ES2647224T3 - Método y sistema para identificar portaobjetos de muestras biológicas usando impresiones únicas de portaobjetos - Google Patents

Abstract

Método (300) para identificar un soporte de muestras biológicas, que comprende: adquirir (310) una primera imagen microscópica (515) de una marca fiducial (16) sobre un soporte de muestras biológicas, en el que dicha marca fiducial contiene características únicas observables a nivel microscópico; adquirir (320) una segunda imagen microscópica (525) de una marca fiducial (16), en el que dicha marca fiducial contiene características únicas observables a nivel microscópico, en un momento posterior en el mismo lugar sobre un soporte de muestras biológicas; comparar (325) las imágenes microscópicas primera y segunda (515, 525), comprendiendo comparar píxeles de la primera imagen (515) y píxeles correspondientes de la segunda imagen (525) determinando diferencias de valores de intensidad de píxeles de la primera imagen (515) y valores de intensidad de píxeles correspondientes de la segunda imagen (525); y determinar (330) si las imágenes primera y segunda (515, 525) tienen la misma marca fiducial (16) del mismo soporte de muestras biológicas basado en la comparación, en el que dicha determinación (330) implica seleccionar valores de diferencia de intensidad que son mayores que un valor umbral de diferencia de intensidad; y determinar si los valores de diferencia de intensidad seleccionados cumplen un umbral de corte, en el que las imágenes primera y segunda (515, 525) tienen la misma marca fiducial (16) del mismo soporte de muestras biológicas si se cumple dicho umbral de corte.

Description

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DESCRIPCION

Método y sistema para identificar portaobjetos de muestras biológicas usando impresiones únicas de portaobjetos Campo de la invención

La presente invención se refiere a la obtención de imágenes y al análisis de muestras biológicas y, más en concreto, a la verificación de la identificación de un portaobjetos de muestras biológicas.

Antecedentes

En citología, se usa un sistema de obtención de imágenes automatizado para analizar material celular contenido en un portaobjetos u otro soporte de muestras biológicas. Por ejemplo, un sistema de obtención de imágenes podría usarse para ayudar a un citotécnico a analizar un portaobjetos de una citología vaginal. La preparación de un portaobjetos de citología vaginal implica raspar células del cuello uterino de una mujer y depositar esas células sobre un portaobjetos. El portaobjetos lo revisa después un citotécnico que examina el portaobjetos para detectar células cancerosas o precancerosas. Esta revisión se puede realizar de forma más rápida y precisa si un sistema de obtención de imágenes automatizado identifica primero objetos (parte de la muestra) sobre el portaobjetos que tengan alguna posibilidad o muchas posibilidades de ser cancerosos, y dirige la atención del citotécnico hacia esos objetos identificados.

La figura 1 generalmente ilustra un sistema conocido de obtención de imágenes automatizado 10 que se puede usar para analizar portaobjetos de citología vaginal y otros portaobjetos de muestras citológicas (generalmente ilustrados en la figura 2), disponibles en Hologic, Inc., 250 Campus Drive, Marlborough, MA 01752. En particular, el sistema 10 está configurado para generar imágenes y presentar una muestra biológica 12 colocada en un portaobjetos de microscopio 14. El sistema 10 incluye una estación de obtención de imágenes 20 que está configurada para obtener la imagen de la muestra 12 sobre el portaobjetos 14, que normalmente está contenida dentro de un cartucho (no se muestra en la figura 1) junto con otros portaobjetos. Durante el proceso de obtención de imágenes, los portaobjetos 14 se retiran de los cartuchos respectivos, se obtienen imágenes y se devuelven a los cartuchos en serie.

Una estación conocida de obtención de imágenes 20 incluye una cámara 22, un microscopio 24, una platina motorizada 26 y una fuente de luz 28. El portaobjetos 14 está montado en la platina motorizada 26, que escanea el portaobjetos 14 con respecto a la región de visualización del microscopio 24, mientras que la cámara 22 captura imágenes de varias regiones de la muestra 12. La platina motorizada 26 rastrea las coordenadas x-y de las imágenes a medida que son capturadas por la cámara 22. Las coordenadas x-y rastreadas por la platina 26 pueden medirse 10 con respecto a una o más marcas fiduciales 16a-c (generalmente, una marca fiducial 16) fijadas al portaobjetos 14. Una marca fiducial 16 puede ser un parche rectangular de pintura que se aplica al portaobjetos 14 usando métodos de serigrafía. Una esquina de la marca fiducial 16 se puede considerar como el emplazamiento de la marca 16.

Los datos de imagen 23 generados por la estación de obtención de imágenes 20 son procesados por un servidor 30 que incluye hardware y software adecuados (por ejemplo, uno o más procesadores 31-33) para seleccionar y almacenar objetos de interés identificados (OOI), que están dispuestos en Campos de Interés (FOI) de la muestra biológica captada 12. Los OOI pueden presentarse después a un citotécnico, que puede entonces revisarlos usando una o más estaciones de revisión 40A-C (generalmente denominada estación de revisión 40) que incluyen un microscopio 44 y un soporte de portaobjetos o platina motorizado 46. Durante el proceso de revisión, el portaobjetos 14 está montado en la platina motorizada 46, que mueve el portaobjetos 14 con respecto a la región de visualización del microscopio 44 en función del plan de enrutamiento y se obtiene una transformación de las coordenadas x-y de FOI a partir de la memoria 34. Las coordenadas del portaobjetos 14 determinadas durante el proceso de revisión se correlacionan con las coordenadas x-y del portaobjetos 14 durante el proceso de obtención de imágenes utilizando marcas fiduciales 16. La platina motorizada 46 se mueve de acuerdo con las coordenadas x-y transformadas de los FOI, según lo dictado por el plan de enrutamiento.

