专利名称：虚拟远程显微镜的制作方法
技术领域：
本发明大体涉及虚拟远程显微镜系统(VTS，virtualtelemicroscope system)，且 更具体地，涉及用于将计算机系统用作远程显微镜的方法和系统。
背景技术：
远程病理学是组合了病理学、计算机科学和电信学科的一个领域。其拍摄、数字 化、传输、显示以及操纵病理和医学图像以用于分析、会诊、合作、诊断、训练和标准化的目 的。与常规病理学相比，远程病理学更有效、经济且灵活。其使得只要评估者访问具有适当 网络连接的计算机，就能够在任何地点、任何时间进行医学图像评估。远程医疗和远程病理学的历史追溯到计算机科学和通信的早期，且其发展与这两 个领域的进步并行。医生一直试验利用电信将医疗服务传递到远距离地点的想法。远程医疗已经有了很大进步。在世界上的许多医院中已经成功实施了诸如远程放 射学的一些学科。然而，远程病理学和远程医疗面对许多阻碍。这些包括计算机速度和能 力、程序设计技术、压缩策略、网络传输带宽、显示和操纵图像的方式、医生和技师的训练以 及诸如医疗执照颁发、合法性、支付、医疗保险、病人隐私等的管理问题。此外，尤其对于远程病理学，来自病理学团体对这些新技术的大部分抗拒在于已 经用与评估病例的传统方式非常不同的方式处理和观察了显微图像。所传输的图像通常是 静态、孤立的，且通常只代表整个组织切片的一些部分。病理学家经常不愿基于以不熟悉方 式显示的局部组织切片的计算机图像来进行任何病理诊断。当数字化整个样本时，该过程 占用相当大量的时间(几个小时)，其包括特别设计且昂贵的自动显微镜设备和超长扫描 步骤。一直到当前，这与有限的计算机能力、相对窄的传输带宽和非常高的成本一起，阻碍 了这个可能非常有用的技术的实际价值。随着快速计算机、宽带传输网络和新的程序设计技术的最新发展，该情况正在快 速改变。该VT系统利用了最新进展并克服了远程病理学中的一些主要技术障碍。其目的 在于用新方法来普及该技术。在1996年12月3_5日的关于远程病理学的国际会议中，远程病理学领域的领导 专家赞成在足够的分辨率的情况下，数字化计算机图像可以适用于病理诊断和会诊。还存 在类似用途的多种系统。然而，没有实际系统可以用来向病理学家提供整个样本的完全放 大或非放大视图，且同时提供不同放大率的样品的选定部分的所需视图。可用系统依赖远 程受控的显微镜和照相机以及宽带网络连接，或者载片的数字化的超长过程，涉及远超出 对于世界上大部分病理学家的实际价值的判断的成本。
发明内容
本发明的目的在于提供能够通过网络连接与远程用户通信的虚拟远程显微镜的 方法和系统，其中，该网络连接用于向远程用户提供诸如人体细胞和组织的显微图像的医 学图像，并交互地对来自远程用户的请求图像的特定部分的详细图像的请求进行响应。
在一个实施例中，本发明的虚拟远程显微镜系统(VTS)拍摄到试验载片上的样本 的整个图像作为原始图像、对该原始图像进行信号处理以产生表示原始图像的整个区域但 是具有比原始图像低的放大倍数值的背景图像、基于背景图像产生初始虚拟载片并将初始 虚拟载片传输给远程用户，以使得远程用户能够在远程用户的计算机屏幕上看到该背景图 像。可选择地，可以被产生为包括低放大率的背景图像以及所关心的选定区域的一个或多 个较高放大率的图像的初始虚拟载片、以及示出了这些图像中的相对地理位置和尺寸的清 晰图像地图与初始虚拟载片可以一起打包(package，封装)成初始虚拟载片。在查看初始 虚拟载片的同时，远程用户可以标识(即，选择)背景图像上所关心的一个或多个特定区 域，并请求服务提供者提供指定位置处的详细图像(例如，比背景图像放大率高的图像)。 相应地，VTS通过对原始图像进行简单的信号处理并基于新处理的图像产生另一个虚拟载 片来向远程用户提供所请求的高放大率图像。可以重复此过程直到远程观察者对观察满意。将从以下详细描述和附图更好地了解另外的特征、方面。
