조직 이미지 자동 분석

Automated tissue image analysis
유리 현미경 미끄럼틀과 커버립 사이에 끼인 얼룩진 히스토릭 시료, 가벼운 현미경의 단계에 장착된다.
헤마톡실린과 에오신 등으로 얼룩진 인간의 폐조직에 대한 역사학적 표본의 현미경 보기.

자동 조직 이미지 분석은 주관적인 오류를 피하기 위해 이미지에서 정량적 측정을 도출하기 위해 연산을 사용하여 조직 샘플을 평가하는 과정이다.

일반적인 애플리케이션에서 자동화된 조직 이미지 분석을 사용하여 환자로부터 채취한 암 종양의 조직 조직에서 암세포의 총체적 활동을 측정할 수 있다. 예를 들어 유방암 환자의 경우 자동화된 조직 이미지 분석을 사용하여 보다 공격적인 형태의 유방암에 존재하는 것으로 알려진 높은 수준의 단백질을 검사할 수 있다.

적용들

자동화된 조직 영상 분석은 조직학자의 평가에 비해 종양 특성화의 불확실성을 크게 줄이거나 일부 암의 재발 예측률을 개선할 수 있다.[1][2][3] 네트워킹에 적합한 디지털 시스템인 만큼 원거리 사이트 간 협력 노력도 촉진한다.[4] 조직 샘플을 자동으로 분석하는 시스템도 비용을 절감하고 시간을 절약한다.[1]

디지털 이미지 획득에는 고성능 CCD 카메라가 사용된다. 첨단 광야 현미경 및 이미지 복원을 위한 다양한 알고리즘과 결합하여, 이 접근방식은 비교 가능한 속도에서 공초점 기법보다 더 나은 결과를 제공할 수 있고 비용을 낮출 수 있다.[5]

과정

미국 식품의약국은 이러한 시스템을 자동 시험 장비의 일반적인 계측 범주에 따라 의료기기로 분류한다.[6]

ATIS는 7가지 기본 프로세스(샘플 준비, 이미지 획득, 이미지 분석, 결과 보고, 데이터 스토리지, 네트워크 통신, 셀프 시스템 진단)와 이러한 기능의 실현을 고도로 정밀한 하드웨어와 잘 통합되고 복잡하며 고가의 소프트웨어로 하고 있다.[7]

준비

검체 준비는 자동화된 시스템의 종양을 평가하는 데 매우 중요하다. 준비 과정의 첫 번째 부분에서 바이오 시스 조직은 적절한 크기(일반적으로 4 mm)로 절단되고, 완충된 포르말린에 고정되고, 에탄올-자일렌에 탈수되며, 파라핀에 내장되고, 일반적으로 4 um 슬라이스로 얇게 분할된 다음, 적어도 두 개의 바코드 슬라이드(컨트롤 및 테스트)에 장착된다. 다음으로 파라핀은 조직에서 제거되고, 조직은 다시 수분이 공급된 후 얼룩진다. 사례별로 이러한 절차의 불일치는 분석 결과에 불확실성을 초래할 수 있다. 분석 결과의 이러한 잠재적 및 회복 불가능한 불일치는 자동 조직 이미지 시스템의 개발에 동기를 부여했다.

획득

디지털 마이크로그래프는 유리 미끄럼틀의 스테인드 시료를 획득한다. 이 이미지는 충전 커플링 장치(CCD) 세트에 의해 촬영된다.[8]

분석

이미지 분석은 벡터 정량화에 기반한 이미지 패턴 인식 기술을 이용해 세포 색, 형태, 조직 샘플의 양을 식별하고 특성화하는 복잡한 컴퓨터 알고리즘을 포함한다. 비트맵 표현과 달리 이미지에서 객체의 벡터 표현은 탁월한 줌인 기능을 가지고 있다. 일단 샘플 이미지가 획득되어 0과 1의 대배열로서 컴퓨터의 랜덤 액세스 메모리에 상주하게 되면, 셀룰러 아키텍처에 정통한 프로그래머는 이전에 정의된 셀룰러 구조와 시그니처라고 알려진 형상에서 셀 패턴을 검출하기 위해 전체 메모리 공간에 적용되는 결정론적 알고리즘을 개발할 수 있다.피칸트[9]

골재 알고리즘 결과는 강도나 휘도, 색채에 대한 인간의 민감성보다 훨씬 우수한 측정과 동시에 안구에서 안구까지의 시험 일관성을 향상시키는 일련의 측정이다.[citation needed]

