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第五章數(shù)字病理
第一節(jié)：概述
1. 數(shù)字病理原理
數(shù)字化病理切片數(shù)字病理切片（digital slide of pathology）又稱虛擬病理切片(vitual slide of pathology)，是一種現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)與傳統(tǒng)光學(xué)放大裝置有機(jī)結(jié)合的技術(shù)。它是將傳統(tǒng)的玻璃病理切片通過全自動顯微鏡或光學(xué)放大系統(tǒng)掃描采集得到高分辨數(shù)字圖像，再應(yīng)用計算機(jī)對得到的圖像自動進(jìn)行高精度多視野無縫隙拼接和處理，獲得優(yōu)質(zhì)的可視化數(shù)據(jù)以應(yīng)用于病理學(xué)的各個領(lǐng)域。
數(shù)字病理系統(tǒng)主要由數(shù)字切片掃描裝置和數(shù)據(jù)處理軟件構(gòu)成。首先，利用數(shù)字顯微鏡或放大系統(tǒng)在低倍物鏡下對玻璃切片進(jìn)行逐幅掃描采集成像，顯微掃描平臺自動按照切片XY軸方向掃描移動，并在Z軸方向自動聚焦。然后，由掃描控制軟件在光學(xué)放大裝置有效放大的基礎(chǔ)上利用程控掃描方式采集高分辨數(shù)字圖像，圖像壓縮與存儲軟件將圖像自動進(jìn)行無縫拼接處理，制作生成整張全視野的數(shù)字化切片（Whole Slide Image, 簡稱WSI）。再將這些數(shù)據(jù)存儲在一定介質(zhì)中建立起數(shù)字病理切片庫。隨后就可以利用相應(yīng)的數(shù)字病理切片瀏覽系統(tǒng)，對一系列可視化數(shù)據(jù)進(jìn)行任意比例放大或縮小以及任意方向移動的瀏覽和分析處理，就好比在操作一臺真實的光學(xué)顯微鏡一樣。
該技術(shù)可以幫助病理醫(yī)生擺脫傳統(tǒng)顯微鏡的約束，隨時隨地通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行醫(yī)學(xué)診斷上的交流，實現(xiàn)全球化在線實時遠(yuǎn)程會診或離線遠(yuǎn)程會診。由于該系統(tǒng)可以支持全切片立體信息，使得分析過程等同于傳統(tǒng)顯微鏡的肉眼觀察，其在空間和時間變換等方面具有突出優(yōu)點。
2. 技術(shù)分類
從圖像采集原理上劃分，可以分為面陣CCD和線陣CCD采集設(shè)備。
2.1 面陣CCD掃描
能夠直觀地對視場中的圖像進(jìn)行觀察。但單個視野的面陣成像要遍歷整個切片，通過拼接全部“方塊”視野后才形成大視野的虛擬切片，因此存在處理數(shù)據(jù)量大，容易造成拼接錯誤、速度慢等缺點。
面陣圖像傳感器配合切片的掃描，具體是切片移動一個視場后，停下來等面陣圖像傳感器曝光，曝光結(jié)束后再移動至下一個視場，依此類推，獲得多個連續(xù)視場的圖像數(shù)據(jù)，最后拼接成全視場的圖像。該方法具有實現(xiàn)簡單，但切片需要走走停停，而且停止后還需再等待一段時間，確保切片穩(wěn)定后再開始曝光，因而速度比較慢。
2.2 線陣CCD掃描
線陣圖像傳感器配合切片的勻速運(yùn)動，一般稱為線掃方式，其在掃描時，切片是保持勻速運(yùn)動，速度很快，但是控制復(fù)雜，要求載物臺的控制精度高，并需要有輔助的對焦裝置，系統(tǒng)成本高。面陣掃描在追求掃描速度的同時，更在意的是掃描后的圖像質(zhì)量。而面陣傳感器面積大，可收集更多的光，這一優(yōu)勢在熒光掃描中，能明顯地體現(xiàn)出來。
第二節(jié)：數(shù)字病理發(fā)展歷程及應(yīng)用
1.數(shù)字病理的發(fā)展和演變
以玻璃切片和顯微鏡為基礎(chǔ)的病理學(xué)技術(shù)，至今已經(jīng)發(fā)展了200多年。
最近幾十年，隨著計算機(jī)和信息技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)字病理學(xué)應(yīng)運(yùn)而生。
