DE69925084T3 - Mikroskopie - Google Patents

Mikroskopie Download PDF

Info

Publication number
DE69925084T3
DE69925084T3 DE69925084.6T DE69925084T DE69925084T3 DE 69925084 T3 DE69925084 T3 DE 69925084T3 DE 69925084 T DE69925084 T DE 69925084T DE 69925084 T3 DE69925084 T3 DE 69925084T3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
image
resolution
image data
terminal
data
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE69925084.6T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69925084T2 (de
DE69925084D1 (de
Inventor
Noah F Clinch
John R c/o Medical Solutions plc Maddison
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hamamatsu Photonics KK
Original Assignee
Hamamatsu Photonics KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=34575692&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=DE69925084(T3) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Priority claimed from GBGB9822449.6A external-priority patent/GB9822449D0/en
Application filed by Hamamatsu Photonics KK filed Critical Hamamatsu Photonics KK
Application granted granted Critical
Publication of DE69925084D1 publication Critical patent/DE69925084D1/de
Publication of DE69925084T2 publication Critical patent/DE69925084T2/de
Publication of DE69925084T3 publication Critical patent/DE69925084T3/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00Microscopes
    • G02B21/36Microscopes arranged for photographic purposes or projection purposes or digital imaging or video purposes including associated control and data processing arrangements
    • G02B21/365Control or image processing arrangements for digital or video microscopes
    • G02B21/367Control or image processing arrangements for digital or video microscopes providing an output produced by processing a plurality of individual source images, e.g. image tiling, montage, composite images, depth sectioning, image comparison
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T3/00Geometric image transformations in the plane of the image
    • G06T3/40Scaling of whole images or parts thereof, e.g. expanding or contracting
    • G06T3/4038Image mosaicing, e.g. composing plane images from plane sub-images
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00Television systems
    • H04N7/18Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast
    • H04N7/183Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast for receiving images from a single remote source