보고

시스템은 결과 데이터를 텍스트로 표시하고 고화질 모니터를 포함하여 그래픽으로 시스템 사용자에게 표시할 수 있다. 컴퓨터 프린터는 비교적 낮은 이미지 해상도 장치로서 텍스트와 그래픽을 포함할 수 있는 최종 병리학 보고서를 제시하는 데 주로 사용된다.[citation needed]

저장

취득한 데이터(그래픽 디지털 슬라이드 파일 및 텍스트 데이터)의 저장에는 최소한 편리한 검색과 파일 관리 기능을 갖춘 데이터 저장 장치 시스템에 시스템 정보를 저장하는 것이 포함된다.[citation needed]

의료영상산업 표준은 유럽 원산의 PACS(Picture Archiving and Communication Systems)를 포함하는데, 이는 병·의원이 전사적으로 의료영상 및 진단보고서를 취득, 배포, 보관할 수 있는 컴퓨터 네트워크의 이미지 및 정보 관리 솔루션이다. 유럽 기원의 또 다른 표준은 DPACS(Data and Picture Archiving and Communication System)이다. 의료 영상은 다양한 형식으로 저장할 수 있지만, 일반적인 형식은 DICOM(Digital Imaging and Communications in Medicine)이었다.[citation needed]

참고 항목

참조

  1. ^ Jump up to: a b O'Gorman, Lawrence; Sanderson, Arthur C.; Preston, Kendall (September 1985). "A System for Automated Liver Tissue Image Analysis: Methods and Results". IEEE Transactions on Biomedical Engineering. BME-32 (9): 696–706. doi:10.1109/TBME.1985.325587. ISSN 0018-9294. PMID 4054933.
  2. ^ Teverovskiy, M.; Kumar, V.; Junshui Ma; Kotsianti, A.; Verbel, D.; Tabesh, A.; Ho-Yuen Pang; Vengrenyuk, Y.; Fogarasi, S.; Saidi, O. (2004). "Improved prediction of prostate cancer recurrence based on an automated tissue image analysis system". 2004 2nd IEEE International Symposium on Biomedical Imaging: Macro to Nano (IEEE Cat No. 04EX821). 2. pp. 257–260. CiteSeerX 10.1.1.58.9929. doi:10.1109/ISBI.2004.1398523. ISBN 0-7803-8388-5.
  3. ^ Ali Tabesh; Mikhail Teverovskiy; Ho-Yuen Pang; Vinay P. Kumar; David Verbel; Angeliki Kotsianti; Olivier Saidi (October 2007). "Multifeature Prostate Cancer Diagnosis and Gleason Grading of Histological Images" (PDF). IEEE Transactions on Medical Imaging. 26 (10): 1366–1378. doi:10.1109/TMI.2007.898536. ISSN 0278-0062. PMID 17948727. Archived from the original (PDF) on 2011-07-27. Retrieved 2010-09-04.
  4. ^ Bruce Mccullough; Xiaoyou Ying; Thomas Monticello; Marc Bonnefoi (2004). "Digital Microscopy Imaging and New Approaches in Toxicologic Pathology". Toxicologic Pathology. 32 (2): 49–58. doi:10.1080/01926230490451734. PMID 15503664.
  5. ^ Pornchai Phukpattaranont; Pleumjit Boonyaphiphat (2007). An Automatic Cell Counting Method for a Microscopic Tissue Image from Breast Cancer. IFMBE Proceedings. 15. pp. 241–244. doi:10.1007/978-3-540-68017-8_63. ISBN 978-3-540-68016-1.
  6. ^ Stokes, David (2003-11-25). Testing Computer Systems for FDA/MHRA Compliance - David Stokes - Google Books. ISBN 9780849321634. Retrieved 2012-07-12.
  7. ^ Chen, W.; Foran, D. J. (2006). "Analytica Chimica Acta - Advances in cancer tissue microarray technology: Towards improved understanding and diagnostics". Analytica Chimica Acta. 564 (1): 74–81. doi:10.1016/j.aca.2005.11.083. PMC 2583100. PMID 17723364.
  8. ^ MacDonald, J. H.; Wells, K.; Reader, A. J.; Ott, R. J. (February 1997). "A CCD-based tissue imaging system". Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. 392 (1–3): 220–226. Bibcode:1997NIMPA.392..220M. doi:10.1016/S0168-9002(97)00297-0.
  9. ^ Han, J.W.; Breckon, T.P.; Randell, D.A.; Landini, G. (2012). "The Application of Support Vector Machine Classification to Detect Cell Nuclei for Automated Microscopy". Machine Vision and Applications. Springer. 23 (1): 15–24. doi:10.1007/s00138-010-0275-y.

외부 링크