Por lo general, los portaobjetos se etiquetan con un número, un código de barras u otra identificación. Esta información de identificación la puede introducir manualmente un operario humano en un sistema de obtención de imágenes, o puede ser leída por una cámara de reconocimiento óptico de caracteres (OCR) o un lector de códigos de barras. En este último caso, el sistema de obtención de imágenes contendrá al menos dos dispositivos de obtención de imágenes. Un dispositivo de obtención de imágenes visualiza las características microscópicas del portaobjetos, por ejemplo, células. El otro dispositivo de obtención de imágenes visualiza el portaobjetos en un nivel macroscópico, para leer la información de identificación.

Un sistema de obtención de imágenes automatizado generalmente generará algunos datos asociados a cada portaobjetos que procesa. Estos datos pueden almacenarse o notificarse al operario. Es esencial que los datos estén asociados al portaobjetos correcto. Un sistema de obtención de imágenes puede diseñarse de manera que, durante el procesamiento del portaobjetos, el operario pueda retirar un primer portaobjetos que haya sido cargado en el sistema y reemplazarlo por un segundo portaobjetos. Sin embargo, si el sistema no puede detectar que el primer portaobjetos ha sido reemplazado por el segundo portaobjetos, el sistema puede asociar incorrectamente los

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datos del primer portaobjetos con los del segundo portaobjetos, y viceversa, y, por tanto, puede ser necesario descartar los datos.

Hay varias maneras diferentes en las que un sistema de obtención de imágenes puede detectar cuándo un portaobjetos ha sido reemplazado por otro portaobjetos. Algunos sistemas de obtención de imágenes automatizados incluyen un soporte de portaobjetos hecho a medida que incorpora un sensor de retirada de portaobjetos. Los sistemas también pueden incorporar un lector OCR o un escáner de códigos de barras para leer información de identificación del portaobjetos antes y después de ser procesado para asegurar que el portaobjetos no sea intercambiado por otro durante el procesamiento. Tales componentes personalizados, sin embargo, aumentan el coste y la complejidad de los sistemas de obtención de imágenes.

Además, algunas imágenes pueden no incluir un sensor de retirada de portaobjetos o un lector OCR o escáner de códigos de barras, por ejemplo, debido a problemas de coste, espacio y de integración. Con estos tipos de sistemas, puede resultar difícil confirmar que algunos datos están asociados a un portaobjetos particular y que un portaobjetos no ha sido intercambiado por otro durante el procesamiento.

El documento US2005019796 A1 describe un sistema y un método para el reconocimiento de imágenes que puede incluir el uso de marcadores de alineación.

El documento US5919553 A describe un portaobjetos de microscopio que tiene una placa de vidrio, un revestimiento de superficie de marcado en un área de la placa de vidrio y marcas formadas mediante grabado de partes del revestimiento de superficie de marcado. El revestimiento de superficie de marcado puede comprender un material de resina epoxídica, un material cerámico o cualquier otra sustancia que pueda fijarse como una capa sobre una superficie de vidrio. Las marcas pueden incluir marcas legibles por máquina, marcas legibles por el ser humano o tanto marcas legibles por máquina como marcas legibles por el ser humano. Para producir marcas precisas y de alta calidad, se puede usar un láser dirigido por un controlador de ordenador para grabar las partes del revestimiento de superficie de marcado.

El documento US2007238954 A1 describe un método para crear una superposición de diferencias de imagen que comprende identificar un bucle de imágenes de referencia de un sujeto e identificar un bucle de imágenes de datos del sujeto.

Breve descripción de la invención

La invención se refiere a un método (300) para identificar un soporte de muestras biológicas, tal como se define además en la reivindicación 1 adjunta. La invención se refiere además a un sistema de procesamiento de muestras biológicas (1000), tal como se define además en la reivindicación 16 adjunta.

Breve descripción de los dibujos

A continuación, se hace referencia a los dibujos en los que los números de referencia similares representan partes correspondientes en todo el documento y en los que:

La figura 1 ilustra un sistema de cribado biológico conocido;

La figura 2 ilustra un portaobjetos de microscopio conocido que porta una muestra biológica y que tiene marcas fiduciales;

La figura 3 es un organigrama de un método para identificar un portaobjetos que usa características únicas de portaobjetos de acuerdo con una realización;

La figura 4 es un organigrama de un método para hacer coincidir y analizar imágenes de marcas fiduciales u otras características únicas de portaobjetos;

La figura 5A generalmente ilustra una primera imagen de una esquina de una marca fiducial;

La figura 5B generalmente ilustra una segunda imagen de una esquina de una marca fiducial;

La figura 5C ilustra las imágenes primera y segunda que se muestran en las figuras 5A-B superpuestas una a la otra y que no coinciden bien;

La figura 5D ilustra las imágenes primera y segunda que se muestran en las figuras 5A-B que coinciden bien;

La figura 6A ilustra un ejemplo de imágenes que coinciden primera y segunda de la misma marca fiducial y una imagen de diferencia observable en las realizaciones y que muestra que las imágenes primera y segunda casi coinciden, aunque no perfectamente;

La figura 6B ilustra un ejemplo de imágenes que coinciden primera y segunda de marcas fiduciales diferentes y diferencias resultantes observables en las realizaciones;