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft die Telemikroskopie und die Mikroskopieausbildung.
  • WO-A-98/39728 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen eines virtuellen Objektträgers zur Verwendung in der Telemikroskopie. Ein computergesteuertes Mikroskop wird verwendet, um eine Vielzahl von Bildern mit geringer Vergrößerung einer Probe zu erfassen, welche nebeneinander angeordnet werden, um ein rekonstruiertes Makrobild der Probe zu erzeugen. Das Makrobild wird in Datenform einem entfernten Benutzer zur Verfügung gestellt, und der Benutzer kann Bereiche aus dem Makrobild auswählen, um diese in stärkerer Vergrößerung anzusehen. Eine Vielzahl von Bildern mit stärkerer Vergrößerung der gewählten Bereiche der Probe wird dann erfasst und nebeneinander angeordnet, um ein Mikrobild zu erzeugen. Das Makrobild und das Mikrobild werden für ein interaktives Sichten zusammen mit ihren Mapping-Koordinaten gespeichert.
  • WO-A-99/13360 offenbart ein digitales Telepathologie-Bildgebungssystem, um einem Bediener an einem Ort zu ermöglichen, von einem ferngesteuerten Mikroskop an einem entfernten Ort empfangene Bilder zu analysieren. Das System ermöglicht einem Bediener, eine direkte und ständige Kontrolle über das Fokussieren des Mikroskops zu emulieren, sodass der Bediener die Probe in einer Reihe verschiedener Brennebenen betrachten kann.
  • Die Telemedizin, durch die eine Reihe von Daten, wie beispielsweise Röntgenbilder oder EKG-Ableitungen eines Patienten für die Diagnose oder ein Zweitgutachten, von einem Ort zum anderen übertragen werden, steht im Mittelpunkt der Aufmerksamkeit, da sie das Potenzial besitzt, die Qualität der medizinischen Versorgung zu verbessern und gleichzeitig Kosten zu reduzieren. Es gab zahlreiche Versuche, telemedizinische Anwendungen unter Verwendung von Mikroskopen zu entwickeln, wie beispielsweise die Telepathologie und die Telezytologie. Alle schließen das Erfassen digitaler oder analoger Bilder durch ein Mikroskop und die Übertragung dieser Bilder zu einem entfernten Ort zum Zwecke eines Zweitgutachtens oder einer Ferndiagnose ein. Jedoch ist, wie beschrieben wird, keines der bestehenden Systeme vollständig zufriedenstellend.
  • Ein fundamentales Problem im Bereich der Telemikroskopie besteht darin, dass das Sichtfeld des Mikroskops im Verhältnis zu der Größe der Probe auf dem Objektträger winzig ist. Beispielsweise beansprucht ein typischer Zytologie-„Abstrich” einen Bereich von wenigstens 20 mm mal 50 mm, d. h. 1000 mm2. Das Sichtfeld einer typischen Objektivlinse mit 20facher Vergrößerung beträgt lediglich ungefähr 0,4 mm mal 0,4 mm, oder 0,16 mm2. Das gesamte Bild kann daher als durch über 6000 verschiedene Felder gebildet betrachtet werden. Ein entfernter Betrachter wird seine Diagnose nicht auf der Grundlage von nur einigen wenigen Bildern erstellen wollen, welche durch einen anderen Mitarbeiter ausgewählt sind; er wird Zugang zu dem gesamten Objektträger haben wollen und in der Lage sein wollen, die Vergrößerung zu verändern oder verändern zu lassen, wie und wo er das wünscht.
  • Die einfachste Lösung dieses Problems besteht in einem Verfahren, welches als statische Telemikroskopie bekannt ist. Bei einer sehr einfachen Form ist lediglich eine an das Mikroskop gekoppelte Kamera, eine einfache Software, eine Netzwerkverbindung, wie beispielsweise über das Internet, zu einem entfernten Bildschirm, und Mittel für eine Sprechverbindung zwischen den zwei Orten erforderlich. Das Mikroskop wird vor Ort von einem Mitarbeiter bedient, der typischerweise auf der Basis seines eigenen Wissens einen Anfangsbereich für die Betrachtung durch den entfernten Gutachter auswählt. Ein Bild dieses Bereichs wird erlangt und zum Monitor des entfernten Gutachters übermittelt. Auf der Basis dessen, was dieser sieht, gibt er dem Mitarbeiter vor Ort Anweisungen über das Telefon – links, rechts, hoch, runter, stärkere Vergrößerung, etc. Weitere Bilder werden erhalten und zum Gutachter übermittelt, bis dieser zufrieden ist und über ausreichende Informationen verfügt, auf denen seine Diagnose basieren kann. Solche statischen Telepathologie-Systeme weisen den Vorteil der Einfachheit und der niedrigen Kosten auf. Studien haben jedoch wiederholt bestätigt, dass es in der Praxis nicht ausreichend ist, sich auf wenige fixe Bilder zu verlassen, und wenige Gutachter sind bereit, auf dieser Basis eine Meinung zu äußern oder eine Diagnose zu stellen.
