JP6997312B2 - カラーモニタ設定の更新 - Google Patents

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関連出願の相互参照
本出願は、２０１７年１１月３０日に提出された米国仮特許出願第６２／５９３，０８３号の優先権を主張するものであり、完全に記載されているかのように参照により本明細書に組み込まれる。

本発明は、一般に、デジタル病理学に関し、より詳細には、デジタル病理画像データを表示するために使用されるカラーモニタのキャリブレーションおよび特性評価に関する。

デジタル病理学は、物理スライドから生成された情報の管理を可能にするコンピュータ技術によって可能になる画像ベースの情報環境である。デジタル病理学は、物理的なスライドガラス上で試料を走査し、コンピュータモニタ上で保存、表示、管理、および分析できるデジタルスライド画像を作成する、仮想顕微鏡法によって部分的に可能となる。スライドガラスを画像化する機能により、デジタル病理学の分野は急激に拡大し、現在、癌などの重要な疾患のより良く、より速く、より安価な診断、予後および予測を実現するための、診断医学の最も有望な手段の１つと見なされている。

カラーモニタでデジタル病理画像データを表示することは、診断医学の重要な側面である。しかし、カラーモニタの色の設定は、時折誤ってまたは意図的に変更され得る。例えば、カラーモニタのユーザが、誤ってまたは意図的にカラーモニタの設定を変更し得る。あるいは、特定のコンピュータプログラムが、カラーモニタの設定を変更し得る。カラーモニタの設定がランダムに変更される可能性があるという事実は、診断医学のための非常に厳密に制御された環境を必要とする、デジタル病理学業界にとって重大な欠点である。したがって、上述したような従来のシステムに見られる、これらの重大な問題を解決するシステムおよび方法が必要とされる。

したがって、モニタ設定に対する制御の欠如に起因する重大な問題およびデジタル病理学業界での病理画像データの一次診断のために各モニタのカラーキャリブレーションおよび特性評価を非常に正確に制御する必要性に対処するために、本明細書では、デジタル病理画像データを表示するために使用されているカラーモニタ上のカラーモニタ設定を更新するためのシステムおよび方法について説明する。

カラーモニタのキャリブレーションとは、カラーモニタを既知の状態にすることを意味する。カラーモニタの特性評価とは、モニタに所望するものなら何でも表示させることを意味する。ビデオエレクトロニクス規格協会（「ＶＥＳＡ」）はモニタ制御コマンドセット（「ＭＣＣＳ」）を確立し、多くのカラーモニタがカラーモニタで使用するためにＭＣＣＳを適合させている。さらに、インターナショナルカラーコンソーシアム（「ＩＣＣ」）が、異なるモニタに表示されるカラー画像を同じ色を使用して表示できるように、カラー画像のプロファイルを確立した。

現在、説明されているシステムおよび方法では、顧客に提供される前にカラーモニタが初期構成されている。初期構成では、カラーモニタは、デジタル病理画像データを表示するためにカラーモニタのキャリブレーションおよび特性評価が承認されている、承認済みの設定状態になっている。カラーモニタの固有のシリアル番号はデータベースに格納され、その後、カラーモニタにデジタル病理画像データを表示する要求が行われると、表示ソフトウェアがカラーモニタの固有のシリアル番号を取得し、固有のシリアル番号が、特定のカラーモニタが承認済みの設定状態に初期構成されていたことを確認するため、データベースと比較される。固有のシリアル番号が一致する場合、モニタの現在の設定が取得され、承認済みの設定状態と比較される。現在の設定と承認済みの設定の状態との間の差異が所定の閾値を超える場合、カラーモニタは再構成され、デジタル病理画像データを表示する前に承認済みの設定状態に戻る。一実施形態では、任意の変数に対する任意の差異により、カラーモニタが再構成される。一実施形態では、１つまたは複数の特定の変数の差異により、カラーモニタが再構成されるが、他の変数の差異では、カラーモニタは再構成されない。一実施形態では、１つまたは複数の特定の変数の任意の差異により、カラーモニタが再構成されないように、１つまたは複数の特定の変数は実質的に無視される。

さらに、デジタル病理画像データの表示中、表示ソフトウェアは定期的にカラーモニタの現在の設定をチェックし、それらを承認済みの設定状態と比較する。現在の設定と承認済みの設定の状態との間の差異が所定の閾値を超える場合、カラーモニタは再構成され、デジタル病理画像データの継続表示のために、承認済みの設定状態に戻される。一実施形態では、任意の変数に対する任意の差異により、カラーモニタが再構成される。一実施形態では、１つまたは複数の特定の変数に対する任意の差異により、カラーモニタが再構成される。一実施形態では、１つまたは複数の特定の変数の任意の差異により、カラーモニタが再構成されないように、１つまたは複数の特定の変数は実質的に無視される。

本明細書に記載されるシステムおよび方法は、有利には、既知のカラーモニタ（例えば、カラーモニタの工場構成のその固有のシリアル番号によって知られる）を所望の時間に所望の状態にする。アプリケーションプログラミングインターフェイスを使用して、ＭＣＣＳを実装するカラーモニタをデジタル病理画像データの各表示の直前にキャリブレーションおよび特性評価し、デジタル病理画像データの表示中、（必要であれば）定期的にリセットすることができる。

