三维诊断技术目前在超声、CT、MRI中逐步开展，属于新兴技术范畴。通过实体肿瘤的三维病理诊断可以将传统的病理诊断结果与上述三维诊断技术进行融合，有利于对实体肿瘤整体诊断技术水平的提高与实体肿瘤诊断信息的数字化传输。
具体实施方式
一种实体肿瘤的三维病理方法，包括如下步骤：
（1）将经手术切除后的离体实体肿瘤标本用中性甲醛固定，固定后将标本取出，置于广口瓶中晾干备用；例如离体的前列腺标本，可用10%中性甲醛固定8-12小时；晾干时间为0.5-1小时；
（2）参照离体实体肿瘤的解剖位置，于实体肿瘤一侧按照预定间隔插上标记针作为标记，所述标记针可以为大头针，插标记针时，控制针头侧裸露的不同长度作为标记顺序，例如第一层露出1mm，标记为1，第二层露出2mm，标记为2，依此，第N层露出nmm，标记为N；也可以采用不同颜色的标记针作为标记顺序，例如红色标记为第一层，黄色标记为第二层……；参照离体实体肿瘤的解剖位置是指，依据实体肿瘤自身结构特点，如前列腺中输尿管的走向；若实体肿瘤为均质组织，无结构特征，则以实体肿瘤最长径为计按照预定间隔是指，依据离体实体肿瘤的大小选择，若离体实体肿瘤最长大于1cm的，间隔距离为5mm；若离体实体肿瘤最长径小于等于1cm，间隔距离为最长径的1/2；
（3）将用标记针标注的实体肿瘤用Ein Scan Pro 2X Pluse彩色三维扫描仪进行扫描，连续扫描并经电脑程序生成实体肿瘤三维图像模型；
（4）于每处标记针标记处按横切面将实体肿瘤分层切开，切开后的若干层按统一方向置于同一平面拍照，拍照时放置标准厘米刻度尺以保证组织大小比例；
（5）将若干层切片按现行方法制作成病理切片，于显微镜下诊断并勾勒并记录病灶信息，再将病灶信息标注在打印的图片上，备注的信息包括病灶大小、肿瘤细胞的分化程度、有无血管及淋巴管侵犯、有无神经侵犯、免疫组化结果、分子检查结果等所有病理诊断信息；
（6）将标注好病理诊断信息的各层切片经研发的拥有著作权的软件（软件全称：实体肿瘤三维病理诊断系统，受理号：2019R11S0556146）插入到之前经彩色三维扫描仪扫描所得的实体肿瘤三维模型中，插入顺序依标记针标注顺序，算法的流程如下：
①OpenGL中在标记针标志处进行平面切割保存切割面图像，并提取切割面图像边缘轮廓作为模板；使用sobel边缘检测算子检测切片轮廓边缘点并记录对应梯度方向（Sx，Sy）；
sobel边缘检测横向和纵向的卷积模板分别为：
②对①中提取的轮廓边缘以2°为步长进行360度旋转，并保存所有旋转模板；
为减少切片图像中的噪声干扰，对切片图像进行高斯滤波
二维高斯滤波函数为：，其中，x、y为纵横坐标值，σ为均方差；
离散5*5 (σ=1.4) 的归一化高斯滤波卷积模板如下：
使用sobel边缘检测算子，对切片图像进行边缘点检测，并保存梯度图像；
使用LineMod模板匹配算法，将360°旋转的模板与中的梯度图像进行匹配，得到匹配中心点坐标（x，y）与旋转角度θ。
本发明通过三维病理诊断方法，可以将病理诊断结果进行三维体现，令临床医师更形象客观的判读病理诊断结果；同时通过三维病理诊断方法，可以解决现有一些病理诊断结果不够全面的不足，如免疫组化结果，可通过显示该指标的三维表达分布，准确评判其在肿瘤组织中的表达；还可通过三维病理诊断方法，确定肿瘤中如病灶大小、肿瘤细胞的分化程度、有无血管及淋巴管侵犯、有无神经侵犯、免疫组化结果、分子检查结果等所有病理诊断信息，用于分析研究。
本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种实体肿瘤三维病理诊断方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）将经手术切除后的离体实体肿瘤标本用中性甲醛固定，固定后将标本取出晾干后备用；
（2）参照离体实体肿瘤的解剖位置，于实体肿瘤一侧按照预定间隔插上标记针作为标记；
（3）将用标记针标注的实体肿瘤用Ein Scan Pro 2X Pluse彩色三维扫描仪进行扫描，连续扫描并经电脑程序生成实体肿瘤三维图像模型；
（4）于每处标记针标记处按横切面将实体肿瘤分层切开，切开后的若干层按统一方向置于同一平面拍照，拍照时放置标准厘米刻度尺以保证组织大小比例；
（5）将若干层切片按现行方法制作成病理切片，于显微镜下诊断并勾勒并记录病灶信息，再将病灶信息标注在打印的图片上，备注的信息包括病灶大小、肿瘤细胞的分化程度、有无血管及淋巴管侵犯、有无神经侵犯、免疫组化结果、分子检查结果的病理诊断信息；
（6）将标注好病理诊断信息的各层切片插入到之前经彩色三维扫描仪扫描所得的实体肿瘤三维模型中，插入顺序依标记针标注顺序；插入算法的流程如下：
①OpenGL中在标记针标志处进行平面切割保存切割面图像，并提取切割面图像边缘轮廓作为模板；使用sobel边缘检测算子检测切片轮廓边缘点并记录对应梯度方向（Sx，Sy）；
sobel边缘检测横向和纵向的卷积模板分别为：
②对①中提取的轮廓边缘以2°为步长进行360度旋转，并保存所有旋转模板；
为减少切片图像中的噪声干扰，对切片图像进行高斯滤波
二维高斯滤波函数为：，其中，x、y为纵横坐标值，σ为均方差；
离散5*5 (σ=1.4) 的归一化高斯滤波卷积模板如下：
使用sobel边缘检测算子，对切片图像进行边缘点检测，并保存梯度图像；
使用LineMod模板匹配算法，将360°旋转的模板与中的梯度图像进行匹配，得到匹配中心点坐标（x，y）与旋转角度θ。
2.根据权利要求1所述的一种实体肿瘤三维病理诊断方法，其特征在于：步骤（1）中离体实体肿瘤标本用10%中性甲醛固定8-12小时，步骤（1）中晾干时间为0.5-1小时。
3.根据权利要求1所述的一种实体肿瘤三维病理诊断方法，其特征在于：步骤（2）中参照离体实体肿瘤的解剖位置是指，依据实体肿瘤自身结构特点，如前列腺中输尿管的走向；若实体肿瘤为均质组织，无结构特征，则以实体肿瘤最长径为计。
4.根据权利要求1所述的一种实体肿瘤三维病理诊断方法，其特征在于：步骤（2）中按照预定间隔是指，依据离体实体肿瘤的大小选择，若离体实体肿瘤最长大于1cm的，间隔距离为5mm；若离体实体肿瘤最长径小于等于1cm，间隔距离为最长径的1/2。
5.根据权利要求1所述的一种实体肿瘤三维病理诊断方法，其特征在于：所述标记针为大头针，插标记针时，控制针头侧裸露的不同长度作为标记顺序。
6.根据权利要求1所述的一种实体肿瘤三维病理诊断方法，其特征在于：采用不同颜色的标记针作为标记顺序。
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