  • Ein verbessertes System ist als dynamische Telemikroskopie bekannt. Sobald der Objektträger vor Ort vorbereitet worden ist, wird das Mikroskop selbst im Wesentlichen durch den entfernten Gutachter fernbedient. Beispiele sind in US-A-5 216 596 und US-A-5 297 034 gezeigt. Ein Beispiel wurde auch durch die Abteilung für Pathologie an der Charité in Berlin über das Internet öffentlich zugänglich gemacht (http://amba.charite.de/telemic/index.html.). Jedoch sind solche Onlinesysteme, sowohl was den Kauf der Geräte betrifft als auch was die Zeit des Gutachters betrifft, teuer. Auch benötigen diese Systeme Telekommunikationstechnik mit hoher Bandweite, typischerweise wenigstens 384 kbits/sec, für einen nur einigermaßen zufriedenstellenden Gebrauch. Der Gutachter hat zwar die volle Kontrolle über das Mikroskop, es kommt jedoch zu Verzögerungen während Anweisungen zu dem Mikroskop übertragen werden; das Mikroskop wird gemäß diesen Anweisungen eingestellt, und das neue Bild wird erhalten und zum Gutachter übermittelt. Solche Systeme können nicht wirklich als Echtzeitsysteme betrachtet werden. Zum Vergleich – während ein Gutachter, der ein Mikroskop vor Ort bedient, in einem unkomplizierten Fall in rund einer Minute oder bei einer genaueren Diagnose in vielleicht 3 oder 4 Minuten eine Probe untersuchen und eine Diagnose stellen könnte, kann bei der dynamischen Telemikroskopie allein jede Untersuchung durch erfahrene Bediener rund zehn Minuten dauern.
  • Es besteht daher die Notwendigkeit eines verbesserten Verfahrens der Telemikroskopie.
  • Die Erfindung betrifft auch den Bereich der Mikroskopieausbildung, und insbesondere den Bereich der Ausbildung bezüglich diagnostischer Methoden mittels Mikroskopie.
  • Derzeit erfolgt die Ausbildung in diagnostischer Mikroskopie entweder durch den Umlauf vorbereiteter Schnitte auf Glas-Objektträgern oder durch den Umlauf elektronischer Mikroskopiebilder auf einem Datenspeichermedium, wie beispielsweise einer CD-ROM. Der erste dieser beiden Ansätze ist zeitintensiv und unpraktisch, insbesondere da Proben auf ihrem Weg verlegt oder beschädigt werden können. Beide Methoden weisen den weiteren Nachteil auf, dass keine spezielle Überprüfung erfolgt, ob ein Student eine Diagnose vielleicht nur durch Zufall oder durch nicht korrekte Verfahren erstellt, was bedeutet, dass beide Methoden ein eingeschränktes Unterrichtswerkzeug darstellen.
  • Im Zusammenhang mit Telemikroskopie und jeder Form der Mikroskopie, bei der Bilder auf einem Monitor dargestellt werden und nicht direkt vom Auge gesehen werden, ist es vielleicht irreführend, von einer Vergrößerung zu sprechen. Wird ein Bild auf dem vollen Bildschirm eines 17-Zoll-Computermonitors erhalten und dargestellt, ist die Vergrößerung stärker, als wenn dasselbe Bild auf dem vollen Bildschirm eines 15-Zoll-Monitors dargestellt wird. Die Auflösung ist jedoch dieselbe. Entsprechend ist der Begriff der Auflösung ein besserer Deskriptor der Menge an in einem speziellen Bild enthaltenen Informationen, und bezieht sich bei einer Digitalkamera auf die Anzahl von Pixeln des CCD-Geräts pro Flächeneinheit des Sichtfelds.
  • Erfindungsgemäß ist gemäß einem ersten Merkmal ein Verfahren zur Telemikroskopie gemäß Anspruch 1 vorgesehen.
  • Das Verfahren des ersten Merkmals der vorliegenden Erfindung kann in Form eines Computerprogramms ausgeführt sein.
  • Der Terminal kann ein entfernter Terminal sein.
  • Das Verfahren kann den Schritt des Erfassens der gewählten Bereiche des Bilds mit niedriger Auflösung zum Überprüfen der Leistung einer das Verfahren ausführenden Person umfassen.
  • Gemäß einem zweiten Merkmal sieht die vorliegende Erfindung eine Telemikroskopievorrichtung gemäß Anspruch 6 vor.
  • Vorzugsweise ist die Vorrichtung zur digitalen Bildgebung eine Digitalkamera, oder ansonsten eine analoge Videokamera, welche mit einer geeigneten Digitalisierungshardware versehen ist. Die Vorrichtung kann ein Mittel zum Bewegen der Objektivlinse des Mikroskops zum Vorsehen einer automatischen Fokussierung umfassen.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird eine fortlaufende Reihe aufeinander folgender Bilder der Probe erhalten, indem das Sichtfeld der Objektivlinse des Mikroskops schrittweise über die Probe vorgeschoben wird und ein Bild jedes Sichtfelds erhalten wird. Die Objektivlinse wird gewählt, um eine Probe mit ausreichender Auflösung zu erhalten, und es wird eine ausreichende Zahl von Bildern erfasst und gespeichert, um die Probe auf dem Objekttisch abzudecken.
  • Die Vorrichtung kann zum Überprüfen der Leistung eines Benutzers ein Mittel zum Erfassen der abgefragten Bilddaten umfassen. Das Erfassungsmittel kann eine Datenspeicherscheibe, wie zum Beispiel eine Diskette sein.
  • Mit dem Wissen der Größe und Anzahl der Pixel des verwendeten Bildgebungsgerätes und der kalibrierten Vergrößerung des Objektivs des Mikroskops bewegt der Computer den Objekttisch derart, dass benachbarte Bilder in der zweidimensionalen Probenebene auf wirksame Weise fortlaufend sind und als ,Mosaikstein' in einer sehr großen zusammengesetzten virtuellen ,Bildmontage' betrachtet werden können.