したがって、一実施形態では、デジタル病理画像を表示するための方法は、デジタル病理画像のための表示デバイスとして使用するために受取人に最初のカラーモニタを提供する前に、固有のシリアル番号を有する最初のカラーモニタの複数の変数を承認済みの設定状態に構成することを含む。方法は、最初のカラーモニタが承認済みの設定状態に構成されたという表示に関連して固有のシリアル番号を格納することをさらに含む。次いで、デジタル病理画像データが最初のカラーモニタに表示されるよう要求されるたびに、最初のカラーモニタの固有のシリアル番号は最初のカラーモニタから取得され、固有のシリアル番号は以前に格納された固有のシリアル番号と照合される。さらに、現在の変数設定が最初のカラーモニタから取得され、承認済みの設定状態の変数設定と比較される。現在の変数設定と承認済みの設定状態の変数設定との間の差異が所定の閾値を超える場合、最初のカラーモニタの複数の変数は、承認済みの設定状態に再構成され、次いで、要求されたデジタル病理画像データは、最初のカラーモニタでの表示のために提供される。

いくつかの実施形態では、複数の変数は、モニタ制御コマンドセット変数またはインターナショナルカラーコンソーシアム変数であり得る。いくつかの実施形態では、デジタル病理画像データが表示され続けている間、現在の変数設定が最初のカラーモニタから定期的に取得され、承認済みの設定状態の変数設定と比較される。現在の変数設定が承認済みの設定状態の変数設定と異なる場合、最初のカラーモニタの複数の変数は、承認済みの設定状態に再構成される。

いくつかの実施形態では、最初のカラーモニタの複数の変数を承認済みの設定状態に初期構成することは、各モニタ制御コマンドセット変数を所望の値に設定すること、またはすべてのモニタ制御コマンドセット変数よりも少ない変数を所望の値に設定することを含む。

いくつかの実施形態では、最初のカラーモニタの複数の変数を承認済みの設定状態に初期構成することは、最初のカラーモニタ用のインターナショナルカラーコンソーシアムプロファイルを生成し、再構成することを含む。

いくつかの実施形態では、最初のカラーモニタの複数の変数を承認済みの設定状態に初期構成することは、最初のカラーモニタのストックキーピングユニット番号に対応するインターナショナルカラーコンソーシアムプロファイルを適用することを含む。

本発明の他の特徴および利点は、以下の詳細な説明および添付図面を検討した後、当業者により容易に明らかになるであろう。

本発明の構造および動作は、以下の詳細な説明および同様の参照番号が、同様の部分を指す添付図面を検討することにより理解されるであろう。

一実施形態による、デジタル病理画像を表示するためのモニタの初期構成のための例示的なプロセスを示す流れ図である。 一実施形態による、デジタル病理画像を表示するためのカラーモニタ設定を実施するための例示的なプロセスを示す流れ図である。 本明細書で説明されるさまざまな実施形態に関連して使用され得る例示的なプロセッサ対応デバイス５５０を示すブロック図である。 単一のラインアレイを有するライン走査カメラの例を示すブロック図である。 ３つのラインアレイを有する例示的なライン走査カメラを示すブロック図である。 複数のラインアレイを有するライン走査カメラの例を示すブロック図である。

本明細書で開示される特定の実施形態は、デジタル病理画像データを表示するためのカラーモニタ設定を更新するためのシステムおよび方法を提供する。例えば、本明細書で開示される１つの方法は、導入前に初期カラーモニタを構成し、次いで、特定のカラーモニタ（例えば、固有のシリアル番号によって決定される）がデジタル病理画像データの表示を要求するたびに、カラーモニタのカラーモニタ設定が評価され、必要に応じてリセットされて、カラーモニタを、デジタル病理画像データを表示するための承認済みの設定状態にすることを可能にする。この説明を読んだ後、さまざまな代替実施形態および代替用途において、本発明をどのようにして実施するかが当業者には明らかになるであろう。しかし、本発明のさまざまな実施形態が本明細書で説明されるが、これらの実施形態は、限定ではなく、例としてのみ提示されることが理解されよう。したがって、さまざまな代替実施形態のこの詳細な説明は、添付の特許請求の範囲に記載される本発明の範囲または広さを限定するものと解釈されるべきではない。

１．方法例
図１Ａは、一実施形態による、デジタル病理画像を表示するためのモニタの初期構成のための例示的なプロセスを示す流れ図である。最初に、図示の実施形態では、カラーモニタ設定は、受取人にカラーモニタを提供する前に確立される。さらに、カラーモニタのＭＣＣＳプロファイルが確立され、カラーモニタの固有のシリアル番号に関連付けられる。同様に、ＩＣＣプロファイルもカラーモニタ用に確立され、カラーモニタの固有のシリアル番号に関連付けられる。したがって、カラーモニタが承認済みの設定状態になるようにカラーモニタのキャリブレーションおよび特性評価が完了すると、カラーモニタが受取人に提供される。一実施形態では、カラーモニタを受取人に提供することは、デジタル病理学システム製品の一部としてカラーモニタを顧客に出荷することを含む。

さらに、カラーモニタを受取人に提供する前に構成された各カラーモニタについて、各カラーモニタにそれぞれ関連付けられた固有のシリアル番号がデータベースまたは他のデータ構造に格納される。これにより、例えば、カラーモニタの固有のシリアル番号を照合することによって、将来の検証要求を確認できる。代替的に、または追加的に、特定のタイプのカラーモニタのストックキーピングユニット（「ＳＫＵ」）を格納し、その後、検証要求の確認に使用できる。