图1示出了本发明的虚拟远程望远镜系统(VTS) 100经由网络而通过其连接到远 程用户的网络连接。图2是图1所示的VTS 100内的计算机系统10的方框图。图3是示出图1所示的示例性VTS 100的操作的流程图。图4示出了 VTS 100的操作者可以产生低放大率背景图像的VT程序的示例性界 面 400。图5示出了 VTS 100的操作者可以产生一个或多个部分高放大率图像的VT程序 的示例性界面500。图6示出了 VTS 100的操作者在观察所处理的图像时可以产生虚拟载片的VT程 序的示例性界面600。图7示出了远程用户在获得访问服务器之后可以预览虚拟载波片的VT程序的界 面 700。图8示出了远程用户观察选定虚拟载片的下载图像的VT程序的界面800。
具体实施例方式本发明的以上和其他目的将从参考附图详细描述的以下说明书和说明性实施例 而变得更加明显。每幅图中的相似元件可以由相同参考标号指示，且因此，为了简洁可以 省略对其进行详细描述。此外，此申请部分涉及在2007年11月6日发布的美国专利第 7，292，251号(其全部内容通过引用结合于此)中描述的申请人的工作。图1示出了经由网络50 (例如，因特网)连接到远程用户62、64、66的本发明的虚 拟远程望远镜系统(“VTS”)100。VTS包括经由子网络12(例如，LAN)连接到服务器系统 20的计算机系统10。VTS还经由另一个子网络14连接到数字图像获取系统30 (例如，数字 照相机)，而该图像获取系统又连接到光学显微镜40。在一个实施例中，计算机系统可以包 括具有2. 53GHz速度、4GB RAM和内置存储空间(例如，硬盘驱动器)的处理器，且服务器系统可以包括至少IOOOGB存储空间。虽然此实施例使用诸如与光学显微镜组合的数字照相 机的数字图像获取系统30，但是可以将高分辨率扫描仪用于相同的用途，S卩，取代与光学显 微镜组合的数字照相机。此外，可以使用无线网络连接建立在VTS内部或外部所用的大部 分网络连接。此外，远程用户可以使用PC以及诸如配备有适当显示屏幕的移动电话或媒体 播放器(例如，IPOD)的其他类型的个人手持式装置来与VTS通信并查看来自VTS的图像。
图2是图1所示的计算机系统10的方框图200，其包括CPU 210 (例如，具有 2. 53GHz处理速度)、存储器220 (例如，具有4GBRAM)和输入接口 230 (例如，用于键盘)、输 出接口 240 (例如，用于监控器)、外设接口 250 (例如，用于诸如CD 252,HD 254和软盘256 的存储装置)。具体地，计算机系统10运行专有的VT程序，该程序在执行时执行VTS的大部分功 能，诸如从涂覆有样本的物理载片拍摄原始图像、对原始图像进行信号处理以产生(例如) 低放大率的背景图像和至少一个局部高放大率图像、利用定义该局部高放大率图像相对于 背景图像的位置的映射信息来安排所处理的图像、基于所处理的图像连同映射信息产生虚 拟载片、以及将虚拟载片发送到服务器系统20以使得远程用户可以访问服务器以预览和 下载用于(例如)病理学的样品检查的虚拟载片。每个远程用户都可以使用运行其自己 的计算机的专有的VT程序来访问服务器系统以查看虚拟载片，且可以向服务提供者(即， VTS)定购另外的高放大率图像作为反馈过程。在接收到定购(即，来自远程用户的请求) 时，VTS可以再次对所请求的图像(例如，局部高放大率图像)进行信号处理以利用所请求 的局部高放大率图像产生另一个虚拟载片并进行传输。图3是示出图1所示的VTS 100的主要操作的流程图。在步骤310，VTS的操作者 可以拍摄位于物理载片上的样本(例如，将被检查的试验细胞)的图像作为原始高放大率 图像。例如，使用光学显微镜40，操作者可以将玻璃载片44放置在试验细胞的样本在载片 支撑物45上放置的位置中，并选择镜头42中的一个以使用相关联的数字照相机30拍摄整 个载片的照片。在此实施例中，所选的光学显微镜40的镜头42对于原始高放大率图像具 有至少100X的放大倍数。根据在光学显微镜上所用的物镜，可以用一次曝光来拍摄载片的整个图像作为原 始高放大率图像。可选择地，可以连续使用用于多个局部图像的一系列曝光，然后通过使用 VT程序粘贴这多个局部图像来形成整个图像以获得覆盖整个载片图像的无缝拼接图像。或 者，如上所述，高分辨率扫描仪可以以带的方式扫描整个载片，然后将其拼合到一起作为无 缝拼接图像。根据载片和拍摄区域的大小，推荐所得到的高放大率原始图像具有至少 10，000X100, 000像素的分辨率。可以使用VT程序将在步骤310拍摄到的原始高放大率图 像存储在计算机系统的HD 254中。