  • Die oben genannten und andere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden jetzt, ausschließlich beispielhaft, detaillierter beschrieben, mit Bezug zu den beiliegenden Zeichnungen, für die gilt:
  • 1 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung schematisch;
  • 2 ist eine vollständige Navigationskarte einer Probe auf einem Objektträger, von der gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Bild angefertigt wurde; und
  • 3 zeigt ein Merkmal der Ausführungsform in 1 detaillierter.
  • Mit Bezug zu den Figuren ist eine Biopsieprobe zur Analyse entnommen und auf einem Objektträger 10 in herkömmlicher Weise angeordnet. Der Probenobjektträger 10 ist auf einem motorisierten Objekttisch 11 eines Mikroskops 12 platziert, welches mit einer Kamera 13, typischerweise einer Digital-CCD-Kamera von diagnostischer Qualität mit hoher Auflösung – wenigstens 1024×1024 Pixel, 24 Bit Farbe ausgestattet ist. Der Objekttisch ist bezüglich der Brennachse des Objektivs in drei Dimensionen regelbar. Dies wird typischerweise mit einem Computer 16-gesteuerten, beweglichen Objekttisch 11 erreicht, könnte jedoch genauso gut auf unübliche Weise mit einem statischen Objekttisch und einem beweglichen Objektiv erreicht werden.
  • Die Objektivlinse 14 ist gemäß der maximal gewünschten Auflösung für die betreffende Aufgabe gewählt – typischerweise 10×, 20× oder 40×. Die vollständige Probe wird abgebildet, indem ein Bild eines ersten Felds (oder Bereichs der Probe) 20 erfasst wird, der Objekttisch zu einem benachbarten Feld 21 vorgeschoben wird, ein Bild dieses Felds erfasst wird, zu dem nächsten Feld 22 indiziert wird, usw. (was auch als Scannen bezeichnet wird). Die einzelnen Feldbilder 20, 21, 22 etc. werden auf der Platte als Teil einer einzelnen großen Datei gespeichert oder können digital komprimiert und als virtuelles Bild mit hoher Auflösung der ursprünglichen Probe auf dem Objektträger elektronisch gespeichert werden. Gleichzeitig wird eine dezimierte Kopie des sehr großen Bilds erzeugt, um eine Navigationskarte 30 mit geringer Auflösung zu bilden. Typischerweise ist die Anzahl der Pixel in der Karte mit geringer Auflösung 30 dieselbe wie diejenige in jedem der Originalbilder 20, 21, beispielsweise 1024×1024. Die Gesamtzeit für den Erhalt der Gesamtheit der Bilder mit hoher Auflösung liegt typischerweise bei ungefähr 5–20 Minuten, natürlich abhängig von dem zu scannenden Probenbereich und dem Sichtfeld der Objektivlinse.
  • Beim Scannen mit dem Hochleistungsobjektiv ist ein häufig anzutreffendes Problem, dass es schwierig ist, den motorisierten Objekttisch derart anzutreiben, dass er lotrecht zur optischen Achse des Mikroskops steht. In der Regel sind Objektträger nicht vollständig flach. Aus diesem Grund entsteht die Notwendigkeit, das Mikroskop beim Scannen der Probe periodisch zu refokussieren. Das Refokussieren verlängert die Dauer des Scannens signifikant. Dieses Problem kann bei der vorliegenden Erfindungmittels eines piezoelektrischen Antriebs oder einer anderen Bewegungsvorrichtung für die Objektivlinse überwunden werden, anstatt, dass die Bewegung des motorisierten Objekttisches bezüglich einer fixen Objektivlinse erforderlich ist.
  • Dies erfolgt, bevor der Gutachter hinzu gezogen wird, und so bleibt eine hohe Effizienz betreffend die Zeit des Gutachters erhalten.
  • In der Praxis wird die Entfernung, um die der Objekttisch zwischen jeder Bilderfassung bewegt werden muss, auf der Basis der bekannten Größe und Anzahl der Pixel in der Kamera und der kalibrierten Vergrößerung des Objektivs des Mikroskops berechnet. Der Objekttisch wird zu den Koordinaten des gewählten Anfangspunktes bewegt und das erste Bild wird erfasst. Das Bild wird komprimiert und auf der Platte gespeichert, und ein „Mosaikstein” mit geringer Auflösung wird von diesem Bild angefertigt. Mit dem Wissen, woher dieses Mosaiksteinbild stammt, wird der Mosaikstein in eine Navigationskartenmatrix eingefügt und gespeichert. Der Objekttisch wird dann zu den nächsten Koordinaten vorgeschoben, und das nächste Bild wird erfasst.
  • Unter Verwendung einer Multithread-Software ist es möglich, die Dauer des Scanvorgangs zu optimieren, indem die Bildkomprimierung und Bildspeicherung sowie die Bewegung des Objekttischs und die Bilderfassung parallel erfolgen.
  • Der Objekttisch 11 und die CCD-Kamera 13 werden durch geeignete Hardware und Software des Servers 15 in einer im Allgemeinen üblichen Weise gesteuert.
  • Wie aus dem in 2 gezeigten Bild deutlich wird, kann eine Unregelmäßigkeit in der Beleuchtung der Probe zu einem gewissen Grad von Randschattierungen um jedes Feldbild führen. Das Bild mit hoher Auflösung wird digital bearbeitet, um diese Schattierungen zu entfernen.