図１Ｂは、一実施形態による、デジタル病理画像を表示するためのカラーモニタ設定を実施するための例示的なプロセスを示す流れ図である。最初に、図示の実施形態では、ターゲットカラーモニタに表示されるデジタル病理画像データの要求が受信される。一実施形態では、ユーザインタビュ（例えば、表示ソフトウェアユーティリティ）は、デジタル病理画像データを含む情報をターゲットカラーモニタに表示するために、ユーザステーション上で動作している。デジタル病理画像データの要求を受信した後、ユーザステーション上のユーザインターフェイスまたはその他のユーティリティは、カラーモニタの固有のシリアル番号を取得し、例えば、前述のように受取人にカラーモニタを提供する前に構成されたカラーモニタの固有のシリアル番号のデータベースと比較することによって、カラーモニタの固有のシリアル番号を検証する。あるいは、カラーモニタは、固有のシリアル番号の照合ではなく、ＳＫＵ番号の照合によって検証することもでき、ＳＫＵ番号は、特定のタイプのすべてのモニタに固有である。

固有のシリアル番号の照合またはＳＫＵの照合によってカラーモニタが検証されると、カラーモニタの設定が取得され、承認済みの設定状態と比較される。例えば、各カラーモニタ変数は、承認済みの設定状態の同じ変数と比較され得る。さらに、ＭＣＣＳ変数が比較され得て、および／またはＩＣＣ変数が比較され得る。カラーモニタの現在の設定の変数値が、承認済みの設定状態の変数値と異なる場合、カラーモニタは、デジタル病理画像データを表示する前に、カラーモニタを承認済みの設定状態に戻すために、再キャリブレーションおよび再特性評価される。さらに、カラーモニタがデジタル病理画像データを表示し続ける間、カラーモニタの現在の設定が定期的に取得され、現在の設定の変数値が承認済みの設定状態の変数値と再び比較される。現在の設定の変数値が、承認済みの設定状態の変数値と異なる場合、デジタル病理画像データの表示中に、カラーモニタは、カラーモニタを承認済みの設定状態に戻すために、もう一度、再キャリブレーションおよび再特性評価される。デジタル病理画像データが表示されなくなった場合、デジタル病理画像データに対する新しい要求を受信されたとき、プロセスを最初からやり直す。

２．実施例
一実施形態では、最初のカラーモニタでデジタル病理画像を表示するための方法は、デジタル病理画像のための表示デバイスとして使用するために最初のカラーモニタを受取人に提供する前に、最初のカラーモニタの複数の変数を承認済みの設定状態に構成することを含む。最初のカラーモニタは、固有のシリアル番号を有する。方法は、最初のカラーモニタが承認済みの設定状態に構成されたという表示に関連して固有のシリアル番号を格納することも含む。方法はまた、デジタル病理画像データが最初のカラーモニタに表示されるよう要求されるたびに、最初のカラーモニタの固有のシリアル番号を最初のカラーモニタから取得すること、および固有のシリアル番号を以前に格納された固有のシリアル番号と照合させることも含む。一致する場合、現在の変数設定は、最初のカラーモニタから取得され、現在の変数設定は、承認済みの設定状態の変数設定と比較される。現在の変数設定が承認済みの設定状態の変数設定と異なる場合、最初のカラーモニタの複数の変数は、承認済みの設定状態に再構成される。現在の変数設定が承認済みの設定状態の変数設定と同じであることが確認された後、または承認済みの設定状態の変数設定と同じになるようにリセットされた後、要求されたデジタル病理画像データが最初のカラーモニタに表示するために提供される。

一実施形態では、複数の変数は、モニタ制御コマンドセット（ＭＣＣＳ）変数を含む。さらに、一実施形態では、最初のカラーモニタの複数の変数を承認済みの設定状態に構成することは、各モニタ制御コマンドセット（ＭＣＣＳ）変数を所望の値に設定することを含む。さらに、一実施形態では、最初のカラーモニタの複数の変数を承認済みの設定状態に構成することは、最初のカラーモニタを工場状態に初期化し、すべてのモニタ制御コマンドセット（ＭＣＣＳ）変数よりも少ない変数を所望の値に設定することを含む。

一実施形態では、複数の変数は、インターナショナルカラーコンソーシアム（ＩＣＣ）変数を含む。さらに、一実施形態では、最初のカラーモニタの複数の変数を承認済みの設定状態に構成することは、最初のカラーモニタ用のインターナショナルカラーコンソーシアム（ＩＣＣ）プロファイルを生成することを含む。さらに、一実施形態では、最初のカラーモニタの複数の変数を承認済み設定状態に構成することは、最初のカラーモニタのストックキーピングユニット（ＳＫＵ）番号に対応するインターナショナルカラーコンソーシアム（ＩＣＣ）プロファイルを適用することを含む。

一実施形態では、デジタル病理画像データが表示され続けている間、方法はまた、最初のカラーモニタから現在の変数設定を定期的に取得すること、現在の変数設定を承認済みの設定状態の変数設定と比較すること、および現在の変数設定が承認済みの設定状態の変数設定と異なる場合、最初のカラーモニタの複数の変数を承認済みの設定状態に構成することを含む。