应当理解的是，可以由VTS的操作者拍摄每个均代表多 个不同试验载片的多个原始高放大率图像(例如，20个图像或更多)并将其一起存储在计 算机系统中。在步骤320，VT程序调用所存储的在步骤310拍摄和存储的原始高放大率图像，对 原始高放大率图像进行信号处理以产生将用作虚拟载片的背景图像的低放大率图像。可以 用通过减少原始高放大率图像的分辨率来减少原始高放大率图像的放大倍数的方式来配 置VT程序。S卩，VT程序从原始高放大率图像删除一定百分比的像素，以减少图像的分辨率和大小。例如，VT程序可以对于水平和虚拟方向上每四个像素删除一个像素，藉此保持所删除的和所剩余的像素在整个图像区域上均勻分布。可以根据背景图像的预定目标放大倍 数来预先计算删除的程度。在此实施例中，已经从IOOX原始高放大率图像产生了具有2x、 4x、6x、8x、10x、12x、14x、16x、18x或20x的放大倍数的背景图像。应当理解的是，如果背景 图像太大，那么虚拟载片的总大小将太大，还使虚拟载片的传送速度变慢。图4示出了操作者可以查看拍摄到的原始高放大率图像且产生具有预定放大倍 数的较低放大率图像的VT程序的界面400。界面400包括在操作者可以选择将采取的动作 的动作块410、示出一列可用载片(即，原始高放大率图像)的载片块420、显示所选原始高 放大率图像的显示块430，和描述所显示图像的相关信息(例如，试验细胞的名称和类型) 的信息块440。在一个实施例中，载片框具有其中较低放大率图像(例如，421-1)连接到相 关原始高放大率图像(例如，422)作为子范畴的可选树型文件结构。应当理解的是，当基于 低放大率图像(例如，421-1)产生更多图像时，该较低放大率图像可以具有另外的子范畴。 在当前界面400中，将“另外的子范畴”指示为空白，意味着在低放大率图像下不产生图像。VT程序的操作者可以通过点击文件框(例如，422)来选择原始图像，并将在显示 块430上显示所选原始高放大率图像。操作者可以通过用滚动条432、434滚动图像来查看 并确认整个图像。然后，操作者可以选择将要产生的低放大率图像(即，背景图像)的放大 倍数，并点击动作按钮412 (即，PROCESS)以使VT程序产生低放大率图像。一旦处理了低 放大率图像，就可以使用将使所产生的低放大率图像与原始高放大率图像相关联以利用适 当的文件名和目录进行保存的VT程序将其存储在计算机系统10中。尽管当前界面400示 出了原始高放大率图像，但是当操作者点击动作按钮412时(S卩，一旦产生了低放大率图像 且其可用)，该界面将显示所产生的低放大率图像。值得推荐的是，转换的低放大率图像具有比将显示低放大率图像的远程用户的计 算机屏幕高的分辨率，这给予了远程用户利用放大功能以及显微功能查看所显示的低放大 率图像的能力。例如，如果转换的低放大率图像具有2000X2000像素的大小，并在具有19 英寸对角显示区域的800X600像素的计算机监视器上进行显示，这将意味着原始样本的 实际扩大约100-150倍。在具有0.26-0. 28mm分辨率的显示能力的计算机监视器上，可以 将图像的实际尺寸进一步拉伸约1.5倍而不损失任何可见分辨率。因此，可以有效地将组 织切片从原始尺寸扩大至约200倍而没有原始图像的任何可见变形。作为一个实例，这将 具有约15 μ m直径的典型人体中性白细胞放大至约3-4mm的直径，这对大多数病理学病例 来说提供了足够的尺寸以显示细胞排列的显微图案。利用该特征，VT程序可以被配置成为 远程用户提供附加选项以利用放大功能来查看所显示图像，即，不管所显示的图像是低放 大率图像还是高放大率图像，都可以在显示块上进行放大。在步骤330，VTS 100的操作者还可以产生原始高放大率图像的一个或多个局部 高放大率图像。例如，如果服务提供者已经知道远程用户可能关心用更详细图像来查看的 原始高放大率图像的部分/区域，那么可以产生这些局部高放大率图像。可以使用VT程序 基于所产生的低放大率图像来产生局部高放大率图像，即，VT程序适于通过(例如)使低 放大率图像与原始高放大率图像相关来产生这些局部高放大率图像。可选择地，可以同样 基于原始高放大率图像来产生这些局部高放大率图像。