  • Die Navigationskarte 30 und die Gesamtheit der Bilder mit hoher Auflösung werden lokal im Computerspeicher in einem Computer oder Server 15 gespeichert. Bei einer typischen 20 × 50 mm Probe, wie in der Einführung beschrieben, würde eine solche Gesamtheit von Bildern mit hoher Auflösung bei 50–100facher digitaler Komprimierung ungefähr 1 GB Speicherplatz belegen. Typischerweise würde eine komprimierte Navigationskarte ungefähr 50 KB Speicherplatz belegen.
  • An dieser Stelle ist der Zugang zu dem Mikroskop nicht mehr erforderlich, und es kann für den nächsten Objektträger verwendet werden. Jetzt kann die Kommunikation zwischen dem lokalen Server 15 und dem Gutachter an einem entfernten Computer 16, auf welchem die geeignete Client-Software installiert ist, erfolgen. Die Kommunikation kann über einen zugehörigen Link, beispielsweise zu einem zentralen Fachdiagnosezentrum, oder durch andere geeignete Mittel, wie beispielsweise über das Internet, selbst zu einem tragbaren Computer des Gutachters erfolgen. Das System ist nicht auf eins-zu-eins Verbindungen beschränkt. Der Server kann so konfiguriert sein, dass der gleichzeitige Zugang mehrerer Clients unterstützt wird.
  • An seinem Client-Computer 16 erhält der Gutachter die „Navigationskarte” 30 des gesamten Probenbildes mit niedriger Auflösung, von welcher aus er zu den Bildern mit hoher Auflösung Zugang hat. Da die komprimierte Navigationskarte relativ klein ist, kommt es während der Datenübertragung nur zu einer minimalen Verzögerung. In seiner einfachsten Form wird ein ursprüngliches Bild mit hoher Auflösung durch einfaches Anklicken oder eine andere Auswahl des geeigneten Bereichs in der Navigationskarte 30 abgefragt. Bei einer anderen Ausführungsform kann der Gutachter jeden interessanten Bereich durch „Rubberbanding”, d. h. einen Gummibandeffekt, eines rechteckigen Bereichs entweder auf der Navigationskartenanzeige des Clients oder sonst auf dem derzeit angezeigten Sichtfeld auswählen. Der Server extrahiert dann das entsprechende Bild mit hoher Auflösung aus einer sehr großen, komprimierten Datei, komprimiert dann die Ansicht dieses ausgewählten Bereichs und sendet sie zum Client-Computer 16.
  • Typischerweise verfügt der Gutachter über zwei Computermonitore, über den ersten Monitor 35, um die Navigationskarte 30 ständig anzuzeigen, und über den zweiten Monitor 36, um ein Bild mit hoher Auflösung 40 eines durch den Gutachter, beispielsweise mittels einer mit seinem Terminal verbundenen Maus, durch „Rubberbanding” eines gewünschten Bereichs aus der Karte 30 ausgewählten Bereichs 41 anzuzeigen. Der Server 15 sucht unmittelbar Zugang zu dem Bildspeicher und erstellt ein dem gewählten Bereich entsprechendes, komprimiertes Bild, für die Übertragung zu dem Client-Computer. Innerhalb der Vergrößerungsgrenzen entspricht das vergrößerte Bild 40 auf dem zweiten Monitor 36 typischerweise der beim Scan-Verfahren verwendeten Vergrößerung, es könnte jedoch typischerweise ohne sichtbaren Verlust bei der Bildqualität digital auf bis zu ungefähr das Doppelte der Scan-Vergrößerung vergrößert werden.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann der entfernte Gutachter in der Lage sein, die Navigationskarte neu zu konstruieren. Wird beispielsweise beim ersten Blick deutlich, dass 50% der Navigationskarte 30 gar nichts zeigen oder nicht relevant für die Diagnose sind, kann es den Gutachter stören, diesen Teil ständig auf dem ersten Bildschirm 35 angezeigt zu bekommen. Entsprechend kann der Gutachter den gewünschten Bereich mittels Rubberbanding auswählen und der Server konstruiert eine neue Navigationskarte und übermittelt diese zum Client-Computer. Die neue Navigationskarte kann dieselbe Auflösung aufweisen wie die ursprüngliche Karte oder kann, falls gewünscht, eine höhere Auflösung aufweisen.
  • Ein Vorteil des vorliegenden Systems besteht darin, dass die komplexe und speicherintensive Datenverarbeitung von dem Server 15 lokal beim Mikroskop ausgeführt wird, sodass nur die vom Gutachter abgefragten Bilddaten zu dem Computer 16 des Gutachters übertragen werden müssen.
  • Diese Datenmenge ist vergleichsweise gering und kann daher schnell übertragen werden. Der Client-Computer 16 muss außer der Dekomprimierung und Anzeige der vom Server abgefragten Bilder keine komplexe Datenverarbeitung ausführen. Darüber hinaus kann der Server konfiguriert sein, um einen mehrfachen, gleichzeitigen Zugang zu den Daten zu ermöglichen, beispielsweise zum Zwecke einer mehrfachen Diagnose oder zu Schulungszwecken.