３．デジタルスライド走査装置の例
図２Ａは、本明細書で説明されるさまざまな実施形態に関連して使用され得る例示的なプロセッサ対応デバイス５５０を示すブロック図である。当業者には理解されるように、装置５５０の代替形態も使用し得る。図示の実施形態では、デバイス５５０は、１つまたは複数のプロセッサ５５５、１つまたは複数のメモリ５６５、１つまたは複数の動きコントローラ５７０、１つまたは複数のインターフェイスシステム５７５、１つまたは複数の試料５９０を有する１つまたは複数のスライドガラス５８５をそれぞれ支持する１つまたは複数の可動ステージ５８０、試料を照射する１つまたは複数の照明システム５９５、光軸に沿って移動する光路６０５をそれぞれ画定する１つまたは複数の対物レンズ６００、１つまたは複数の対物レンズポジショナ６３０、（例えば、蛍光スキャナシステムに含まれる）１つまたは複数の任意選択の落射照明システム６３５、１つまたは複数のフォーカシング光学系６１０、それぞれが試料５９０および／またはスライドガラス５８５上に別個の視野６２５を画定する、１つまたは複数のライン走査カメラ６１５および／または１つまたは複数のエリア走査カメラ６２０を含むデジタル撮像デバイス（デジタルスライド走査装置、デジタルスライドスキャナ、スキャナ、スキャナシステム、デジタル撮像装置などとも称される）として提示される。スキャナシステム５５０のさまざまな要素は、１つまたは複数の通信バス５６０を介して通信可能に結合される。スキャナシステム５５０のさまざまな要素の各々は、１つまたは複数であり得るが、説明を簡単にするために、これらの要素は、適切な情報を伝達するために複数形で説明する必要がある場合を除いて単数形で説明する。

１つまたは複数のプロセッサ５５５は、例えば、命令を並列に処理することができる中央処理装置（「ＣＰＵ」）および別個のグラフィックス処理装置（「ＧＰＵ」）を含み得るか、または１つまたは複数のプロセッサ５５５は、命令を並列に処理することができるマルチコアプロセッサを含み得る。特定の構成要素を制御するか、または画像処理などの特定の機能を実行するために、追加の別個のプロセッサも設けられ得る。例えば、追加のプロセッサは、データ入力を管理するための補助プロセッサ、浮動小数点演算を実行するための補助プロセッサ、信号処理アルゴリズム（例えば、デジタル信号プロセッサ）の高速実行に適したアーキテクチャを有する専用プロセッサ、メインプロセッサに従属するスレーブプロセッサ（例えば、バックエンドプロセッサ）、ライン走査カメラ６１５、ステージ５８０、対物レンズ２２５、および／またはディスプレイ（図示せず）を制御するための追加のプロセッサを含み得る。そのような追加のプロセッサは、別個のディスクリートプロセッサであり得るか、またはプロセッサ５５５と統合され得る。

メモリ５６５は、プロセッサ５５５によって実行することができるプログラムのためのデータおよび命令の記憶領域を提供する。メモリ５６５は、例えば、ランダムアクセスメモリ、読み取り専用メモリ、ハードディスクドライブ、取り外し可能記憶ドライブなどの、データおよび命令を格納する１つまたは複数の揮発性および／または不揮発性のコンピュータ可読記憶媒体を含み得る。プロセッサ５５５は、メモリ５６５に格納されている命令を実行し、通信バス５６０を介してスキャナシステム５５０のさまざまな要素と通信して、スキャナシステム５５０の全体的な機能を実行するように構成される。

１つまたは複数の通信バス５６０は、アナログ電気信号を搬送するように構成される通信バス５６０を含み得て、デジタルデータを搬送するように構成される通信バス５６０を含み得る。したがって、１つまたは複数の通信バス５６０を介したプロセッサ５５５、動きコントローラ５７０、および／またはインターフェイスシステム５７５からの通信は、電気信号およびデジタルデータの両方を含み得る。プロセッサ５５５、動きコントローラ５７０、および／またはインターフェイスシステム５７５は、無線通信リンクを介して走査システム５５０のさまざまな要素の１つまたは複数と通信するように構成され得る。

動き制御システム５７０は、ステージ５８０および対物レンズ６００のＸＹＺ移動を（例えば、対物レンズポジショナ６３０を介して）正確に制御および調整するように構成される。動き制御システム５７０はまた、スキャナシステム５５０内の任意の他の可動部品の動きを制御するように構成される。例えば、蛍光スキャナの実施形態では、動き制御システム５７０は、落射照明システム６３５内の光学フィルタなどの移動を調整するように構成される。

インターフェイスシステム５７５は、スキャナシステム５５０が他のシステムおよび人間のオペレータとインターフェイスすることを可能にする。例えば、インターフェイスシステム５７５は、オペレータに直接的に情報を提供するための、および／またはオペレータからの直接入力を可能にするためのユーザインターフェイスを含み得る。インターフェイスシステム５７５はまた、走査システム５５０と、直接接続された１つまたは複数の外部デバイス（例えば、プリンタ、取り外し可能記憶媒体など）またはネットワーク（図示せず）を介してスキャナシステム５５０に接続された画像サーバシステム、オペレータステーション、ユーザステーション、および管理サーバシステムなどの外部デバイスとの間の通信およびデータ転送を容易にするように構成される。

照明システム５９５は、試料５９０の一部を照射するように構成される。照明システム５９５は、例えば、光源および照明光学系を含み得る。光源は、光出力を最大にする凹面反射鏡および熱を抑制するＫＧ－１フィルタを含む可変強度のハロゲン光源とすることができる。光源はまた、任意のタイプのアークランプ、レーザ、または他の光源とすることもできる。一実施形態では、照明システム５９５は、ライン走査カメラ６１５および／またはエリア走査カメラ６２０が試料５９０を透過する光エネルギーを感知するように、透過モードで試料５９０を照射する。代替的に、または追加的に、照明システム５９５は、ライン走査カメラ６１５および／またはエリア走査カメラ６２０が試料５９０から反射される光エネルギーを感知するように、反射モードで試料５９０を照射するように構成され得る。全体として、照明システム５９５は、任意の既知の光学顕微鏡モードで顕微鏡の試料５９０の検査に適切になるように構成される。