數(shù)字病理學(xué)，簡單來說，就是將傳統(tǒng)病理切片轉(zhuǎn)化成數(shù)字圖像，上傳到計算機(jī)查看，這是數(shù)字病理學(xué)最早的模式。從單張2D虛擬切片開始，到包含多張?zhí)摂M切片的虛擬病例，是數(shù)字病理學(xué)最初的嘗試。然而從那以后，數(shù)字病理學(xué)的概念和功能逐步發(fā)生巨大改變，當(dāng)前對它更準(zhǔn)確的定義是：組織學(xué)和為組織學(xué)病理信息系統(tǒng)。這類系統(tǒng)不僅實現(xiàn)樣品數(shù)字可視化，也實現(xiàn)了對2D/3D樣品的數(shù)字化管理，譬如實時評估、比較、2D/3D重建、歸檔；大范圍地傳播查看和咨詢；與其他病人資料進(jìn)行匯編、數(shù)據(jù)挖掘；以及用于教育、臨床診斷、病人管理研究和發(fā)展人工智能工具等等。
上世紀(jì)60年代，有科學(xué)家進(jìn)行了嘗試。80年代，開始使用模擬或數(shù)字?jǐn)z像頭進(jìn)行圖像采集、存儲和傳輸。到80年代末，有人提出將整張切片數(shù)字化的設(shè)想。該設(shè)想一提出就在歐美涌現(xiàn)出競相研發(fā)的熱潮。上世紀(jì)90年代，首套數(shù)字病理切片系統(tǒng)在美國研發(fā)成功，并應(yīng)用于商業(yè)領(lǐng)域。
2. 數(shù)字病理切片的特點
2.1 可以永久保存，方便管理檢索。
傳統(tǒng)玻璃切片在制作和使用過程中容易破碎、褪色，標(biāo)本消耗量大；一些珍貴標(biāo)本取材不易，一旦破損，難以補(bǔ)充；熒光切片易淬滅不宜長久保存……數(shù)字切片克服了這些缺點，既可以永久保存，又無需大量重復(fù)制作，節(jié)約資源。
玻璃切片數(shù)字化之后，便于進(jìn)行標(biāo)記，分類保存，方便檢索，使切片的管理更加高效便捷。利用數(shù)字切片建立超大容量的數(shù)字病理切片庫，保存珍貴的切片資料，并且實現(xiàn)了同一張切片可在不同地點同時被很多人瀏覽。
2.2 隨時瀏覽，便于標(biāo)記。
與傳統(tǒng)玻璃切片依賴顯微鏡進(jìn)行觀察不同，數(shù)字切片可以隨時隨地通過調(diào)閱電腦切片庫里進(jìn)行瀏覽閱讀。
玻璃切片在顯微鏡下觀察，遇到典型結(jié)構(gòu)，定位標(biāo)記比較困難，一旦移動視野就要重新再尋找典型結(jié)構(gòu)。數(shù)字切片是一個電子文檔，在觀察切片時可以把典型結(jié)構(gòu)進(jìn)行標(biāo)記，日后需要查閱，只需單擊屏幕上的典型結(jié)構(gòu)快捷按鈕，標(biāo)記位置立即重現(xiàn)，無論是教學(xué)的復(fù)習(xí)，還是診斷的復(fù)核都非常方便。
2.3 方便傳輸，為教學(xué)和遠(yuǎn)程會診提供便利。
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展使得數(shù)字切片可以高速高效地傳輸。
數(shù)字切片庫用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸和資源共享, 學(xué)生可隨時通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng), 以模擬顯微鏡的方式瀏覽和觀察數(shù)據(jù)資源庫的切片,使教學(xué)活動延伸到課堂之外。
采用數(shù)字切片，專家遠(yuǎn)程實時閱片，避免過去病理切片寄送中發(fā)生玻璃切片破碎、丟失或其他醫(yī)療安全隱患，同時及時進(jìn)行多方會診。
2.4 優(yōu)質(zhì)圖像包含切片全部信息。
日益發(fā)展的數(shù)字切片掃描系統(tǒng)，掃描獲得高分辨率和清晰度的圖像。
在鼠標(biāo)操縱下選擇數(shù)字切片任意位置完成無極變倍連續(xù)縮放瀏覽，并提供切片全景導(dǎo)航，使高倍鏡下的圖像與低倍鏡下的位置形成良好對應(yīng)。還能夠?qū)崿F(xiàn)切片的定量分析和標(biāo)注等后期處理。
應(yīng)用者可對顯微切片任何區(qū)域進(jìn)行不同放大倍率的瀏覽，瀏覽時為光學(xué)放大而非數(shù)碼放大，因此不存在圖像信息失真和細(xì)節(jié)不清的問題，這與普通計算機(jī)瀏覽圖片縮放只改變圖像大小而無法改變分辨率有本質(zhì)的區(qū)別。
3. 數(shù)字病理切片應(yīng)用現(xiàn)狀
3.1形態(tài)學(xué)學(xué)科的教學(xué)工具
