La pathologie numérique a révolutionné le domaine du diagnostic médical et de la recherche en permettant la numérisation des lames tissulaires, qui peuvent ensuite être consultées, analysées et partagées électroniquement. Au cœur de cette transformation se trouve le scanner de pathologie numérique, un appareil sophistiqué qui capture des images haute résolution d'échantillons de tissus. Dans cet article de blog, je partagerai les principes derrière les scanners de pathologie numérique en tant que fournisseur de ces outils avancés.
Le concept de base de la analyse de pathologie numérique
L'objectif fondamental d'un scanner de pathologie numérique est de convertir une diapositive de microscope physique en une image numérique. Ce processus implique plusieurs étapes et composants clés. La diapositive, qui contient une mince section de tissus colorées avec divers colorants pour mettre en évidence différentes structures cellulaires et tissulaires, est placée sur le stade du scanner. Le scanner utilise ensuite une combinaison d'optiques, de capteurs et de mécanique de précision pour capturer l'image de l'échantillon de tissu.
Système optique
Le système optique est l'une des parties les plus critiques d'un scanner de pathologie numérique. Il est responsable de l'agrandissement et de la concentration de l'image de l'échantillon de tissu sur le capteur d'image. La plupart des scanners utilisent des lentilles objectives de haute qualité, similaires à celles trouvées dans les microscopes traditionnelles, pour fournir différents niveaux de grossissement. Par exemple, un scanner peut offrir des grossissements de 4x, 10x, 20x et 40X, permettant aux pathologistes de visualiser le tissu à différents niveaux de détail.
Le système optique comprend également une source lumineuse. Dans la plupart des cas, l'éclairage du champ vif est utilisé, où la lumière passe par l'échantillon de tissu en dessous de la diapositive. Ce type d'éclairage convient à la visualisation d'échantillons colorés avec des colorants communs tels que l'hématoxyline et l'éosine (H&E). Certains scanners, cependant, sont équipés de systèmes d'éclairage plus avancés, tels que l'éclairage de fluorescence, qui est utilisé pour visualiser des échantillons marqués avec des colorants fluorescents. NotreScanner de diapositives à fluorescence multicanalest conçu pour gérer ces échantillons, permettant aux chercheurs d'étudier des molécules spécifiques et des processus cellulaires à haute sensibilité.
Capteur d'image
Le capteur d'image est un autre composant crucial du scanner de pathologie numérique. Il capture la lumière qui passe ou est émise par l'échantillon de tissu et la convertit en un signal électrique, qui est ensuite transformé en image numérique. Il existe deux principaux types de capteurs d'image utilisés dans les scanners de pathologie numérique: les dispositifs couplés à charge (CCD) et les capteurs complémentaires de sémiconducteur métal-oxyde (CMOS).
Les CCD sont utilisés dans les applications d'imagerie depuis de nombreuses années et sont connus pour leur forte sensibilité et leur faible bruit. Ils sont capables de produire des images de haute qualité avec une excellente résolution et une précision des couleurs. Les capteurs CMOS, en revanche, sont un développement plus récent et présentent plusieurs avantages par rapport aux CCD. Ils sont plus efficaces, ont des vitesses de lecture plus rapides et sont souvent moins chers à fabriquer. De nombreux scanners de pathologie numérique modernes utilisent des capteurs CMOS en raison de ces avantages.
Mécanisme de balayage
Pour capturer toute la zone de l'échantillon de tissu sur la diapositive, le scanner doit déplacer la diapositive relative au système optique. Ceci est généralement réalisé en utilisant un stade motorisé précis. L'étape peut se déplacer dans les directions x et y (horizontalement) et parfois dans la direction z (verticalement) pour concentrer l'image.
Il existe deux méthodes de balayage principales utilisées dans les scanners de pathologie numérique: la numérisation des points et la numérisation des zones. Dans le balayage des points, le scanner capture un seul point de l'image à la fois, puis déplace la scène vers le point suivant. Cette méthode est relativement lente mais peut fournir des images à très haute résolution. La numérisation de la zone, en revanche, capture une plus grande zone de l'image à la fois. Ceci est réalisé en utilisant un capteur d'image plus grand ou en couchant ensemble plusieurs images plus petites. La numérisation de la zone est généralement plus rapide que le balayage ponctuel, mais peut nécessiter un traitement d'image plus sophistiqué pour assurer la couture transparente des images.