一実施形態では、スキャナシステム５５０は、任意選択で、蛍光走査のためにスキャナシステム５５０を最適化するための落射照明システム６３５を含む。蛍光走査は、特定の波長（励起）で光を吸収することができる光子感受性分子である、蛍光分子を含む試料５９０の走査である。これらの光感受性分子はまた、より高い波長で光を発する（放射）。このフォトルミネッセンス現象の効率は非常に低いので、放射される光の量はしばしば非常に少ない。この少ない量の放射される光は、典型的には、試料５９０を走査およびデジタル化するための従来の技術（例えば、透過モード顕微鏡検査）を妨げる。有利には、スキャナシステム５５０の任意選択の蛍光スキャナシステムの実施形態では、複数のリニアセンサアレイを含むライン走査カメラ６１５（例えば、時間遅延積分（ＴＤＩ）ライン走査カメラ）を使用すると、ライン走査カメラ６１５の複数のリニアセンサアレイのそれぞれに試料５９０の同じ領域を露光することによって、ライン走査カメラの光に対する感度が高められる。これは、低放射光で微弱な蛍光試料を走査する場合に特に有用である。

したがって、蛍光スキャナシステムの実施形態では、ライン走査カメラ６１５は、好ましくは、モノクロＴＤＩライン走査カメラである。有利には、モノクロ画像は、試料上に存在するさまざまなチャネルからの実際の信号のより正確な表現を提供するので、蛍光顕微鏡法において理想的である。当業者に理解されるように、蛍光試料５９０は、「チャネル」とも呼ばれる、異なる波長で光を放射する複数の蛍光色素で標識することができる。

さらに、さまざまな蛍光試料のローエンドおよびハイエンド信号レベルは、ライン走査カメラ６１５が感知するための広いスペクトルの波長を示すので、ライン走査カメラ６１５が感知できるローエンド信号レベルおよびハイエンド信号レベルは同様に広いことが望ましい。したがって、蛍光スキャナの実施形態では、蛍光走査システム５５０で使用されるライン走査カメラ６１５は、モノクロ１０ビット６４リニアアレイＴＤＩライン走査カメラである。走査システム５５０の蛍光スキャナの実施形態で使用するために、ライン走査カメラ６１５のさまざまなビット深度を使用することができることに留意されたい。

可動ステージ５８０は、プロセッサ５５５または動きコントローラ５７０の制御下で、正確なＸ－Ｙ軸移動のために構成される。可動ステージはまた、プロセッサ５５５または動きコントローラ５７０の制御下で、Ｚ軸での移動のために構成され得る。可動ステージは、ライン走査カメラ６１５および／またはエリア走査カメラによる画像データ取り込み中に、試料を所望の位置に配置するように構成される。可動ステージはまた、試料５９０を走査方向に実質的に一定の速度まで加速し、次いで、ライン走査カメラ６１５による画像データの取り込み中に実質的に一定の速度を維持するように構成される。一実施形態では、スキャナシステム５５０は、可動ステージ５８０上の試料５９０の位置を補助するために、高精度および密接に調整されたＸ－Ｙグリッドを使用し得る。一実施形態では、可動ステージ５８０は、Ｘ軸およびＹ軸の両方に使用される高精度エンコーダを備えるリニアモータベースのＸ－Ｙステージである。例えば、非常に精密なナノメータエンコーダは、走査方向の軸上および走査方向に垂直な方向の軸上ならびに走査方向と同じ平面上で使用することができる。ステージはまた、試料５９０がその上に配置されるスライドガラス５８５を支持するように構成される。

試料５９０は、光学顕微鏡法によって調べられ得る任意のものとすることができる。例えば、ガラス顕微鏡スライド５８５は、組織および細胞、染色体、ＤＮＡ、タンパク質、血液、骨髄、尿、細菌、ビーズ、生検材料、または死んでいるか、生きているか、染色されているか、染色されていないか、標識されているか、標識されていないかのいずれかである、任意の他の種類の生物学的材料または物質を含む試料のための観察基板として頻繁に使用される。試料５９０はまた、マイクロアレイとして一般に知られている任意およびすべての試料含む、任意の種類のスライドまたは他の基板上に堆積される任意の種類のＤＮＡもしくはｃＤＮＡ、ＲＮＡまたはタンパク質などのＤＮＡ関連材料のアレイであり得る。試料５９０は、マイクロタイタープレート、例えば、９６ウェルプレートであり得る。試料５９０の他の例には、集積回路基板、電気泳動記録、ペトリ皿、フィルム、半導体材料、法医学材料、および機械加工部品がある。

対物レンズ６００は、一実施形態では、対物レンズ６００によって画定される光軸に沿って対物レンズ６００を移動させるために非常に精密なリニアモータを使用し得る対物レンズポジショナ６３０に取り付けられる。例えば、対物レンズポジショナ６３０のリニアモータは、５０ナノメートルのエンコーダを含み得る。ＸＹＺ軸のステージ５８０と対物レンズ６００との相対位置は、走査システム５５０の全体的な動作のためのコンピュータ実行可能なプログラムされたステップを含む、情報および命令を格納するためのメモリ５６５を使用するプロセッサ５５５の制御下で、動きコントローラ５７０を使用して、閉ループ方式で調整および制御される。

