数字化病理图像的采集方法
胡晋华
随着计算机技术日新月异的发展，数字化病理图像采集应用已经成为一种趋势。由于病理图像数字化设备不断更新换代，发展很快，目前市场上有各种原理和结构的产品，价位和性能差别很大。本文介绍了目前常见的数字化病理图像采集设备及其使用方法，分析了其各自的优缺点，并对应用过程中的一些技术细节和需要注意的事项予以了说明，供广大同行参考。
1. 数字化病理图像的采集方法
目前，以硬件设备的不同可将获取数字化病理图像的方法分为以下几种方式：普通相机+扫描仪、摄像头或摄像机+图像采集卡、显微数码相机、扫描仪直接扫描。
1.1 普通相机+扫描仪
首先用普通相机拍摄病理图像，然后将得到的照片利用扫描仪进行数字化。有两种方法，其一是将冲洗后的照片用平板式扫描仪扫描，但这样图像的质量会有较大的损失。其二是直接将底片用带透扫功能的扫描仪扫描，图像质量较前者可有较显著的提高，如果能采用高分辨率的胶片扫描仪扫描则效果更为理想。以上两种方法要求扫描仪光学分辨率至少600线,色彩位数24-36位真彩色。仅在计算机屏幕上观看，扫描分辨率不必设得太高；但如果需要打印输出，则分辨率要设置的尽可能高一点。这种方式的缺点是，拍摄周期长、技术条件复杂、成本高，对普通非专业摄影人员技术难度较大。
1.2 摄像头或摄像机+图像采集卡
现在许多医院和科室配备的真彩色病理图像处理系统、荧光显微计算机分析系统等设备大多属于这种情况。摄像头或摄像机拍摄病理图像，要通过图像采集卡实现数字化。摄像头或摄像机的分辨率要求达到480线，图像采集卡要求能采集真彩色、分辩率至少为1024*768的图像。如果使用摄像机，要注意最好直接将图像采集到硬盘而不要先存在录像带上，以免图像质量的下降。这种方式由于要经过从模拟图像到数字图像的转换，其成像质量受摄像机、图像采集卡等多方面因素影响，不同的配置价格和成像质量有很大的差异。尽管市场上该类产品很多，但由于采集到的图像分辨率较低，打印输出时质量较差，已有被显微数码相机取代的趋势。
1.3 显微数码相机
近年来出现的显微数码相机，给显微图像的拍摄带来了极大的方便。其操作简单，成像质量高，并配有专门的图像处理分析和数据库软件。图像直接存入计算机，如果不满意马上可以重拍。不需要胶卷，也不用冲洗，非常方便，基本没有后续投资。目前可供选择的有OLYMPUS、PIXERA、POLAROID等品牌，但价格均较昂贵。一般选用分辨率100万象素的产品即可满足需要，当然，如果资金充足，能用像素更高的产品更好。但要注意最好不要选择只能将图像存为JPG等有损压缩格式，不能存为BMP、TIF等无损压缩格式的相机。拍摄中要采用相机的最大分辨率，采用无损压缩格式。如没有无损压缩格式，要采用最佳质量模式。
1.4 扫描仪直接扫描
利用扫描仪的透扫功能，可以直接对病理切片进行扫描获得数字化图像。扫描仪的光学分辨率最好在1200线以上，最少也要600线，颜色的位数要求24-36位色，越高越好。有条件的单位可考虑购买分辨率达4000线的高档胶片扫描仪。直接扫描法的优点是可以弥补前几种方法不能获得病理图像全貌的缺点。不足的是目前分辨率最高的高档胶片扫描仪得到的图像也只相当于低倍镜的放大倍数，因此目前还只能作为前几种方法的补充。不过，由于扫描法不通过显微镜成象，不受镜头视野的限制，可获得整个切片上图像的全貌，因此，随着扫描仪分辨率的不断提高，这种方法可能成为病理图像数字化最终的解决方案。
2. 应用中的注意事项
无论采用哪一种方法获取数字化病理图像，都应包括显微镜的各种倍数下各个部位视野，如肿瘤有代表性的视野、不典型的视野、反映边缘与周边组织的关系的视野等。由于病理图像的整体结构在诊断中具有很重要的意义，因此低倍镜图像的采集十分重要。物镜除要有40、10、4倍的外，最好还要有一个2倍的。但2倍的物镜价格比较昂贵，可采用以下方法替代：将切片放在显微镜光源上（必须是电光源），在低倍镜下可得到一个视野较广的图像。
数字化病理图像打印输出效果受图像本身的分辩率和打印机的分辩率两方面的影响。只有采集设奋和打印机配置得当才制作出高质量的真彩色图文报告。采集设奋首推显微数码相机，目前市场上已经有300万像素的产品。打印机则推荐分辩率达1440线的EPSON STYLUE PHOTO 870以上照片质量喷墨打印机。使用显微数码相机获得的高分辨率图像，配合照片质量喷墨打印机可打印输出能与普通照片相媲美的图像。
3. 小结
数字化病理图像非常有利于病理资料的长期保存和检索，可为教学、远程医疗、创建专业网站、制作多媒体教学课件等诸多方面的进一步深层次应用积累丰富的资料。但在实际应用中，由于受图像采集设备的限制，目前数字化后的病理图像质量尚难尽如人意，尤其是获取的低倍镜图像的清晰度与切片在显微镜下直接观看还存在一定差距，有待于今后采集设备的进一步改进。
由于在诸多方面拥有广阔的应用前景，数字化病理图像必将成为今后的发展方向，因此很值得在临床工作中认真加以研究并积极推广应用。欢迎有兴趣的同行发电子邮件到hjh1@derma.cn和我们讨论。
本文发于《中华皮肤科杂志》2003年第四期