作為一種新的突破性技術(shù)，數(shù)字病理切片已經(jīng)給病理學(xué)等形態(tài)學(xué)學(xué)科的教學(xué)帶來革命性變化。澳大利亞新南威爾士大學(xué)早在2004年就首次成功的將數(shù)字切片系統(tǒng)應(yīng)用于病理學(xué)教學(xué)與考試的累積性評估。
醫(yī)院、學(xué)校、研究機(jī)構(gòu)整理典型病例和疑難病例切片，挑選制作精良、圖像清晰的玻璃切片掃描成數(shù)字切片，建立數(shù)字病理切片庫。病變組織掃描后可以永久使用，能夠避免教學(xué)組織切片的不斷損耗。全數(shù)字化存儲，不占空間。
根據(jù)特征、疾病、癥狀、解破部位等對數(shù)字病理切片進(jìn)行分類檢索和查詢，在展示病變組織的同時對照正常圖像，加強(qiáng)學(xué)生的縱向和橫向思維的鍛煉，更準(zhǔn)確地理解某些抽象概念。不僅提高教學(xué)資源的使用效率，豐富了教學(xué)內(nèi)容，同時方便教學(xué)資源的管理。對本科生、研究生及臨床醫(yī)生的教學(xué)培訓(xùn)起了關(guān)鍵作用。
將數(shù)字病理切片上傳到服務(wù)器端，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸，應(yīng)用于講座教學(xué)和集體閱片。通過圖像瀏覽軟件進(jìn)行觀察，用鼠標(biāo)選擇切片任意位置，進(jìn)行定倍及任意倍率的放大或縮小，不產(chǎn)生圖像信息失真。進(jìn)行網(wǎng)上教學(xué)，不同地點的人可以共同探討和發(fā)表意見，不受時間空間限制。
3.2 臨床疾病的診斷助手
3.2.1 遠(yuǎn)程診斷
病理遠(yuǎn)程診斷于1973年首次應(yīng)用于臨床，從一艘停泊在巴西的輪船通過衛(wèi)星遠(yuǎn)距離向華盛頓傳送骨髓涂片的病理圖像。1987年，美國Rush醫(yī)學(xué)院病理科Weinstein首次提出利用遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)開展病理會診。目前，遠(yuǎn)程病理診斷已在歐美、日本的病理診斷中得到廣泛應(yīng)用。德國已經(jīng)實現(xiàn)利用數(shù)字病理系統(tǒng)進(jìn)行乳腺癌遠(yuǎn)程診斷。
病理遠(yuǎn)程診斷是通過數(shù)字切片掃描系統(tǒng)，在高倍物鏡下，把整張病理切片快速掃描生成全視野數(shù)字病理切片后存儲在電腦里，醫(yī)院或患者通過網(wǎng)絡(luò)，將數(shù)字病理切片與相關(guān)病史上傳到診斷平臺。專家登錄平臺，通過瀏覽器進(jìn)行數(shù)字切片瀏覽、分析和診斷，對病人的病情進(jìn)行討論，進(jìn)一步明確診斷，指導(dǎo)確定治療方案。專家診斷或會診結(jié)束后，系統(tǒng)可自動下載專家診斷報告，并打印。
這套系統(tǒng)實現(xiàn)了患者、醫(yī)院、專家之間遠(yuǎn)程診斷信息的及時傳遞，使病理醫(yī)生、臨床醫(yī)生在最短的時間內(nèi)取得診斷報告（被譽(yù)為腫瘤診斷的“金標(biāo)準(zhǔn)”），使患者得到及時的救治。特別適合于冰凍切片遠(yuǎn)程診斷。
此外，這套系統(tǒng)架起了專家與基層醫(yī)院、病理科醫(yī)生會診、咨詢、討論的橋梁，可以實現(xiàn)無時間、空間限制的快速的遠(yuǎn)程病理會診和咨詢業(yè)務(wù)，緩解因醫(yī)療資源分配不均造成的一系列問題。
3.2.2 診斷中的質(zhì)量控制
病理診斷是鑒定腫瘤良、惡性唯一“金標(biāo)準(zhǔn)”，準(zhǔn)確縝密的病理診斷是決定臨床手術(shù)、治療方案的重要依據(jù)。病理診斷涉及的環(huán)節(jié)眾多，任何一個節(jié)點出現(xiàn)問題，即可能引起診斷失誤。因而病理診斷的每一個環(huán)節(jié)都應(yīng)該進(jìn)行質(zhì)量控制。包括：
( 1) 診斷前質(zhì)控: 主要對標(biāo)本的接收和固定、取材、制片等環(huán)節(jié)進(jìn)行質(zhì)控。
( 2) 診斷中質(zhì)控: 主要對診斷過程中的審核、醫(yī)囑提醒、病理報告、標(biāo)本質(zhì)量進(jìn)行質(zhì)控。