Traitement d'image
Une fois que les données d'image brutes sont capturées par le capteur d'image, elles doivent être traitées pour améliorer sa qualité et la rendre adaptée à l'analyse. Les algorithmes de traitement d'image sont utilisés pour corriger des facteurs tels que l'éclairage inégal, les variations de couleur et le bruit. Ces algorithmes peuvent également être utilisés pour améliorer le contraste et la netteté de l'image, ce qui permet aux pathologistes d'identifier plus facilement les caractéristiques importantes de l'échantillon de tissu.
En plus du traitement d'image de base, certains scanners de pathologie numérique offrent également des capacités d'analyse avancées. Par exemple, ils peuvent être en mesure de détecter et de classer différents types de cellules ou de structures tissulaires, de mesurer la taille et la forme des objets dans l'image ou effectuer une analyse quantitative de biomarqueurs spécifiques. Ces caractéristiques peuvent améliorer considérablement l'efficacité et la précision du diagnostic pathologique.
Interface logicielle
L'interface logicielle est la partie orientée utilisateur du scanner de pathologie numérique. Il permet aux pathologistes et aux chercheurs de contrôler le scanner, de visualiser et d'analyser les images numériques et de gérer les données. Une bonne interface logicielle doit être intuitive et facile à utiliser, avec des fonctionnalités telles que la navigation d'image, les outils d'annotation et la possibilité d'exporter des images et des données dans divers formats.
NotreScanner de diapositives de pathologie numériqueLivré avec une interface logicielle puissante et conviviale qui fournit tous les outils nécessaires pour un flux de travail efficace. Les pathologistes peuvent facilement sélectionner les paramètres de numérisation, afficher la progression en temps réel de la numérisation et commencer à analyser les images dès que la numérisation est terminée.
Avantages des scanners de pathologie numérique
Les scanners de pathologie numérique offrent plusieurs avantages par rapport à la microscopie traditionnelle. Premièrement, ils permettent un accès à distance aux échantillons de tissus. Les pathologistes peuvent visualiser et analyser des images numériques de n'importe où dans le monde, tant qu'elles ont une connexion Internet. Ceci est particulièrement utile pour la télépathologie, où des consultations peuvent être menées entre des pathologistes à différents endroits.
Deuxièmement, les images numériques peuvent être facilement stockées, récupérées et partagées. Cela facilite le maintien d'une base de données complète d'échantillons de tissus à des fins de recherche et éducatives. Les pathologistes peuvent également comparer les cas actuels avec les cas précédents dans la base de données, ce qui peut aider à faire des diagnostics plus précis.
Enfin, les scanners de pathologie numérique peuvent améliorer l'efficacité du processus de diagnostic. Ils peuvent scanner plusieurs lames simultanément, réduisant le temps requis pour la microscopie manuelle. Les capacités avancées d'analyse d'images de certains scanners peuvent également aider à identifier les caractéristiques importantes de l'échantillon de tissus plus rapidement et avec précision.
Applications des scanners de pathologie numérique
Les scanners de pathologie numérique ont un large éventail d'applications dans le domaine médical. Ils sont couramment utilisés dans le diagnostic clinique, où ils peuvent aider les pathologistes à faire des diagnostics plus précis et opportuns. Par exemple, dans le diagnostic du cancer, les scanners de pathologie numérique peuvent être utilisés pour détecter et classer différents types de cellules cancéreuses, déterminer le stade du cancer et guider les décisions de traitement.
Dans la recherche, les scanners de pathologie numérique sont utilisés pour étudier les mécanismes de la maladie, développer de nouveaux médicaments et évaluer l'efficacité du traitement. Ils peuvent également être utilisés dans des contextes éducatifs, où ils peuvent offrir aux étudiants une expérience d'apprentissage plus interactive et engageante. NotreScanner de diapositive au microscopeconvient à une variété d'applications, de la recherche fondamentale aux diagnostics cliniques.
Conclusion
En conclusion, les scanners de pathologie numérique sont des appareils complexes et sophistiqués qui jouent un rôle crucial dans le diagnostic et la recherche médicales modernes. En comprenant les principes derrière ces scanners, les pathologistes et les chercheurs peuvent mieux utiliser leurs capacités et profiter pleinement des avantages qu'ils offrent.
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Références
- Da Madabhushi, PK Harmsen et Ak Singh, «Introduction to Digital Pathology», dans Digital Pathology, Springer, 2016, pp. 1 - 14.
- JF Tomaszewski, «Digital Pathology: Review of the Basic Concepts and Current Status», Archives of Pathology & Laboratory Medicine, vol. 137, no. 12, pp. 1741 - 1748, 2013.
- Sk Lee, Sk Park et HK Kim, «Digital Pathology: A Review of the Current Status and Future Directions», Journal of Pathology and Translational Medicine, vol. 49, no. 6, pp. 430 - 436, 2015.