一実施形態では、対物レンズ６００は、所望の最も高い空間分解能に対応する開口数を有する平面アポクロマート（「ＡＰＯ」）無限補正対物レンズであり、対物レンズ６００は、透過モード照明顕微鏡、反射モード照明顕微鏡、および／または落射照明モード蛍光顕微鏡（例えば、Ｏｌｙｍｐｕｓ ４０Ｘ、０．７５ＮＡまたは２０Ｘ、０．７５ＮＡ）に適している。有利には、対物レンズ６００は、色収差および球面収差を補正することが可能である。対物レンズ６００は無限に補正されるので、フォーカシング光学系６１０は、対物レンズを通過する光ビームが平行光ビームとなる対物レンズ６００の上方の光路６０５に配置することができる。フォーカシング光学系６１０は、対物レンズ６００によって取り込まれた光信号をライン走査カメラ６１５および／またはエリア走査カメラ６２０の光応答素子にフォーカシングさせ、フィルタ、倍率変換器レンズなどの光学部品を含み得る。フォーカシング光学系６１０と組み合わされる対物レンズ６００は、走査システム５５０の全倍率を提供する。一実施形態では、フォーカシング光学系６１０は、チューブレンズおよび任意選択の２Ｘ倍率変換器を含み得る。有利には、２Ｘ倍率変換器は、本来の２０Ｘ対物レンズ６００が、４０Ｘ倍率で試料５９０を走査することを可能にする。

ライン走査カメラ６１５は、画像要素（「ピクセル」）の少なくとも１つのリニアアレイを含む。ライン走査カメラはモノクロまたはカラーであり得る。カラーライン走査カメラは、通常、少なくとも３つのリニアアレイを有するが、モノクロライン走査カメラは、単一のリニアアレイまたは複数のリニアアレイを有し得る。任意の種類の単数または複数のリニアアレイは、カメラの一部としてパッケージ化されていても、撮像電子モジュールにカスタム統合されていても、使用することができる。例えば、３つのリニアアレイ（「赤－緑－青」または「ＲＧＢ」）のカラーライン走査カメラまたは９６リニアアレイモノクロＴＤＩも使用し得る。ＴＤＩライン走査カメラは、典型的には、試料の以前に撮像された領域からの強度データを合計することによって、出力信号における実質的に良好な信号対雑音比（「ＳＮＲ」）を提供し、積分ステージ数の平方根に比例するＳＮＲの増加をもたらす。ＴＤＩライン走査カメラは、複数のリニアアレイを含む。例えば、ＴＤＩライン走査カメラは２４、３２、４８、６４、９６、またはそれ以上のリニアアレイで利用可能である。スキャナシステム５５０はまた、５１２ピクセルを有するもの、１０２４ピクセルを有するもの、および４０９６ピクセルものピクセルを有するものを含むさまざまなフォーマットで製造されたラインアレイをサポートする。同様に、さまざまなピクセルサイズを有するリニアアレイも、スキャナシステム５５０で使用することができる。任意の種類のライン走査カメラ６１５を選択するための顕著な要件は、試料５９０のデジタル画像の取り込み中に、ステージ５８０をライン走査カメラ６１５に対して移動させることができるように、ステージ５８０の移動をライン走査カメラ６１５のラインレートと同期させることができることである。

ライン走査カメラ６１５によって生成された画像データは、メモリ５６５の一部に格納され、試料５９０の少なくとも一部の連続したデジタル画像を生成するために、プロセッサ５５５によって処理される。連続したデジタル画像は、プロセッサ５５５によってさらに処理することができ、処理された連続したデジタル画像もメモリ５６５に格納することができる。

２つ以上のライン走査カメラ６１５を有する一実施形態では、少なくとも１つのライン走査カメラ６１５は、撮像センサとして機能するように構成される少なくとも１つのライン走査カメラ６１５と組み合わせて動作するフォーカシングセンサとして機能するように構成することができる。フォーカシングセンサは、撮像センサと同じ光軸上に論理的に配置することができるか、またはフォーカシングセンサは、スキャナシステム５５０の走査方向に関して撮像センサの前または後に論理的に配置し得る。フォーカシングセンサとして機能する少なくとも１つのライン走査カメラ６１５を有する一実施形態では、フォーカシングセンサによって生成された画像データは、メモリ５６５の一部に格納され、１つまたは複数のプロセッサ５５５によって処理されて焦点情報を生成し、スキャナシステム５５０が、試料５９０と対物レンズ６００との間の相対距離を調整して、走査中の試料への焦点合わせを維持することを可能にする。さらに、一実施形態では、フォーカシングセンサとして機能する少なくとも１つのライン走査カメラ６１５は、フォーカシングセンサの複数の個々のピクセルのそれぞれが光路６０５に沿って異なる論理高さに配置されるように配向され得る。

動作中、スキャナシステム５５０のさまざまな構成要素およびメモリ５６５に格納されたプログラムモジュールにより、スライドガラス５８５上に配置された試料５９０の自動走査およびデジタル化が可能となる。スライドガラス５８５は、試料５９０を走査するためにスキャナシステム５５０の可動ステージ５８０上に固定して配置される。プロセッサ５５５の制御下で、可動ステージ５８０は、ライン走査カメラ６１５による感知のために、試料５９０を実質的に一定の速度まで加速させ、ステージの速度はライン走査カメラ６１５のライン速度と同期される。画像データのストライプを走査した後、可動ステージ５８０は減速し、試料５９０を実質的に完全に停止させる。次いで、可動ステージ５８０は、走査方向に直交して移動し、画像データの次のストライプ、例えば、隣接するストライプの走査のために試料５９０を位置決めする。追加のストライプは、その後、試料５９０の部分全体または試料５９０の全体が走査されるまで走査される。

