[发明专利]类H&E影像的合成方法及采用该方法的光学系统

说明书

一种类H&E影像的合成方法，包括：输入一待测样本的一灰阶干涉影像或一灰阶反射影像至一信息处理装置的一第一存储区块中及输入该待测样本的一灰阶荧光影像至该信息处理装置的一第二存储区块中；利用该信息处理装置将该灰阶干涉影像或灰阶反射影像经由一第一色彩转换运算转换为一第一RGB影像，及利用该信息处理装置将该灰阶荧光影像经由一第二色彩转换运算转换为一第二RGB影像；利用该信息处理装置对该第一RGB影像及该第二RGB影像进行一影像融合运算及一强度反转运算以产生一类H&E影像。此外，本发明亦揭示了一种采用所述方法的光学系统。

技术领域

本发明涉及一种光学系统的合成影像方法，特别是一种类H&E(Hematoxylin andEosin，苏木紫与伊红)影像的合成方法及采用该方法的光学系统。

背景技术

进行肿瘤切除手术时，常须等待病理科医师用冷冻切片(frozen section)来检验以确定肿瘤是否切除干净。然而，在进行冷冻切片的过程中，若待测样本是多水分的样本，则其冷冻后会产生破坏组织结构的冰晶(crystal ice)；而若待测样本是多脂肪(fat)的样本，则在一般组织均已冷冻固化的温度(～-20℃)下，其脂肪组织会因尚未冷冻固化而易从切片脱落，造成切片组织不完整。此外，冷冻后的细胞亦不易稳定染上颜色。由于上述原因会造成冷冻切片的影像和新鲜组织结构的影像之间有所出入的影像缺陷(artifact)，所以利用光学原理来进行组织即时切片检测的仪器也就因应而生，因为利用非破坏性的光学切片，能在不需冷冻固定待测样本的前提下，快速获得类H&E影像以利医疗人员进行判读。

而一般实验室所使用的光学切片影像合成方法则是通过对一待测样本的多个灰阶影像进行一线性组合运算而产生一黑底(即黑色背景)RGB影像，以在该黑底RGB影像映射于人眼时，使人眼感测到彷佛在暗房中的一彩色影像，其中，所述多个灰阶影像是由作用在该待测样本的多个不同成像方法而产生，该彩色影像的各像素的颜色均是由三原色(红、绿、蓝)混合而产生，且所述各像素的三原色的强度可由所述多个灰阶影像的各对应像素的强度的三个线性组合决定。另外，传统的成像技术，如卫星影像、X射线影像或电子显微镜影像，因仅能提供单一影像强度分布，故其影像仅能以灰阶格式呈现。若影像能以彩色方式呈现，不仅能增加可看度与辨识度，也能提供更多的信息。

另外，以影像的对比度而言，红与绿会是对比度最高的色调，但因黑底的关系，看久了或看多了影像时，眼睛易产生不适感，也会容易疲倦，故无法满足病理科医师需大量阅读病理切片的诉求。因此现今病理影像的产生，一般是对一实体切片(为石蜡切片或冷冻切片)以嗜碱性染料苏木紫(Hematoxylin，苏木精)与嗜酸性染料伊红(Eosin)进行染色再经一造影程序而产生一柔和的白底(即白色背景)影像，其中，苏木紫染剂与伊红染剂会分别对细胞核(nucleus)及细胞质(cytoplasm)着上蓝紫色与粉红色，且由于细胞质中的不同成分会与伊红有不同的结合程度而产生不同色调的粉红色，因此H&E切片造影可以提供更详细的病理信息。所以，如能将现有光学切片技术常用的黑底RGB影像，改变成类似H&E的白底RGB影像，对于每天需要大量阅读影像的病理科医师而言，是非常有帮助的。然而，传统的实体切片除了会造成影像缺陷外，造影所需的时间冗长，常不符合外科手术的需求。

已知技术如美国授权号为US8269827B2、发明名称为“System and methods formapping fluorescent images into a bright field color space”的专利，公开一种使用荧光图像产生类H&E影像的方法，包括以下步骤：获取待测样本上固定区域的两种或更多种荧光图像；将所述荧光影像的图像资料以映射参数变换为明场色空间(bright fieldcolor space)；以及产生明场型图像。