( 3) 診斷后質(zhì)控: 主要對切片借閱、病例歸檔、查詢統(tǒng)計進(jìn)行質(zhì)控。
傳統(tǒng)質(zhì)量控制，需要到現(xiàn)場查看制片結(jié)果。
采用數(shù)字化病理后，即可遠(yuǎn)程基于通過全視野數(shù)字病理切片對制片質(zhì)量以及診斷質(zhì)量進(jìn)行評價。通過遠(yuǎn)程病理質(zhì)控，直接修訂存在問題的病理診斷。
3.2.3計算機(jī)輔助病理診斷
隨著全視野數(shù)字切片掃描技術(shù)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，由數(shù)字病理拓展而來的臨床應(yīng)用越來越廣泛。數(shù)字病理應(yīng)用于病理圖像深度分析協(xié)助病理診斷將在未來依賴人工智能的發(fā)展程度，然而這是我國乃至世界方興未艾的領(lǐng)域，也是未來數(shù)字病理發(fā)展的重要方向。
（1）自動圖像分析提高組織病理學(xué)的診斷效率。采用全視野數(shù)字切片進(jìn)行診斷時，進(jìn)行圖像瀏覽的時間可能比傳統(tǒng)顯微鏡有所增加。通過編寫程序來識別感興趣區(qū)域（ROI）可以改善并加速診斷工作流程，特別是如果能在病理醫(yī)生看到圖像前就計算出ROI就更有意義。
（2）對于免疫組織化學(xué)染色的全視野數(shù)字切片進(jìn)行定量分析軟件可以提高分析的準(zhǔn)確性。軟件通過對照細(xì)胞的染色強(qiáng)度來進(jìn)行評價，比肉眼觀察有更高的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。
麥克奧迪實業(yè)集團(tuán)、Ventana醫(yī)療系統(tǒng)公司等都推出針對免疫組織化學(xué)染色圖像自動分析的軟件，如Her2病理圖像分析軟件，Ki67病理圖像分析軟件，p53病理圖像分析軟件等。
3.3科學(xué)研究
3.3.1 醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用
全視野數(shù)字切片可以對病變進(jìn)行精準(zhǔn)的測量，比光學(xué)顯微鏡下直接測量或測量照片獲得更準(zhǔn)確地結(jié)果。很多醫(yī)學(xué)研究都需要對病理切片進(jìn)行多中心的評價。通過全視野數(shù)字切片可以方便地提供切片共享，以及歸檔管理。
3.3.2 病理學(xué)研究中的應(yīng)用
組織芯片TMA、藥物篩選、毒理實驗室、法醫(yī)鑒定、刑事微物鑒別等。
以往，病理圖像研究僅限于記錄與測量，較少進(jìn)行分析。而數(shù)字化病理切片，可以在切片數(shù)字化基礎(chǔ)上進(jìn)行圖像分析。比如通過軟件對腫瘤組織免疫組織化學(xué)染色情況進(jìn)行分析，把染色強(qiáng)弱、陽性比例等進(jìn)行統(tǒng)計，得出全片的結(jié)果。比人工評價、手工統(tǒng)計更方便、準(zhǔn)確。目前對于標(biāo)記在細(xì)胞核或細(xì)胞膜上的自動免疫組化（IHC）染色已經(jīng)有了成熟的解決方案，比如ER、PR、Her-2等。
組織微陣列（TMA）作為大通量病理組織形態(tài)的研究手段，已經(jīng)在病理研究中普遍使用。WSI掃描TMA切片后，軟件進(jìn)行分割，逐一提取TMA組織，再進(jìn)行統(tǒng)計分析計算，大大降低了人力成本，而且保證結(jié)果更真實可靠。
應(yīng)用病理遠(yuǎn)程診斷平臺，可以實現(xiàn)切片制作、存儲和管理的數(shù)字化，通過醫(yī)院PACS/HIS接口，共享全球數(shù)字化病理信息；實現(xiàn)教學(xué)、科研、診斷以及遠(yuǎn)程病理質(zhì)控的網(wǎng)絡(luò)信息化，使各地醫(yī)院（同城或異地醫(yī)院）可進(jìn)行學(xué)術(shù)交流和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)會議等。
第三節(jié)：主要生產(chǎn)企業(yè)及概況
1. 國內(nèi)主要廠家
（1）麥克奧迪實業(yè)集團(tuán)有限公司