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La figura 6C ilustra otro ejemplo de imágenes que coinciden primera y segunda de diferentes marcas fiduciales y diferencias evidentes observables en las realizaciones;

La figura 7A generalmente ilustra la coincidencia de imágenes primera y segunda y una segunda imagen que debe moverse hacia la izquierda y hacia abajo para reducir o eliminar una desviación positiva x y una desviación negativa y;

La figura 7B generalmente ilustra la coincidencia de imágenes primera y segunda y una segunda imagen que debe moverse hacia la derecha y hacia abajo para reducir o eliminar 25 una desviación x negativa y una desviación negativa y;

La figura 8A ilustra una configuración de marca fiducial alternativa que puede utilizarse en realizaciones como impresiones únicas de portaobjetos;

La figura 8B ilustra un portaobjetos de muestras que tiene una pluralidad de marcas fiduciales, como se muestra en la figura 8A de acuerdo con una realización;

La figura 8C ilustra otra configuración de marca fiducial alternativa que puede utilizarse en realizaciones como impresiones únicas;

La figura 9 ilustra un portaobjetos de muestras que tiene una sección esmerilada que se puede usar como impresión única de acuerdo con otra realización;

La figura 10 ilustra en general componentes de un sistema integrado de obtención de imágenes / revisión de muestras biológicas en el que pueden implementarse realizaciones; y

La figura 11 ilustra además componentes de un sistema integrado de obtención de imágenes / revisión de muestras biológicas en el que pueden implementarse realizaciones.

Descripción detallada de realizaciones ilustradas

Las realizaciones se refieren a sistemas y métodos que comparan imágenes de portaobjetos de microscopio u otros soportes de muestras biológicas (generalmente denominados «portaobjetos») a fin de determinar si las imágenes son del mismo portaobjetos. Una aplicación de las realizaciones es determinar si un operario ha reemplazado un primer portaobjetos por un segundo portaobjetos mientras se está usando un sistema de obtención de imágenes para analizar un portaobjetos. Las realizaciones proporcionan estas ventajas y posibilidades sin la necesidad de un sensor independiente incorporado en el soporte de portaobjetos o de un dispositivo de obtención de imágenes macroscópicas tal como un dispositivo OCR para leer una etiqueta en el portaobjetos. Otros aspectos de las realizaciones se describen con referencia también a las figuras 3 a 11.

Con referencia a la figura 3, un método 300 de acuerdo con una realización tiene por objeto identificar un portaobjetos 14 en base a características únicas del portaobjetos 14 o de la muestra 12. En la etapa 305, se carga un portaobjetos 14 en un sistema de obtención de imágenes. Por ejemplo, el sistema de obtención de imágenes puede incluir un soporte de portaobjetos en una platina de microscopio motorizada, y un operario humano puede cargar el portaobjetos 14 en el soporte de portaobjetos.

En la etapa 310, el sistema de obtención de imágenes adquiere imágenes de varios emplazamientos diferentes en el portaobjetos 14 que contienen características únicas observables a nivel microscópico. La etapa 310 implica la adquisición de imágenes microscópicas de una o más marcas fiduciales o marcas de pintura 16 que se depositaron sobre el portaobjetos 14, por ejemplo, mediante serigrafía (como se ilustra generalmente en la figura 2). Los procesos de serigrafía utilizados para este fin forman marcas fiduciales 16 que varían del portaobjetos 14 al 10 portaobjetos 14 cuando se observan a nivel microscópico y, por tanto, proporcionan características únicas a nivel microscópico. Un sistema de obtención de imágenes puede adquirir imágenes de estas marcas fiduciales 16 como parte de su procesamiento normal, por ejemplo, con fines de coincidencia. Las realizaciones, sin embargo, utilizan marcas fiduciales 16 e imágenes de las mismas de una manera nueva con fines de identificación de portaobjetos.

En la etapa 315, se realiza algún tipo de análisis en la muestra 12 y puede implicar el cribado automático y la revisión por un operario humano o ambos, cuyo resultado es la generación de datos que se van a asociar a un portaobjetos 14. Por ejemplo, el sistema de obtención de imágenes puede adquirir imágenes de la muestra 12 y medir características de las células o de otro material biológico. Como ejemplo adicional, un operario puede usar el sistema de obtención de imágenes para revisar emplazamientos en el portaobjetos 14 que un sistema de obtención de imágenes automatizado ha identificado previamente como que requiere una revisión y un análisis humano adicionales. En este caso, el sistema de obtención de imágenes puede registrar el hecho de que el operario ha visualizado cada uno de los emplazamientos previamente identificados. Durante el uso normal, un operario normalmente no reemplazaría el portaobjetos 14 por otro durante este análisis, pero cabría la posibilidad de hacerlo por error, especialmente si el operario es interrumpido durante el proceso de revisión de un portaobjetos 14.

En la etapa 320, el sistema de obtención de imágenes vuelve a los emplazamientos de la etapa 310 y adquiere un nuevo conjunto de imágenes de las características únicas de portaobjetos 14, por ejemplo, un nuevo conjunto de

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imágenes microscópicas de las mismas regiones de una o más marcas fiduciales 16. En la etapa 325, cada imagen del primer conjunto de imágenes adquiridas en la etapa 310 se compara con imágenes correspondientes del segundo conjunto de imágenes adquiridas en la etapa 325 para determinar si los conjuntos de imágenes son del mismo portaobjetos en la etapa 330.