  • Bei der gezeigten bevorzugten Ausführungsform zeigt der zweite Monitor 36 auch kleine Miniaturbilder 45 zuvor untersuchter Bereiche detailliert als vergrößertes Bild 41 an. Diese Miniaturbilder 45 werden zeitweiselokal gespeichert, um auf Nachfrage des Gutachters eine rasche Abfrage zu erleichtern. Schließlich können die ursprünglichen Bilddaten, welche den Miniaturbildern entsprechen, einschließlich der Navigationskarte 30 zentral gespeichert werden und stellen einen Teil der Krankenakte des Patienten dar und können auch als eine Dokumentation 5 dienen, welche jene Bereiche des Objektträgers erfasst, die zuvor vom Gutachter untersucht wurden. Die verbleibenden Bilder mit hoher Auflösung auf dem Server können je nach Notwendigkeit gelöscht oder gespeichert werden. Dies zeigt einen weiteren Vorteil der vorliegenden Erfindung. Sie ist von ihrem Wesen her gut geeignet für eine effiziente Datennutzung und bietet einen nützlichen Kompromiss zwischen dem Speichern der vollständigen Daten und dem Nichtspeichern der Daten. Keine der vorhandenen dynamischen oder statischen Telemikroskopie-Techniken kann ein solches Merkmal ohne beträchtliche zusätzliche Modifikationen bieten.
  • Die Verwendung der vorliegenden Erfindung ermöglicht dem entfernten Gutachter nach Belieben den Zugang zu jedem Bereich des Objektträgers und ermöglicht ihm, die Vergrößerung nach Belieben zu steuern. Bei vielen Anwendungen ist dies genauso schnell wie die direkte Untersuchung des Objektträgers vor Ort.
  • Nachdem der Nutzen von zwei Bildschirmen beschrieben wurde, ist klar ersichtlich, dass dasselbe Resultat durch die Verwendung separater, virtueller Bildschirme oder Fenster in einem GUI-Betriebssystem auf demselben Bildschirm erreicht werden kann.
  • Die Vorrichtung und das Verfahren der vorliegenden Erfindung sind besonders geeignet für die Vielzahl von Gelegenheiten, bei denen eine unmittelbare Diagnose nicht erforderlich ist, und der wichtigste Vorteil liegt in der Beschleunigung dieser nicht dringenden Fälle. Die Notwendigkeit, mikroskopische Proben zwischen Krankenhäusern hin und her zu transportieren entfällt, was vorteilhaft ist, da Verzögerungen aufgrund des Transports der Proben sowie auch die mit dem Transport möglicherweise gefährlicher Proben einhergehenden Risiken verringert werden. Die Erfindung ist jedoch auch bei jenen Fällen potentiell nützlich, bei denen eine unmittelbare Diagnose erforderlich ist, beispielsweise wenn einem Patienten während einer untersuchenden Operation eine Gefrierschnittprobe entnommen wird. Dieses Merkmal ist besonders vorteilhaft in hochspezialisierten Bereichen der Medizin, in denen möglicherweise nur wenige geeignete erfahrene Kliniker vorhanden sind, welche sich in anderen Teilen der Welt befinden können, wenn eine Diagnose erforderlich ist.
  • Zusammengefasst überwindet die vorliegende Erfindung die genannten Beschränkungen der statischen Telemikroskopie ohne die in der dynamischen Telemikroskopie angetroffenen hohen Kosten. Die Kostenersparnis besteht jedoch vorwiegend in der Verringerung der Gutachterzeit. Dies ist essentiell, um die möglichen Vorteile für die Diagnosequalität in der Routine-Telepathologie etc. auszuschöpfen. Ferner kann das Scan-Verfahren leicht für die bedienerlose Stapelverarbeitung genutzt werden, bei der nicht nur ein Objektträger, sondern eine ganze Reihe von Objektträgern sequenziell gescannt werden.
  • Die Einfachheit des Vorsehens eines Mehrfachzugangs zum Server lässt die Erfindung zu einem geeigneten Instrument für Schulungszwecke sowie für die Bewertung und Garantie professioneller Qualität werden.
  • Die oben beschriebenen Methoden können als Instrument für Schulungszwecke sowie für die Bewertung und Garantie professioneller Qualität verwendet werden, indem die Vorrichtung mit einer Rückleitung versehen wird, über die die Vorrichtung Informationen über die vom Anwender gewählten Sichtfelder zurückleitet. Die Vorrichtung kann auch Mittel vorsehen, die einem Anwender ermöglichen, Kommentare einzufügen, um einem überwachenden Lehrer ein vollständiges Feedback über das Vorgehen des Anwenders zu bieten.
  • Bei einer solchen Anordnung ist es nicht erforderlich, tatsächliche Bilder zurückzusenden, sondern es ist ausreichend, die Grenzinformationen über die Grenzen des Felds im Referenzrahmen des virtuellen Großbildes zurückzusenden. Dies gilt, da der Lehrende Zugang zu einer exakten Kopie hat und die Rekonstruktion auf dem Server des Lehrenden erfolgen kann. Auf diesem Wege kann eine gesamte Diagnosesitzung in einer Datei zurückgesendet werden, welche leicht beispielsweise per E-Mail oder auf einer Diskette übermittelt werden kann.
  • Während bei dem oben genannten Beispiel der Bild-Anbieter (Lehrer) und der Bild-Überprüfer (Student) an verschiedenen Enden eines Lokalen Bereichsnetzwerks oder eines anderen Telekommunikationssystems sein können, stehen auch andere Möglichkeiten zur Verfügung. Beispielsweise könnte eine geeignete Datenspeichervorrichtung, wie beispielsweise eine CD-ROM sämtliche Bilddaten beinhalten und beim Laden in einen entsprechend konfigurierten PC ein auf Entfernung zugängliches System emulieren.