例えば、試料５９０のデジタル走査中に、試料５９０の連続したデジタル画像が、画像ストリップを形成するために一緒に結合される複数の連続した視野として取得される。複数の隣接する画像ストリップを同様に組み合わせて、試料５９０の一部または試料５９０全体の連続したデジタル画像を形成する。試料５９０の走査は、垂直画像ストリップまたは水平画像ストリップを取得することを含み得る。試料５９０の走査は、上から下、下から上、または両方（双方向）のいずれかであり得、試料の任意の点から開始し得る。あるいは、試料５９０の走査は、左から右、右から左、または両方（双方向）のいずれかであり得、試料の任意の点から開始し得る。さらに、画像ストリップは、隣接または連続した形で取得する必要はない。さらに、結果として得られる試料５９０の画像は、試料５９０の全体または試料５９０の一部のみの画像であり得る。

一実施形態では、コンピュータ実行可能命令（例えば、プログラムされたモジュールまたは他のソフトウェア）がメモリ５６５に格納され、実行されると、走査システム５５０が本明細書で説明されるさまざまな機能を実行することが可能になる。本明細書では、「コンピュータ可読記憶媒体」という用語は、プロセッサ５５５による実行のために、コンピュータ実行可能命令を走査システム５５０に格納および提供するために使用される任意の媒体を指すために使用される。これらの媒体の例には、メモリ５６５および走査システム５５０と直接的または間接的に（例えば、ネットワークを介して）通信可能に結合された任意の取り外し可能または外部記憶媒体（図示せず）が含まれる。

図２Ｂは、電荷結合素子（「ＣＣＤ」）アレイとして実装され得る単一のリニアアレイ６４０を有するライン走査カメラを示す。単一のリニアアレイ６４０は、複数の個々のピクセル６４５を含む。図示の実施形態では、単一のリニアアレイ６４０は４０９６個のピクセルを有する。代替実施形態では、リニアアレイ６４０は、より多くのピクセルまたはより少ないピクセルを有し得る。例えば、リニアアレイの一般的なフォーマットは、５１２個、１０２４個、および４０９６個のピクセルを含む。ピクセル６４５は、リニアアレイ６４０の視野６２５を画定するために、直線的に配置される。視野の大きさは、スキャナシステム５５０の倍率に従って変化する。

図２Ｃは、３つのリニアアレイを有するライン走査カメラを示しており、各ラインアレイはＣＣＤアレイとして実装され得る。３つのリニアアレイを組み合わせてカラーアレイ６５０を形成する。一実施形態では、カラーアレイ６５０の各個々のリニアアレイは、異なる色強度（例えば、赤、緑、または青）を検出する。カラーアレイ６５０の各個々のリニアアレイからのカラー画像データは、カラー画像データの単一の視野６２５を形成するために組み合わされる。

図２Ｄは、それぞれがＣＣＤアレイとして実装し得る、複数のリニアアレイを有するライン走査カメラを示す。複数のリニアアレイを組み合わせてＴＤＩアレイ６５５を形成する。有利には、ＴＤＩライン走査カメラは、試料の以前に撮像された領域からの強度データを合計することによって、出力信号における実質的に良好なＳＮＲを提供し、リニアアレイ（積分ステージとも呼ばれる）の数の平方根に比例するＳＮＲの増加をもたらし得る。ＴＤＩライン走査カメラは、より多様な数のリニアアレイを含み得る。例えば、ＴＤＩライン走査カメラの一般的なフォーマットは、２４、３２、４８、６４、９６、１２０、およびそれ以上のリニアアレイを含む。

開示された実施形態の上記の説明は、本発明を製造または使用することをいずれの当業者にも可能にするために提供される。これらの実施形態に対するさまざまな修正は、当業者には容易に明らかであり、本明細書に記載された一般的な原理は、本発明の精神または範囲から逸脱することなく、他の実施形態に適用することができる。したがって、本明細書で提示する説明および図面は、本発明の現在の好ましい実施形態を表し、したがって、本発明によって広く企図されている主題を表すことを理解されたい。本発明の範囲は、当業者にとって明らかになり得る他の実施形態を完全に包含し、したがって、本発明の範囲は限定されないことがさらに理解される。

Claims (17)