Si las imágenes no coinciden, se puede determinar que el operario ha reemplazado el portaobjetos 14 por otro portaobjetos 14 durante el procesamiento, y el sistema de obtención de imágenes puede descartar los datos porque no se puede determinar a qué portaobjetos 14 se deben asociar los datos. En esta etapa, el operario también podría ser informado de que los datos han sido descartados. De lo contrario, si las imágenes microscópicas de las marcas fiduciales 16 coinciden o coinciden sustancialmente, entonces puede determinarse que un portaobjetos 14 no ha sido reemplazado por otro portaobjetos durante la etapa 315, y los datos asociados al portaobjetos 14 pueden almacenarse en una memoria.

De acuerdo con una realización, según se muestra en la figura 2, la muestra biológica 12 se prepara sobre un portaobjetos de microscopio de vidrio 14 que incluye tres marcas de pintura cuadradas o marcas fiduciales 16a-c (generalmente marca fiducial 16) que usa el sistema de obtención de imágenes para determinar la orientación del portaobjetos 14. El proceso de serigrafía utilizado para aplicar estas tres marcas fiduciales 16 da como resultado una variabilidad entre portaobjetos cuando se observa a escala microscópica. Las realizaciones utilizan de manera ventajosa estas características únicas de portaobjetos 14 para verificar datos de portaobjetos y determinar si un portaobjetos se ha intercambiado por otro portaobjetos.

Las realizaciones pueden implicar comparar imágenes de una única marca fiducial 16, imágenes de dos marcas fiduciales 16a-b, imágenes de tres marcas fiduciales 16a-c, o diferente número de marcas fiduciales 16n según sea necesario. Las comparaciones que implican un mayor número de marcas fiduciales 16 pueden dar como resultado comparaciones e identificaciones de portaobjetos más precisas.

Con referencia a la figura 4, un método 400 de acuerdo con una realización tiene por objeto identificar un portaobjetos 14 y procesar y comparar imágenes del mismo emplazamiento de un portaobjetos 14 que se adquirieron en momentos diferentes. Según una realización, cada imagen es una imagen microscópica de una esquina de una marca fiducial 16. A menos que el portaobjetos 14 se sustituya por otro entre la adquisición de la primera imagen y la segunda, las dos imágenes son de la misma marca fiducial 16.

En la etapa 405, se hace que coincidan las imágenes primera y segunda de esquinas de marca fiducial 16. Por ejemplo, la etapa 405 puede implicar determinar un vector según el cual debe trasladarse la segunda imagen moviendo la platina para hacer que la segunda imagen se alinee en la mayor medida posible con la primera imagen. La etapa 405 corrige cualquier cambio en el movimiento de platina y garantiza, si las imágenes son de la misma marca, que cada característica de la marca fiducial esté ahora casi en las mismas coordenadas de imagen que en la primera imagen y en la segunda imagen. Las figuras 5A-D ilustran un ejemplo de coincidencia de imágenes con más detalle.

La figura 5A ilustra una primera imagen 515 de una esquina de una marca fiducial 16 que es una marca fiducial cuadrada 510, y la figura 5B ilustra una segunda imagen 525 de una marca fiducial 16 que es una marca fiducial cuadrada 520. Los bordes de las marcas fiduciales 510, 520 son ligeramente irregulares. La figura 5C ilustra las imágenes 510, 520 que se han superpuesto y se solapan parcialmente entre sí. Las esquinas de las marcas fiduciales 510, 520 están en emplazamientos diferentes en las dos imágenes 515, 525 de manera que están desalineadas en esta superposición. En la figura 5D, la primera imagen 515 se ha trasladado 25 hacia abajo y hacia la derecha, de modo que las esquinas de marca fiducial 510, 520 están sustancialmente alineadas entre sí.

No importa hasta qué punto coinciden dos imágenes 515, 525, no coincidirán perfectamente. Una imagen puede estar desplazada de otra una fracción de píxel, y la mayoría de los métodos de coincidencia de imágenes solo garantizarán que las dos imágenes estén a solo medio píxel de estar perfectamente alineadas. Además, debido al ruido en el sensor de cámara, la mayoría de los valores de píxel variarán de una imagen a otra. Por tanto, normalmente habrá alguna diferencia entre las dos imágenes 515, 525.

Con referencia de nuevo a la figura 4, en la etapa 410, cada píxel de la primera imagen 515 se compara con el píxel correspondiente de la segunda imagen alineada 525. Esto se puede hacer, por ejemplo, calculando la diferencia entre el valor de cada píxel en la primera imagen 515 y el valor del píxel en el mismo emplazamiento en la segunda imagen 525, y añadiendo juntos los cuadrados de todos los valores de diferencia. En una realización, esta suma de errores cuadráticos se divide por la longitud estimada de la parte del borde de marca fiducial que es visible en las imágenes, para producir una medición de error por unidad de longitud. En otra realización, la suma se divide en cambio por el área total de la imagen, para producir una medición que no dependa del tamaño de imagen. En otra realización, la diferencia entre dos imágenes 515, 525 se mide tomando la suma de cuadrados de solo aquellas diferencias que tengan un valor absoluto mayor que un umbral, por ejemplo, 20 valores de gris. Las determinaciones de diferencia que utilizan un valor umbral pueden aumentar la precisión de la medición de diferencia, ya que las diferencias de solo unos pocos valores de gris pueden deberse al ruido de la cámara.

En la etapa 415, la determinación de diferencia con la etapa 410 se compara con un umbral. Por ejemplo, dos imágenes 515, 525 podrían considerarse diferentes si el error cuadrático medio es mayor que un valor determinado.