創(chuàng)立于1983年，已成功地在美國、加拿大、德國、西班牙、英國、香港和中國等多個國家注冊了motic商標(biāo)。近幾年來，MOTIC將現(xiàn)代科技與醫(yī)療診斷技術(shù)結(jié)合，把傳統(tǒng)顯微鏡變?yōu)椤皵?shù)碼顯微圖像處理系統(tǒng)”的分支平臺。數(shù)碼互動教室、實驗室的首創(chuàng)和推出，掀起了形態(tài)教學(xué)的革命。自動顯微鏡系統(tǒng)的成功研發(fā)為顯微科學(xué)領(lǐng)域的研究和發(fā)展提供了嶄新的理念和實用平臺，推動了遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程科研和遠(yuǎn)程教學(xué)的廣泛應(yīng)用。
由麥克奧迪自主研發(fā)的EasyScan系列的數(shù)字切片掃描系統(tǒng)，有四種掃描方式應(yīng)用于不同標(biāo)本：標(biāo)準(zhǔn)掃描；高精度掃描；多層掃描；景深擴(kuò)展掃描。該系統(tǒng)切片掃描圖像清晰、瀏覽快速、操作簡便，與遠(yuǎn)程平臺技術(shù)相結(jié)合，可作為病理遠(yuǎn)程會診咨詢、病理診斷的質(zhì)控、病理數(shù)字化建設(shè)、教學(xué)、培訓(xùn)及考核等方面的工具使用，對病理診斷水平較薄弱的基層醫(yī)療機(jī)構(gòu)更具有實用價值，對提升我國醫(yī)院的病理診斷水平具有重要深遠(yuǎn)的意義。
由麥克奧迪實業(yè)集團(tuán)有限公司、加拿大不列顛哥倫比亞腫瘤研究院（BCCA）合資建立的麥克奧迪（廈門）醫(yī)療診斷系統(tǒng)有限公司。2011年麥克奧迪（廈門）醫(yī)療診斷系統(tǒng)有限公司為國家衛(wèi)生計生委搭建中國數(shù)字病理遠(yuǎn)程診斷與質(zhì)控平臺�，F(xiàn)已覆蓋全國近1000家醫(yī)院，每年為醫(yī)院解決疑難病例會診2萬多列，該平臺成為全球運(yùn)行最有效的遠(yuǎn)程病理會診平臺之一。
自主開發(fā)的Gallery數(shù)字切片云存儲平臺，可應(yīng)用于存儲和瀏覽個人數(shù)字切片，針對病例進(jìn)行分享和討論，以及有價值病里數(shù)字切片有償使用；作為病理科內(nèi)部數(shù)字切片系統(tǒng)，提供數(shù)字切片的存儲、管理、應(yīng)用解決方案，可應(yīng)用于院內(nèi)與臨床的討論；作為第三方會診系統(tǒng)數(shù)字切片支持，輸入多個廠家數(shù)字切片問價格式，開放的API方便與第三方遠(yuǎn)程會診系統(tǒng)進(jìn)行集成。
廈門麥克奧迪病理細(xì)胞診斷中心（以下簡稱中心）是由麥克奧迪（廈門）醫(yī)療診斷系統(tǒng)有限公司全額投資，并經(jīng)國家衛(wèi)生行政主管機(jī)關(guān)批準(zhǔn)的獨立病理細(xì)胞診斷中心，能自主開展臨床病理、細(xì)胞學(xué)診斷，獨立于臨床之外的第三方實驗室。中國工程院院士、著名病理學(xué)家劉彤華教授為本中心首席專家。中心日常坐診專家（教授、主任醫(yī)師）3人，醫(yī)師2人，技術(shù)員3人。
作為中華醫(yī)學(xué)會婦科腫瘤分會、中國宮頸癌防治工程和中國健康扶貧工程組委會的戰(zhàn)略合作伙伴，廈門麥克奧迪病理細(xì)胞診斷中心在全國范圍內(nèi)廣泛開展宮頸癌普查和其他腫瘤的早期診斷工作，積累了豐富的實踐經(jīng)驗。
（2）北京優(yōu)納科技有限公司
成立于2005年8月，是由海外歸國留學(xué)人員創(chuàng)辦的高新技術(shù)企業(yè)。業(yè)務(wù)領(lǐng)域包括基于“數(shù)字病理遠(yuǎn)程會診”一體化解決方案的醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域和基于機(jī)器視覺產(chǎn)品及解決方案的半導(dǎo)體及工業(yè)檢測領(lǐng)域，具體內(nèi)容包括半導(dǎo)體、平板電子、SMT等自動化光學(xué)檢測設(shè)備的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售以及數(shù)字病理及遠(yuǎn)程病理相關(guān)產(chǎn)品研發(fā)及服務(wù)。