Claims (11)

  1. Telemikroskopie-Verfahren, umfassend die Schritte: Anordnen eines Objektträgers (10), welcher eine vorbereitete Probe beinhaltet, auf einem Objekttisch (11) eines Mikroskops (12), welches mit einer Hochleistungs-Objektivlinse (14), einer Vorrichtung zur digitalen Bildverarbeitung (13) und einem motorisierten Objekttisch (11) ausgestattet ist, und Abbilden der gesamten Probe, wobei die Hochleistungs-Objektivlinse (14) verwendet wird, um digitale Bilddaten mit einer hohen Auflösung für die Probe zu erhalten, indem eine kontinuierliche Abfolge von aufeinander folgenden Bildern der Probe erhalten wird, indem das Sichtfeld der Hochleistungs-Objektivlinse (14) des Mikroskops (12) schrittweise über die Probe fortbewegt wird und ein Bild von jedem Sichtfeld erhalten wird; gekennzeichnet durch: digitales Verarbeiten der digitalen Bilddaten mit hoher Auflösung, um eine Kopie mit relativ niedriger Auflösung (30) der Bilddaten für die gesamte Probe zu erhalten; Verarbeiten der für jedes Bild von jedem Sichtfeld erhaltenen Bilddaten, um eine Randschattierung um jedes Bild von jedem Sichtfeld herum zu entfernen, und Speichern der verarbeiteten Daten in einem Datenspeicher; Speichern der Kopie mit niedriger Auflösung der Bilddaten in dem Datenspeicher; Erlauben eines Zugriffs auf den Datenspeicher von einem Endgerät (16); Übertragen der Daten für die Kopie mit niedriger Auflösung (30) der Bilddaten zu dem Endgerät (16) und Anzeigen eines entsprechenden Bilds mit niedriger Auflösung als eine Navigationskarte auf einem Monitor (35); und als Reaktion auf eine Auswahl durch einen Benutzer mittels des Endgeräts (16) eines Bereichs des Bilds mit niedriger Auflösung, Übertragen von entsprechenden Bilddaten mit hoher Auflösung für diesen Bereich von dem Datenspeicher zu dem Endgerät (16).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei während der Bildverarbeitung das Verfahren ferner ein periodisches Refokussieren des Mikroskops (12) umfasst, indem die Objektivlinse (14) relativ zu dem Objektträger (10) bewegt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verarbeiten ferner eine digitale Bildkompression umfasst.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Benutzerauswahl erreicht wird, indem ein Bereich des an einem Monitor des Endgeräts (16) angezeigten Bilds mit niedriger Auflösung ausgewählt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 4, ferner umfassend den Schritt eines Aufnehmens der Bereiche des Bilds mit niedriger Auflösung, welche ausgewählt werden, zum Überprüfen einer Leistung einer Person, welche das Verfahren ausführt.
  6. Telemikroskopie-Vorrichtung, umfassend: ein mit einer Hochleistungs-Objektivlinse (14), einer digitalen Bildverarbeitungs-Vorrichtung (13) und einem motorisierten Objekttisch (11) ausgestattetes Mikroskop (12); wobei die Vorrichtung dazu eingerichtet ist, gesteuert zu werden, um unter Verwendung der Hochleistungs-Objektivlinse (14) digitale Bilddaten einer gesamten Probe an einem Objektträger (12) zu erhalten, welcher auf dem Objekttisch (11) platziert ist, mit einer gewünschten hohen Auflösung; ein Endgerät (16) mit einem Monitor (35); Mittel zum Übertragen von Bilddaten zu dem Endgerät (16) bei Verwendung als Reaktion auf Anfragen von diesem; gekennzeichnet durch Bildverarbeitungsmittel, welche dazu eingerichtet sind, die digitalen Bilddaten mit hoher Auflösung zu verarbeiten, um eine Kopie mit niedriger Auflösung (30) der Bilddaten der gesamten Probe zu erhalten, dadurch, dass die Bildverarbeitungsmittel ferner dazu eingerichtet sind, die für jedes Bild von jedem Sichtfeld erhaltenen Bilddaten zu verarbeiten, um eine Randschattierung um jedes Bild von jedem Sichtfeld herum zu entfernen; dadurch, dass die Vorrichtung ferner umfasst: Speichermittel, welche dazu eingerichtet sind, die verarbeiteten Bilddaten und die Kopie mit niedriger Auflösung (30) der Bilddaten zu speichern; und Mittel zum Erlauben eines Zugangs zu dem Datenspeicher von dem Endgerät (16); dadurch, dass die Mittel zum Übertragen dazu eingerichtet sind, die Kopie mit niedriger Auflösung (30) der Bilddaten zu dem Endgerät (16) zu übertragen, wobei das Endgerät dazu eingerichtet ist, ein entsprechendes Bild mit niedriger Auflösung als eine Navigationskarte an dem Monitor anzuzeigen; dadurch, dass das Endgerät ferner dazu eingerichtet ist, eine Benutzerauswahl eines Bereichs des Bilds mit niedriger Auflösung zu erlauben; und dadurch, dass die Mittel zum Übertragen ferner dazu eingerichtet sind, als Reaktion auf die Benutzerauswahl entsprechende Bilddaten mit hoher Auflösung für diesen Bereich aus dem Datenspeicher zu dem Endgerät (16) zu übertragen.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die digitale Bildverarbeitungsvorrichtung eine Digitalkamera ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, umfassend Mittel zum Bewegen einer Objektivlinse (14) des Mikroskops (12), um eine automatische Fokussierung bereitzustellen.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 6, 7 oder 8, umfassend Mittel zum Aufnehmen, welche Bilddaten angefordert sind, um die Leistung eines Benutzers zu überprüfen.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Aufnahmemittel eine Datenspeicherungsscheibe sind, wie beispielsweise eine Floppy Disk.
  11. Computer-lesbares Medium, umfassend ein Computerprogramm zum Ausführen eines Verfahrens zur Telemikroskopie nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
DE69925084.6T 1998-10-14 1999-09-24 Mikroskopie Expired - Lifetime DE69925084T3 (de)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GBGB9822449.6A GB9822449D0 (en) 1998-10-14 1998-10-14 Telemicroscopy
GB9822449 1998-10-14
EP99303070 1999-04-21
EP99303070 1999-04-21
EP99307555.5A EP0994433B2 (de) 1998-10-14 1999-09-24 Mikroskopie