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Si se sobrepasa un umbral, 25 entonces en la etapa 420 se determina que las imágenes 515, 525 son de diferentes marcas y, por tanto, se determina que los portaobjetos son portaobjetos diferentes. De vez en cuando, se cometerán errores en esta determinación, aunque muy infrecuentemente, especialmente si se comparan imágenes 515, 525 de múltiples marcas fiduciales. Una manera de comparar imágenes de marcas fiduciales 515, 525 se ilustra con más detalle en las figuras 6A-D.

La figura 6A ilustra generalmente un ejemplo en el que las imágenes primera y segunda 515, 525 están casi alineadas, aunque no perfectamente. En el ejemplo ilustrado, la primera imagen 515 incluye una esquina 610 de una marca fiducial, que aparece oscura porque bloquea la transmisión de casi toda la luz. La esquina de marca fiducial 610 está rodeada por un espacio vacío 612, que es el vidrio del portaobjetos sin objetos presentes sobre el mismo para bloquear la luz y es brillante. Asimismo, la segunda imagen 525 contiene una esquina de marca fiducial 620 rodeada de un espacio vacío 622.

La resta de las dos imágenes, es decir, la resta del valor de cada píxel de la segunda imagen del píxel correspondiente de la primera imagen da como resultado una imagen 600, en la que algunos píxeles tienen valores negativos (mostrados como píxeles oscuros), algunos tienen valores positivos (píxeles claros) y la mayoría están cerca de cero (píxeles grises). La resta de imágenes es un método conocido utilizado en el procesamiento de imágenes y, por tanto, no se describe con más detalle.

Con respecto a la marca en la primera imagen 515 de la esquina de marca fiducial 610, la esquina de marca fiducial 620 en la segunda imagen 525 está colocada ligeramente hacia arriba y a la derecha. Debido a esta colocación, los píxeles del lado derecho de la marca tienen un valor mayor (es decir, son más brillantes) en la primera imagen que en la segunda imagen, dando esto como resultado la franja de píxeles con valores positivos 604 en la imagen de diferencia 600. De manera similar, hay una fila de valores negativos 606 en la parte inferior de la imagen de diferencia 600 porque algunos píxeles en la parte inferior de la marca son más brillantes en la segunda 25 imagen que en la primera imagen. Estas diferencias demuestran que las imágenes 515, 525 no están bien alineadas.

Las figuras 6C-D muestran ejemplos en los que se ha hecho que una primera imagen 515 y una segunda imagen 525 coincidan en la mayor medida posible, aunque todavía hay grandes diferencias entre las dos imágenes 515, 525 porque son de diferentes marcas fiduciales 510, 520. Las diferencias entre las marcas fiduciales en figura 6D son mucho mayores que las diferencias en figura 6C, aunque en ambos casos estas diferencias son aún considerables y sirven como base para determinar que las imágenes primera y segunda son imágenes de diferentes marcas fiduciales.

Con referencia a figura 6D, cualquier área de diferencias positivas 604 en el lado derecho de la imagen de diferencia 600 podría eliminarse desplazando la segunda imagen 525 a la izquierda antes de restar. Esto podría hacer que los píxeles del borde se alineen en esa región particular, pero como resultado de ello, otras partes del borde estarán aún peor alineadas. De forma similar, las regiones con diferencias negativas 606 en el lado derecho podrían eliminarse desplazando la segunda imagen 525 hacia la derecha. En cierto sentido, cada píxel positivo en el lado derecho está «votando» para que la segunda imagen 525 se desplace hacia la izquierda; cada pixel negativo, para que se desplace hacia la derecha. Si el número de «votos» para cada dirección es aproximadamente igual, las dos imágenes se alinean lo mejor que pueden.

Según una realización, cuando la esquina de marca fiducial está en la parte superior izquierda de la imagen, la coincidencia de imágenes puede realizarse paso a paso examinando los valores de diferencia a lo largo del lado derecho y la parte inferior de la imagen, y desplazando la segunda imagen en función de si hay más píxeles negativos que positivos. Debe entenderse que se puede usar el mismo método, independientemente de qué esquina de la imagen se llene con la marca, aunque la esquina superior izquierda se elige aquí como un ejemplo de cómo pueden implementarse las realizaciones.

Las figuras 7A-B ilustran con más detalle ejemplos de coincidencia paso a paso. En los ejemplos ilustrados, cada imagen de diferencia está dividida por una línea de referencia 705 dibujada en un ángulo de 45 grados. Esta línea de 45 grados 705 separa píxeles del borde inferior de la marca fiducial de los píxeles del borde derecho de la marca. En primer lugar, se pueden examinar todos los píxeles por encima de la línea, contabilizándose el número de píxeles sustancialmente 5 por encima de cero y significativamente por debajo (730, 720). La diferencia de estos valores se denomina en la figura «xBias». De manera similar, se pueden examinar píxeles por debajo de la línea y se puede contabilizar el número de píxeles significativamente por debajo o por encima de cero (730, 720). La diferencia entre estos conteos es el «yBias».

En la figura 7A, por ejemplo, la esquina de la marca fiducial 510 en la primera imagen 515 está a la izquierda, y por debajo, de la esquina de la marca fiducial 520 en la segunda imagen 525, de manera similar a las marcas fiduciales en figura 6A. Cuando se restan las imágenes, una región 730 del lado derecho de la imagen de diferencia es positiva, y una región 740 de la parte inferior es negativa. La línea 705 divide el borde inferior de la marca del lado derecho. El recuento del número de píxeles negativos y positivos por encima de 15 y por debajo de esta línea 705 proporciona un xBias positivo y un yBias negativo, lo que significa que la segunda imagen se debe desplazar hacia abajo y hacia la izquierda para alinearse con la primera.