優(yōu)納科技是國家高新技術(shù)企業(yè)、軟件企業(yè)、北京中關(guān)村百家試點企業(yè)、火炬計劃實施企業(yè)，通過了ISO9000、ISO13485等一系列管理體系認(rèn)證。自2005年成立以來，優(yōu)納科技依托自身強(qiáng)大的技術(shù)開發(fā)能力以及創(chuàng)新能力，研究開發(fā)出PHOCUS-G系列高速千兆網(wǎng)工業(yè)相機(jī)、RAPID系列全自動全光學(xué)檢測設(shè)備、KIS系列平板電子產(chǎn)品檢測系統(tǒng)、PRECICE系列全自動數(shù)字切片掃描系統(tǒng)等擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的軟硬件產(chǎn)品。其中多項產(chǎn)品被北京市授予“自主創(chuàng)新產(chǎn)品”稱號，入選政府采購產(chǎn)品目錄。在知識產(chǎn)權(quán)方面，優(yōu)納科技已擁有發(fā)明專利二十余項，軟件著作權(quán)認(rèn)證四十余項。
（3）寧波江豐生物信息技術(shù)有限公司
寧波江豐生物信息技術(shù)有限公司坐落于具有七千年歷史文化沉淀的浙江省余姚市，是一家專業(yè)從事數(shù)字病理系統(tǒng)開發(fā)和生產(chǎn)的高科技生物信息技術(shù)企業(yè)。公司成立于2011年8月，注冊資本1000萬元人民幣。
數(shù)字病理綜合診斷系統(tǒng)作為公司核心產(chǎn)品，是以高精度數(shù)字化病理切片掃描儀代替?zhèn)鹘y(tǒng)的顯微鏡，實現(xiàn)傳統(tǒng)病理切片的數(shù)字信息化，并利用獨自的醫(yī)療影像處理技術(shù)進(jìn)行智能化病理分析和診斷，同時建立起數(shù)字病理圖像數(shù)據(jù)庫并實現(xiàn)病理診斷信息的遠(yuǎn)程共享。該系統(tǒng)將現(xiàn)代醫(yī)學(xué)、自動控制技術(shù)、醫(yī)療圖像處理技術(shù)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)等高科技融為一體，最終形成一個醫(yī)療、教育、科研以及信息服務(wù)為一體的解決平臺。
2.國外主要廠家
（1）德國萊卡Aperio
2012年，萊卡正式收購Aperio。萊卡可以利用遍布世界各國的終端銷售網(wǎng)絡(luò)為數(shù)字病理掃描儀開路，同時發(fā)揮aperio的在數(shù)字病理掃描儀方面的高端技術(shù)，享受aperio在數(shù)字病理掃描行業(yè)的15年的成熟研發(fā)成果。這是目前技術(shù)最成熟的數(shù)字病理掃描系統(tǒng)，但是價格昂貴。
（2）日本濱松Hamamatsu
成立于1953年的日本濱松光子學(xué)株式會社（以下簡稱濱松集團(tuán)），是一家高水平的光科學(xué)、光產(chǎn)業(yè)公司。濱松集團(tuán)的產(chǎn)品被廣泛的應(yīng)用在醫(yī)療生物、高能物理、宇宙探測、精密分析等產(chǎn) 業(yè)領(lǐng)域，是光產(chǎn)業(yè)界的領(lǐng)軍企業(yè)。為了更好的貢獻(xiàn)于中國光產(chǎn)業(yè)，緊跟中國十二五規(guī)劃的步伐，在2011年10月 成立“濱松光子學(xué)商貿(mào)（中國）有限公司”。
自2003年推出第一款數(shù)字切片掃描儀以來，濱松數(shù)字切片掃描儀NanoZoomer家族不斷壯大，推出包括NanoZoomer-SQ, NanoZoomer-HT, NanoZoomer-RS以及NanoZoomer-XR型號產(chǎn)品。
（3）3DHistech
3DHISTECH，創(chuàng)立于1996年，總部位于匈牙利首都布達(dá)佩斯，專業(yè)從事數(shù)字切片掃描系統(tǒng)和全自動組織芯片系統(tǒng)的研發(fā)、生產(chǎn)和經(jīng)營。公司自1999年成功推出了世界上第一臺Marix機(jī)器后的十余年，分別推出了Pannoramic系列數(shù)字切片掃描系統(tǒng)和MA全自動組織芯片系統(tǒng)，并取得了美國及歐盟百余種專利技術(shù)。
Pannoramic系列有三種掃描方式：單層掃描，掃描時間短，所需存儲空間最小，適用于明場或IF（免疫熒光）切片掃描；多層掃描，掃描后將每層圖像分別保存和瀏覽，掃描時間長，所需存儲空間大；深擴(kuò)展掃描，也就是多層融合掃描，是將自動聚焦多層掃描的功能得到了更深的擴(kuò)展，它可實現(xiàn)多層圖像的融合，時間長，但所需存儲空間小，特別適合FISH切片掃描。