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE69925084D1 DE69925084D1 (de) 2005-06-09
DE69925084T2 DE69925084T2 (de) 2006-06-29
DE69925084T3 true DE69925084T3 (de) 2017-12-28

Family

ID=34575692

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69925084.6T Expired - Lifetime DE69925084T3 (de) 1998-10-14 1999-09-24 Mikroskopie

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP0994433B2 (de)
DE (1) DE69925084T3 (de)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6847729B1 (en) 1999-04-21 2005-01-25 Fairfield Imaging Limited Microscopy
US6684087B1 (en) * 1999-05-07 2004-01-27 Openwave Systems Inc. Method and apparatus for displaying images on mobile devices
DE10031746A1 (de) 2000-06-29 2002-01-10 Leica Microsystems Verfahren und Anordnung zur Anpassung der Iateralen und zeitlichen Auflösung eines Mikroskopbildes
GB2383487B (en) 2001-12-18 2006-09-27 Fairfield Imaging Ltd Method and apparatus for acquiring digital microscope images
DE10225174A1 (de) * 2002-03-18 2003-10-16 Universitaetsklinikum Charite Virtuelles Mikroskop-Vorrichtung und Verfahren
GB2398196B (en) 2003-02-05 2005-06-01 Fairfield Imaging Ltd Microscope system and method
DE10348093A1 (de) * 2003-10-16 2005-05-19 Deutsche Telekom Ag Überwachungseinrichtung mit Videokameras
US20060038144A1 (en) * 2004-08-23 2006-02-23 Maddison John R Method and apparatus for providing optimal images of a microscope specimen
US7865007B2 (en) 2006-10-30 2011-01-04 Olympus Corporation Microscope system, observation method and observation program
DE602006011913D1 (de) * 2006-10-31 2010-03-11 Olympus Corp Mikroskopsystem, Beobachtungsverfahren und Beobachtungsprogramm
JP4296207B2 (ja) 2007-05-10 2009-07-15 日本分光株式会社 顕微測定装置
US20090102933A1 (en) * 2007-09-24 2009-04-23 Global Device Management Target Acquisition System
US20100315502A1 (en) * 2009-06-16 2010-12-16 Ikonisys, Inc. System and method for remote control of a microscope
ITPI20120027A1 (it) * 2012-03-22 2013-09-23 Visia Imaging S R L "un metodo per la realizzazione di una anteprima per l'identificazione di un preparato posto su di un vetrino attraverso l'acquisizione di immagini non contigue"
JP6106967B2 (ja) * 2012-06-04 2017-04-05 ソニー株式会社 情報処理装置、情報処理方法、プログラム及び画像表示装置
WO2013190420A1 (en) * 2012-06-19 2013-12-27 Koninklijke Philips N.V. Medical imaging display arrangement
DE102015222489B4 (de) 2015-11-13 2017-11-23 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. System zur Visualisierung von Bilddaten

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5216596A (en) * 1987-04-30 1993-06-01 Corabi International Telemetrics, Inc. Telepathology diagnostic network
US5793969A (en) * 1993-07-09 1998-08-11 Neopath, Inc. Network review and analysis of computer encoded slides
US5432871A (en) * 1993-08-04 1995-07-11 Universal Systems & Technology, Inc. Systems and methods for interactive image data acquisition and compression
DE19633997C1 (de) * 1996-08-23 1998-03-26 Univ Stuttgart Bildübertragende Objektfernuntersuchungseinrichtung
US6272235B1 (en) * 1997-03-03 2001-08-07 Bacus Research Laboratories, Inc. Method and apparatus for creating a virtual microscope slide
AU9476798A (en) * 1997-09-10 1999-03-29 Bellsouth Corporation Digital telepathology imaging system with bandwidth optimization and virtual focus control functions

Also Published As

Publication number Publication date
EP0994433B1 (de) 2005-05-04
EP0994433B2 (de) 2017-08-09
DE69925084T2 (de) 2006-06-29
EP0994433A1 (de) 2000-04-19
DE69925084D1 (de) 2005-06-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69925084T3 (de) Mikroskopie
DE69834564T2 (de) Verfahren und gerät zur erzeugung eines virtuellen mikroskopischen objektträgers
DE60023495T2 (de) Verfahren und vorrichtung zur bildübertragung mittels nicht kohärentem optischen faserbündel
USRE42220E1 (en) Microscopy
DE602004008681T2 (de) Mikroskop-System und Verfahren
DE60315953T2 (de) System und verfahren zur anzeige eines bildstroms
DE102005004383B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer bildgebenden Modalität
DE19544178B4 (de) Vorrichtung zum scannenden Digitalisieren von Bildvorlagen sowie Verfahren zu deren Betrieb
DE102006011707B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen einer strukturfreien fiberskopischen Aufnahme
DE10315242B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur realitätsnahen dreidimensionalen Bildgebung
EP1304653B1 (de) System und Verfahren zur Anzeige von Bildern
DE202009019204U1 (de) Röntgenerfassungssystem zur Erzeugung eines synthetisierten 2D-Mammogramms aus durch Tomosynthese rekonstruierten Bildern
DE10328874A1 (de) Verfahren und System zum Erleichtern der Auswahl von gespeicherten medizinischen Bildern
DE10156215A1 (de) Verfahren zur Verarbeitung medizinisch relevanter Daten
DE10065345A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Anzeige von Computertomographiedurchleuchtungsbildern mit einer über ein Netz bereitgestellten Datenübertragung
DE112012005484T5 (de) Bildverarbeitungsgerät, Bildverarbeitungssystem, Bildverarbeitungsverfahren und Bildverarbeitungsprogramm
EP2790408A1 (de) Verfahren zur komprimierten Speicherung von grafischen Daten
DE4108289A1 (de) Digitales echtzeit-radiographiesystem
DE10327294A1 (de) Verfahren zur Bildaufbereitung von Röntgenbildern sowie zugehörige Bildaufbereitungseinheit
DE69737394T2 (de) Sichtgerät
DE10224756B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung einer kombinierten Parameterkarte
DE60314711T2 (de) System und Verfahren zur Inspektion von Probenbildern
DE10128532A1 (de) Verfahren zum Ermitteln eines Datenkompressionsverfahrens
DE19932964A1 (de) Verfahren zum Bearbeiten von objektbezogenen Bilddaten und objektbezogenen Informationsdaten sowie Vorrichtung zur Bildaufnahme
DE10132697B4 (de) Synchronisation von Viewern in Computerprogrammen

Legal Events

Date Code Title Description
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: HAMAMATSU PHOTONICS K.K., HAMAMATSU, SHIZUOKA, JP

8328 Change in the person/name/address of the agent

Representative=s name: WEICKMANN & WEICKMANN, 81679 MUENCHEN

8363 Opposition against the patent