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En una realización, este desplazamiento se puede hacer un ancho de píxel cada vez hasta que las desviaciones en ambos ejes sean de casi cero. Como alternativa más eficiente, la distancia para desplazar la imagen podría estimarse a partir de la magnitud de las desviaciones.

Aunque se han descrito varias figuras en lo que se refiere al traslado de la segunda imagen para que coincida con la primera, la primera imagen también se podría trasladar de la misma manera para alinearla con la primera. Además, este traslado se puede realizar simplemente almacenando el vector de traslación y añadiéndolo a cada conjunto de coordenadas de la primera imagen para obtener las coordenadas correspondientes en la segunda imagen. Por tanto, este traslado no implica necesariamente una modificación de los datos de imagen.

Además, aunque las realizaciones se describen con referencia a ciertas técnicas de coincidencia de imágenes, se debe entender que también se pueden utilizar otros métodos de coincidencia. En consecuencia, los métodos de coincidencia ejemplares descritos con referencia a varias figuras se proporcionan como ejemplos de cómo pueden implementarse las realizaciones. Además, aunque las realizaciones se describen con referencia a una marca fiducial única 16, se pueden aplicar las mismas técnicas a múltiples marcas fiduciales en cada portaobjetos.

Por tanto, con las realizaciones, una primera imagen 515 de una marca fiducial 510 se puede comparar con una segunda imagen 525 adquirida en un momento posterior y en el mismo emplazamiento de portaobjetos, para determinar si el operario ha reemplazado el primer portaobjetos por un segundo portaobjetos en el período de tiempo entre el momento en el que se adquirió la primera imagen 515 y el momento en el que se adquirió la segunda imagen 525. Por tanto, las realizaciones proporcionan una protección contra la asociación de datos con el portaobjetos incorrecto. Estos beneficios se logran sin el uso de un sensor de portaobjetos integrado, cámara OCR o escáner de códigos de barras, como se requiere en varios sistemas conocidos. Además, las realizaciones son muy adecuadas para sistemas que ya adquieren imágenes de marcas fiduciales 16 para fines de calibración ya que las realizaciones se pueden aprovechar en tales sistemas y mejorarlos. De ese modo, las realizaciones utilizan de manera ventajosa marcas fiduciales 16 de una nueva manera, y en un modo que no está relacionado con su uso de calibración habitual, para identificar portaobjetos y determinar si un portaobjetos se ha intercambiado por otro portaobjetos.

Además, dadas las imágenes primera y segunda 515, 525 que pueden ser o no de la misma marca fiducial, se estima que las realizaciones descritas anteriormente casi nunca etiquetarán de manera equivocada dos imágenes de la misma marca como marcas diferentes o viceversa, por ejemplo, menos de una vez en mil veces. Si se comparan tres marcas fiduciales en el portaobjetos, se estima que la posibilidad de que se pase por alto un intercambio de portaobjetos, o de que el sistema piense que un portaobjetos es diferente cuando no lo es, es de menos de una en mil millones. Este es un grado de precisión lo suficientemente alto como para hacer que este método sea factible para detectar la retirada de portaobjetos.

Aunque las realizaciones se describen con referencia a marcas fiduciales convencionales 16 que tienen forma de rectángulo o cuadrado sólido, las realizaciones se pueden implementar usando marcas con otras formas, tamaños y configuraciones. Por ejemplo, con referencia a las figuras 8A-C, una o más marcas fiduciales 816a-c podrían comprender cuatro marcas más pequeñas 805 dispuestas en un cuadrado o un anillo 820 con un centro hueco. Estas realizaciones dejarían visible un borde más largo en el campo de visión de la cámara, proporcionando así más características para usar en la comparación.

También se pueden implementar realizaciones comparando las imágenes primera y segunda 515, 525 de otras formas alternativas. En una realización alternativa, con referencia a la figura 9, se podrían adquirir las imágenes 515, 525 de la sección esmerilada 905 de un portaobjetos 14. Algunas regiones de la sección esmerilada 905 transmitirán más luz que otras y también son visibles burbujas microscópicas. La sección esmerilada 905 del portaobjetos 14 se usa generalmente como una superficie de escritura para marcar un portaobjetos, o como el lugar donde se fija una etiqueta, aunque las realizaciones pueden utilizar la sección esmerilada 905 de una nueva manera examinando las características microscópicas de la capa de pintura para identificar portaobjetos y determinar si un portaobjetos se ha intercambiado por otro portaobjetos.

Otras realizaciones se pueden implementar obteniendo imágenes de otras características únicas del portaobjetos. Estas características únicas se pueden aplicar o fijar a un portaobjetos, o integrar, embeber o grabar en el portaobjetos. En consecuencia, las marcas fiduciales y la sección esmerilada descritas anteriormente se proporcionan como ejemplos ilustrativos de cómo se pueden implementar realizaciones utilizando características de un portaobjetos de una manera que difiere de su uso previsto y normal.