除了數(shù)字切片掃描軟件、數(shù)字切片瀏覽軟件為與PANNORAMIC相配套的兩個基本功能軟件外，3D還有多種可選配的專項分析軟件，例如組織定量分析軟件，適用于明場及熒光圖像分析，同時可以應(yīng)用于細(xì)胞學(xué)或血液學(xué)的定量分析、胚胎學(xué)組織分割的定量分析等。
（4）其他廠商
Zeiss（德國）、Philips（荷蘭）、Visiopharm（丹麥）、Indica Labs（美國）、Ventana醫(yī)療系統(tǒng)公司（美國）也都有比較成熟的全視野數(shù)字切片產(chǎn)品，這里就不一一贅述。
第四節(jié)：行業(yè)發(fā)展趨勢
現(xiàn)階段病理診斷已進(jìn)入了數(shù)字化階段，所有病理圖像和管理都可以全部數(shù)字化，實現(xiàn)資源的共享，解放了病理醫(yī)生的部分手腳工作，有效緩解了病理資源分布不均的問題，提高了診斷效率。隨著數(shù)字病理應(yīng)用的普及，其診斷的需求量越來越大。這就要求有更為高效、準(zhǔn)確的診斷方式。一是需要解決數(shù)字切片的標(biāo)準(zhǔn)化，以兼容醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像信息系統(tǒng)和其他醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)，實現(xiàn)廣義上的共享，進(jìn)一步提高互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療的效率；二是采用新技術(shù)實現(xiàn)自動的定量判讀，以解決現(xiàn)有病理醫(yī)生嚴(yán)重不足的問題，以及容易出現(xiàn)漏診，誤診的問題。
1. 數(shù)字切片的標(biāo)準(zhǔn)化
隨著數(shù)字病理診斷的普及，數(shù)字切片掃描儀的廠家越來越多，但數(shù)字切片并沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，每家都有自己的專有格式，基本互不兼容，例如麥克奧迪實業(yè)集團(tuán)有限公司的MDS格式、Leica 的SVS格式等，并為這些專用文件格式開發(fā)了對應(yīng)的軟件庫和瀏覽器。專用的文件格式只適用于對應(yīng)廠商的產(chǎn)品，不具有通用性。出于技術(shù)保密的考慮，各廠商一般不提供專用文件格式的文檔，即使提供也會省略重要的細(xì)節(jié)。要訪問數(shù)字切片，必須使用廠商提供的軟件庫和瀏覽器，導(dǎo)致醫(yī)生和研究人員受限于特定的廠商。這些問題正影響著數(shù)字病理信息的互聯(lián)互通、遠(yuǎn)程利用與共享，也影響與醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像信息系統(tǒng)PACS(Picture Archiving and Communication Systems)、醫(yī)院信息系統(tǒng)HIS (Hospital Information System)HIS的方便整合，在一定程度上制約著數(shù)字病理、遠(yuǎn)程病理的發(fā)展。所以，數(shù)字切片迫切需要一種通用的文件格式或者一種通用的規(guī)范。作為PACS中醫(yī)學(xué)圖像格式和傳輸醫(yī)學(xué)圖像協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)中的DICOM標(biāo)準(zhǔn)，專門成立了研究病理問題的DICOM 工作組WG-26，研究解決將DICOM 應(yīng)用于數(shù)字切片的技術(shù)障礙，包括數(shù)字切片的尺寸、數(shù)據(jù)量，數(shù)據(jù)的組織方式和處理方式，并提出了兩個補(bǔ)充協(xié)議122 和145。
2.定量病理