1. デジタル病理画像を表示するための方法であって、１つまたは複数のプロセッサが、
   デジタル病理画像のための表示デバイスとして使用するための固有のシリアル番号を有する最初のカラーモニタを受取人に提供する前に、前記最初のカラーモニタの複数の変数を承認済みの設定状態に構成するステップと、
   前記最初のカラーモニタが前記承認済みの設定状態に構成されたという表示に関連して前記固有のシリアル番号を格納するステップと、
   デジタル病理画像データが、前記最初のカラーモニタに表示されるよう要求されるたびに、
   前記デジタル病理画像データを表示する前に、
   前記最初のカラーモニタから前記最初のカラーモニタの前記固有のシリアル番号を取得し、前記固有のシリアル番号を以前に格納された前記固有のシリアル番号と照合することと、
   前記最初のカラーモニタから現在の変数設定を取得することと、
   前記現在の変数設定を前記承認済みの設定状態の前記変数設定と比較することと、
   前記現在の変数設定と前記承認済みの設定状態の前記変数設定との間の差異が所定の閾値を超える場合、前記最初のカラーモニタの前記複数の変数を前記承認済みの設定状態に構成することと、
   によって前記最初のカラーモニタをキャリブレーションするステップと、
   前記最初のカラーモニタをキャリブレーションした後、前記最初のカラーモニタに表示するために、前記要求されたデジタル病理画像データを提供するステップと、
   を含むステップを実行するようにプログラムされている、
   方法。
2. 前記複数の変数は、モニタ制御コマンドセット（ＭＣＣＳ）変数を含む、
   請求項１に記載の方法。
3. 前記複数の変数は、インターナショナルカラーコンソーシアム（ＩＣＣ）変数を含む、
   請求項１に記載の方法。
4. 前記方法は、前記デジタル病理画像データが表示され続けている間、定期的に、
   前記最初のカラーモニタから現在の変数設定を取得するステップと、
   前記現在の変数設定を前記承認済みの設定状態の前記変数設定と比較するステップと、
   前記現在の変数設定が前記承認済みの設定状態の前記変数設定と異なる場合、前記最初のカラーモニタの前記複数の変数を前記承認済みの設定状態に構成するステップと、
   をさらに含む、
   請求項１に記載の方法。
5. 前記最初のカラーモニタの複数の変数を承認済みの設定状態に構成するステップは、各モニタ制御コマンドセット（ＭＣＣＳ）変数を所望の値に設定するステップを含む、
   請求項１に記載の方法。
6. 前記最初のカラーモニタの複数の変数を承認済みの設定状態に構成するステップは、前記最初のカラーモニタを工場状態に初期化するステップと、すべてのモニタ制御コマンドセット（ＭＣＣＳ）変数よりも少ない変数を所望の値に設定するステップと、を含む、
   請求項１に記載の方法。
7. 前記最初のカラーモニタの複数の変数を承認済みの設定状態に構成するステップは、前記最初のカラーモニタ用のインターナショナルカラーコンソーシアム（ＩＣＣ）プロファイルを生成するステップを含む、
   請求項１に記載の方法。
8. 前記最初のカラーモニタの複数の変数を承認済み設定状態に構成するステップは、前記最初のカラーモニタのストックキーピングユニット（ＳＫＵ）番号に対応するインターナショナルカラーコンソーシアム（ＩＣＣ）プロファイルを適用するステップを含む、
   請求項１に記載の方法。
9. デジタル病理画像を表示するための方法であって、１つまたは複数のプロセッサが、
   デジタル病理画像のための表示デバイスとして使用するために最初のカラーモニタを提供する前に、固有のシリアル番号を有する前記最初のカラーモニタの複数の変数を承認済みの設定状態に構成するステップと、
   前記最初のカラーモニタが前記承認済みの設定状態に構成されたという表示に関連して前記固有のシリアル番号を格納するステップと、
   デジタル病理画像データを前記最初のカラーモニタに表示するための要求に応答して、
   前記デジタル病理画像データを表示する前に、
   前記最初のカラーモニタから前記最初のカラーモニタの前記固有のシリアル番号を取得し、前記固有のシリアル番号を以前に格納された前記固有のシリアル番号と照合することと、
   前記最初のカラーモニタから現在の変数設定を取得することと、
   前記現在の変数設定を前記承認済みの設定状態の前記変数設定と比較することと、
   前記現在の変数設定と前記承認済みの設定状態の前記変数設定との間の差異が所定の閾値を超える場合、前記最初のカラーモニタの前記複数の変数を前記承認済みの設定状態に構成することと、
   によって前記最初のカラーモニタをキャリブレーションするステップと、
   前記最初のカラーモニタをキャリブレーションした後、前記最初のカラーモニタに表示するために、前記要求されたデジタル病理画像データを提供するステップと、
   を含むステップを実行するようにプログラムされている、
   方法。
10. 前記複数の変数は、モニタ制御コマンドセット（ＭＣＣＳ）変数を含む、
    請求項９に記載の方法。
11. 前記複数の変数は、インターナショナルカラーコンソーシアム（ＩＣＣ）変数を含む、
    請求項９に記載の方法。
12. 前記方法は、定期的に、
    前記最初のカラーモニタから現在の変数設定を取得するステップと、
    前記現在の変数設定を前記承認済みの設定状態の前記変数設定と比較するステップと、
    前記現在の変数設定が前記承認済みの設定状態の前記変数設定と異なる場合、前記最初のカラーモニタの前記複数の変数を前記承認済みの設定状態に構成するステップと、
    をさらに含む、
    請求項９に記載の方法。
13. 前記方法は、前記デジタル病理画像データが前記最初のカラーモニタに表示され続けている間、前記現在の変数設定と前記承認済みの設定状態の変数設定とを定期的に複数回比較するステップをさらに含む、
    請求項１２に記載の方法。
14. 前記最初のカラーモニタの複数の変数を承認済みの設定状態に構成するステップは、各モニタ制御コマンドセット（ＭＣＣＳ）変数を所望の値に設定するステップを含む、
    請求項９に記載の方法。
15. 前記最初のカラーモニタの複数の変数を承認済みの設定状態に構成するステップは、前記最初のカラーモニタを工場状態に初期化するステップと、すべてのモニタ制御コマンドセット（ＭＣＣＳ）変数よりも少ない変数を所望の値に設定するステップと、を含む、
    請求項９に記載の方法。
16. 前記最初のカラーモニタの複数の変数を承認済みの設定状態に構成するステップは、前記最初のカラーモニタ用のインターナショナルカラーコンソーシアム（ＩＣＣ）プロファイルを生成するステップを含む、
    請求項９に記載の方法。
17. 前記最初のカラーモニタの複数の変数を承認済み設定状態に構成するステップは、前記最初のカラーモニタのストックキーピングユニット（ＳＫＵ）番号に対応するインターナショナルカラーコンソーシアム（ＩＣＣ）プロファイルを適用するステップを含む、
    請求項９に記載の方法。

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