Además, se pueden implementar realizaciones en varios sistemas de obtención de imágenes. Por ejemplo, las figuras 10 y 11 generalmente ilustran un sistema de microscopio integrado de obtención de imágenes / revisión 1000 en el que pueden implementarse realizaciones. Con el sistema 1000 mostrado en la figura 10, se puede usar el mismo microscopio para obtener imágenes y para la posterior revisión de muestras biológicas 12, un portaobjetos 14 cada la vez. El sistema 1000 está configurado para que pase luz de una fuente de luz 28, a través de la muestra biológica 12 y una lente de objetivo 1005 hasta un divisor de haz 1010, que dirige luz en una primera dirección 1011 a través de una lente ocular 1015 para que sea revisada por un técnico, y en una segunda dirección 1012, a través de otra lente 1020, para una cámara digital 1030 y un procesador 1040 que adquiere y procesa imágenes adquiridas por la cámara digital para seleccionar OOI para su revisión por el citotécnico. La figura 11 ilustra con más detalle una

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manera en la que se puede implementar un sistema integrado de obtención de imágenes / revisión 1000. Pueden implementarse realizaciones como software, hardware o una combinación de hardware y software, por ejemplo, como parte del procesador 1040 o un procesador o memoria independientes.

Un ejemplo de una estación integrada de reproductor de imágenes / revisión 1000 en la que pueden implementarse 5 realizaciones, permite la obtención de imágenes y la revisión de un portaobjetos 14 por parte de un operario (por ejemplo, como un sistema de obtención de imágenes / revisión de escritorio), un portaobjetos 14 cada vez. Las realizaciones son particularmente adecuadas para su uso con la platina de microscopio 26 de sistemas que no incluyen un sensor integrado para determinar cuándo se ha retirado un portaobjetos 14 de la platina 26 y es utilizado por un usuario. Si un usuario no informa al sistema que se ha colocado un nuevo portaobjetos 14 en la platina 26, el 10 usuario será llevado a emplazamientos FOI de un portaobjetos anterior 14.

Con las realizaciones, las imágenes 510, 520 de marcas fiduciales pueden analizarse para determinar si las imágenes 510, 520 son imágenes de la misma marca fiducial 16 (si cada imagen 510, 520 incluye una sola marca fiducial) o de las mismas marcas fiduciales 16a-n (por ejemplo, si cada imagen 510, 520 incluye tres marcas fiduciales 16a-c, como se muestra en la figura 8). Este análisis se realiza para determinar si el mismo portaobjetos 15 14 estaba sobre la platina 26 cuando se adquirieron las imágenes 510, 520, y si el usuario no cambió 5 el

portaobjetos 14, o si las imágenes 510, 520 son imágenes de diferentes marcas fiduciales 16 y de portaobjetos de muestras, lo que indica que el usuario ha cambiado el portaobjetos por otro portaobjetos.

Claims (19)

1. 5

   10

   15

   20

   25

   30

   35

   40

   45

   REIVINDICACIONES

   1. Método (300) para identificar un soporte de muestras biológicas, que comprende:

   adquirir (310) una primera imagen microscópica (515) de una marca fiducial (16) sobre un soporte de muestras biológicas, en el que dicha marca fiducial contiene características únicas observables a nivel microscópico;

   adquirir (320) una segunda imagen microscópica (525) de una marca fiducial (16), en el que dicha marca fiducial contiene características únicas observables a nivel microscópico, en un momento posterior en el mismo lugar sobre un soporte de muestras biológicas;

   comparar (325) las imágenes microscópicas primera y segunda (515, 525), comprendiendo

   comparar píxeles de la primera imagen (515) y píxeles correspondientes de la segunda imagen (525) determinando diferencias de valores de intensidad de píxeles de la primera imagen (515) y valores de intensidad de píxeles correspondientes de la segunda imagen (525); y

   determinar (330) si las imágenes primera y segunda (515, 525) tienen la misma marca fiducial (16) del mismo soporte de muestras biológicas basado en la comparación,

   en el que dicha determinación (330) implica seleccionar valores de diferencia de intensidad que son mayores que un valor umbral de diferencia de intensidad; y

   determinar si los valores de diferencia de intensidad seleccionados cumplen un umbral de corte,

   en el que las imágenes primera y segunda (515, 525) tienen la misma marca fiducial (16) del mismo soporte de muestras biológicas si se cumple dicho umbral de corte.
2. 2. Método según la reivindicación 1, antes de adquirir la segunda imagen, comprendiendo además el método:

   analizar (315) una muestra biológica sobre el soporte de muestras biológicas que tiene la marca fiducial (16) en la primera imagen, en el que el análisis de la muestra biológica comprende adquirir una imagen de la muestra biológica, y

   seleccionar partes de la imagen adquirida de la muestra biológica.
3. 3. Método según la reivindicación 2, en el que se determina que las imágenes primera y segunda son imágenes de la misma marca fiducial (16) del mismo soporte de muestras biológicas, comprendiendo además el método almacenar en una memoria datos asociados a las partes seleccionadas de la imagen adquirida de la muestra biológica.
4. 4. Método según la reivindicación 1, comprendiendo además la determinación de diferencias de valores de intensidad:

   generar una imagen de diferencia, representando cada píxel de la imagen de diferencia (600) una diferencia entre una intensidad de un píxel de la primera imagen y una intensidad de un píxel correspondiente de la segunda imagen.
5. 5. Método según la reivindicación 4, que comprende, además:

   seleccionar píxeles en la imagen de diferencia (600) para los que los valores de intensidad de pixel son mayores que un valor umbral de diferencia de intensidad predeterminado; y