傳統(tǒng)的顯微成像技術(shù)只能提供被觀測標(biāo)本的形態(tài)學(xué)信息和顏色信息，不能進(jìn)一步給出物質(zhì)的組成成分信息，醫(yī)生在診斷時也只能根據(jù)臨床經(jīng)驗提供定性判斷，缺乏定量標(biāo)準(zhǔn)，存在一定的誤差，易發(fā)生誤診、漏診。隨著相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步，基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)的發(fā)展很大程度上拓展了臨床醫(yī)學(xué)對疾病機(jī)制研究的廣度和深度。組織和細(xì)胞的形態(tài)學(xué)信息已滿足不了診斷需求，需要更關(guān)注細(xì)胞內(nèi)多種蛋白的表達(dá)、分布、調(diào)控、轉(zhuǎn)移及與疾病發(fā)生、發(fā)展的聯(lián)系。尤其是在癌癥的研究領(lǐng)域，揭示腫瘤微環(huán)境在免疫應(yīng)答中的重要作用，探究癌細(xì)胞和基質(zhì)細(xì)胞特別是免疫細(xì)胞的相互關(guān)系，成為精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)攻克癌癥的重要研究議題。顯微光譜成像技術(shù)是在傳統(tǒng)顯微成像技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合目前發(fā)展迅速的光譜成像理論得到的一種新型光學(xué)探測技術(shù)。它是光譜分析技術(shù)和顯微成像技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，可以同時提供二維空間信息和一維光譜信息，圖譜合一，配合一定的模式識別算法，能夠?qū)崿F(xiàn)物質(zhì)組成成份定性、定量、定位的綜合指標(biāo)分析，國內(nèi)外的很多研究也表明了此技術(shù)的優(yōu)勢，如Dicker等檢測了皮膚組織中的異常，獲取得到400-800nm之間的連續(xù)波長，利用高光譜成像技術(shù)，由此對比了良性痣與黑色素瘤的差異。PerkinElmer近期推出的新一代的組織定量病理學(xué)工作站Mantra，就是采用了多光譜技術(shù)，為定量病理的研究工作提供了有力的工具，會促使定量病理的加快臨床應(yīng)用。
3. 人工智能診斷
數(shù)字切片雖然解決了患者和病理醫(yī)生在空間和時間上的障礙，但其診斷還是要依靠病理醫(yī)生。病理診斷是疾病診斷的金標(biāo)準(zhǔn)，是精準(zhǔn)醫(yī)療的關(guān)鍵，所以病理醫(yī)生又被稱為“醫(yī)生的醫(yī)生”，但病理醫(yī)生的培養(yǎng)周期很長，一位病理醫(yī)生能夠獨自做病理診斷一般需要先經(jīng)過大學(xué)5年甚至8年的臨床醫(yī)學(xué)教育，再進(jìn)行5年~6年的臨床病理診斷實踐，所以比較緊缺。特別是在中國，據(jù)中國醫(yī)師協(xié)會病理科醫(yī)師分會普查，中國只有 2 萬左右的病理醫(yī)生，如要達(dá)到發(fā)達(dá)國家的要求，有8~10萬的缺口。病理人才奇缺又培養(yǎng)艱難，意味著只有通過創(chuàng)新技術(shù)的手段來解決。近年來人工智能技術(shù)的迅猛發(fā)展，
如谷歌大腦與Verily公司聯(lián)合開發(fā)了一款能用數(shù)字病理切片來診斷乳腺癌的人工智能，并與一位資深病理學(xué)家對130張切片進(jìn)行“讀片”比賽，結(jié)果是人工智能的準(zhǔn)確率超過病理學(xué)家。表明人工智能識別病理切片在技術(shù)上已具備可行性，而且優(yōu)勢非常明顯：具有準(zhǔn)確度高、閱片速度快、成本低、永不疲勞、沒有使用地域限制、重復(fù)性高，更好地輔助病理科醫(yī)生篩查出有問題的病理照片，可以代替病理醫(yī)生80%的工作，使得病理醫(yī)生可以將更多精力放在疑難雜癥的診斷上，有效解決病理醫(yī)生不足和分布不均勻的問題。除此之外也利于病理人才的培養(yǎng)，人工智能本身就是一個巨大的數(shù)據(jù)庫，存了大量的病例、圖庫、知識庫。一方面，可以利用這些病例來拓寬病理醫(yī)生的視野；另一方面，在不斷和人工智能接觸的過程中，醫(yī)生也可以不斷學(xué)習(xí)并找到診斷的依據(jù)和思路。人工智能診斷是數(shù)字化病理發(fā)展的必然趨勢。
在技術(shù)、政策、資金等的驅(qū)動下，人工智能診斷將得到迅猛發(fā)展，相信很快就可以商業(yè)化并臨床應(yīng)用，并覆蓋更多的病種。
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