   determinar si los valores de intensidad de píxeles seleccionados cumplen un umbral de corte.
6. 6. Método según la reivindicación 1, en el que la primera imagen (515) comprende una primera pluralidad de marcas fiduciales (16) sobre el soporte de muestras biológicas, la segunda imagen (525) comprende una segunda pluralidad de marcas fiduciales (16) sobre el soporte de muestras biológicas, comprendiendo el método:

   determinar si las imágenes primera y segunda (515, 525) son de la misma pluralidad de marcas fiduciales del mismo soporte de muestras biológicas en base a la comparación de las imágenes primera y segunda (515, 525).
7. 7. Método según la reivindicación 6, en el que la primera imagen (515) comprende al menos tres marcas fiduciales (16a-c), y en el que la segunda imagen (525) comprende al menos tres marcas fiduciales (16a-c).
8. 8. Método según la reivindicación 1, en el que la comparación de las imágenes primera y segunda (515, 525) comprende:

   seleccionar regiones en cada una de las imágenes primera y segunda (515, 525) que incluyan solo una parte de un borde de la marca fiducial (510, 520); y

   5

   10

   15

   20

   25

   30

   35

   40

   45

   comparar las partes del borde de la marca fiducial (510, 520) en cada una de las regiones seleccionadas para determinar si las partes corresponden a una marca fiducial común.
9. 9. Método según la reivindicación 8, en el que las partes del borde de la marca fiducial (510, 520) corresponden a una esquina de la marca fiducial (610, 620).
10. 10. Método según la reivindicación 8, que comprende además alinear las regiones seleccionadas antes de comparar las partes del borde de la marca fiducial (510, 520).
11. 11. Método según la reivindicación 8, en el que la comparación comprende determinar una medición de error por unidad de longitud entre las regiones seleccionadas, correspondiendo la longitud a una longitud de las partes del borde de la marca fiducial (510, 520) en las regiones seleccionadas.
12. 12. Método según la reivindicación 8, en el que la comparación comprende determinar una medición de error por unidad de área entre las regiones seleccionadas, correspondiendo el área a un área de las imágenes primera y segunda (515, 525).
13. 13. Método según la reivindicación 8, en el que la comparación comprende, para cada píxel en la primera imagen (515), determinar una diferencia entre una intensidad del píxel en la primera imagen (515) y una intensidad de un píxel correspondiente en la segunda imagen (525).
14. 14. Método según la reivindicación 13, que comprende, además:

    determinar una suma de cuadrados de cada una de las diferencias de intensidad de píxel;

    comparar la suma de cuadrados de las diferencias de intensidad de píxel con un valor umbral distinto de cero; e

    identificar las imágenes primera y segunda como correspondientes a diferentes soportes de muestras biológicas si la suma de cuadrados de las diferencias de intensidad de píxel sobrepasa el valor umbral.
15. 15. Método según la reivindicación 1, que comprende además hacer coincidir las imágenes primera y segunda de modo que las imágenes primera y segunda estén sustancialmente alineadas entre sí.
16. 16. Sistema de procesamiento de muestras biológicas (1000), que comprende un aparato de obtención de imágenes y de revisión de muestras biológicas combinado, en el que el aparato comprende una fuente de luz (28), una cámara digital (1030) y un procesador (1040) configurado para procesar imágenes adquiridas por la cámara digital (1030), estando además configurado el aparato para:

    adquirir una primera imagen microscópica (515) de una marca fiducial (16) sobre un soporte de muestras biológicas, en el que dicha marca fiducial contiene características únicas observables a nivel microscópico,

    adquirir una segunda imagen microscópica (525) de una marca fiducial (16), en el que dicha marca fiducial contiene características únicas observables a nivel microscópico, en un momento posterior en el mismo lugar sobre un soporte de muestras biológicas,

    comparar las imágenes microscópicas primera y segunda (515, 525), comprendiendo las etapas de:

    hacer coincidir las imágenes primera y segunda (515, 525) para que las imágenes primera y segunda (515, 525) estén sustancialmente alineadas entre sí, y

    comparar píxeles de la primera imagen (515) y píxeles correspondientes de la segunda imagen (525) determinando diferencias de valores de intensidad de píxeles de la primera imagen (515) y valores de intensidad de píxeles correspondientes de la segunda imagen (525); y

    determinar si las imágenes primera y segunda (515, 525) son de la misma marca fiducial (16) del mismo soporte de muestras biológicas en base a la comparación,

    en el que dicha determinación (330) implica seleccionar valores de diferencia de intensidad que sean mayores que un valor umbral de diferencia de intensidad; y

    determinar si los valores de diferencia de intensidad seleccionados cumplen un umbral de corte,

    en el que las imágenes primera y segunda (515, 525) tienen la misma marca fiducial (16) del mismo soporte de muestras biológicas si se cumple dicho umbral de corte.
17. 17. Sistema según la reivindicación 16, en el que el aparato está configurado para comparar una primera imagen (515) de una pluralidad de marcas fiduciales (16) y una segunda imagen (525) de una pluralidad de marcas fiduciales (16).
18. 18. Sistema según la reivindicación 16, incluyendo el aparato una memoria, en el que el aparato está configurado para adquirir una imagen de una muestra biológica, seleccionar partes de la imagen adquirida y almacenar datos

    10

    asociados a las partes seleccionadas en la memoria si se determina que las imágenes primera y segunda de marca fiducial son imágenes de la misma marca fiducial del mismo soporte de muestras biológicas.
19. 19. Sistema según la reivindicación 16, en el que el sistema se implementa como una combinación de hardware y software, incluyendo en particular un procesador o memoria independiente.