应当理解的是，这些局部高放大率 图像将具有介于高放大率图像与低放大率图像之间某处的放大倍数值。即，局部高放大率图像的放大倍数比低放大率图像高但是等于至低于原始高放大率图像。 图5示出了 VTS 100的操作者可以查看图像(即，拍摄到的原始高放大率图像和 所产生的低放大率图像)并产生一个或多个局部高放大率图像的示例性界面500。界面 500可以包括与界面400类似的多个块，包括(例如)动作块510、载片块520、显示块530 和信息块540。载片块520示出了可点击按钮522、524和526，这些按钮中的每个均代表被 拍摄且被存储在计算机系统10中的不同载片的原始高放大率图像。每个可点击按钮均可 以具有代表与父原始高放大率图像(例如，522)相关联的低放大率图像的子按钮(例如， 522-1)。子按钮可以具有另一层子按钮(例如，522-lA、522-lB、522-lC)，这些子按钮中的 每个均表示将被产生的局部高放大率图像。界面500的显示块530显示在载片块520处选择的载片的图像。显示块的当前视 图示出了从原始高放大率图像522产生的低放大率图像522-1。显示块530还具有使得操 作者能够在显示块内滚动图像的滚动条532和534。当在界面500的显示块530上查看低放大率图像时，操作者可以在低放大率图像 上选择(即，标识)特定区域用于产生局部高放大率图像。这可以通过若干种方式来进行。 例如，操作者使用计算机系统10的鼠标“点”特定区域且“拖”鼠标以使得可以实际选择该 特定区域。在该实施例中，以由操作者选择的区域的尺寸对应于所选区域的图像的预期放 大倍数的方式来配置VT程序。例如，所选区域的预期放大倍数越高，其将在背景图像上覆 盖的区域越小。可选择地，VT程序可以利用任何其他方法来在背景图像上选择所关心的区 域，诸如使用计算机系统的键盘来选择区域。一旦操作者连续选择了每个都具有适当尺寸和预期产生局部高放大率图像的相 关放大倍数的一个或多个区域A、B、C，则如图5所示，VT程序自动在信息块540中连续指 示所选区域的相关信息，诸如所选区域A、B、C中每一个的坐标(S卩，低放大率图像中所选区 域的地理信息)和放大倍数。操作者随后点击动作按钮“PROCESS” 512，从而允许VT程序处理所选区域A、B、C 以获取局部高放大率图像。VT程序随后可以将所处理的图像保存在作为一个示例将被显示 为522-lA、522-lB、522-lC的相应低放大率图像(例如，522-1)的子目录下。应当理解的 是，VT程序还可以将这些局部高放大率图像相对于低放大率图像的地理信息保存为映射信 息，以及还可以保存放大倍数值。尽管界面500的当前视图显示了其上重叠有多个所选区 域的低放大率图像，但是一旦点击“PROCESS”按钮从而产生多个局部高放大率图像，同时这 些图像(例如，522-lA、522-lB、522-lC)可以显示在显示块530上。另外，VT程序还可以为所产生图像(即，低放大率图像和一个或多个高放大率局 部图像)产生缩略图，并将它们与所产生的图像一起保存在同一目录下。应当理解的是，所 有局部高放大率图像都以尺寸等于或大于计算机监视器的分辨率(例如，800x600像素)的 方式被处理并以诸如JPG、GIF、TIF或BMP文件格式的图像文件格式进行保存。还应当理解 的是，高放大率图像的最高放大倍数将是与原始高放大率图像相同的放大倍数，即，本实施 例中的100X。在步骤340，基于所处理的图像和映射信息产生初始虚拟载片。图6示出了 VT系 统100的操作者在查看所处理的图像时能够产生虚拟载片的VT程序的示例性界面600。尽 管界面600的主要外观与界面500有些类似，但是界面600实际上不仅显示低放大率图像作为背景图像，而且在背景图像的相关部分上显示所产生的局部高放大率图像的缩略图。 例如，当操作者点击载片块620上的按钮(例如，622-1)时，VT程序在界面600的显示块 630上显示低放大率背景图像，以及在低放大率背景图像的相关部分上显示缩略图像A、B、 C。S卩，缩略图像的位置与其被处理的区域相关，且缩略图像的尺寸对应于局部高放大率图 像的放大倍数。应当理解的是，显示块630还包括滚动条632、634以滚动所显示的图像。
在此阶段，VTS 100的操作者可以使用该界面来添加和/或删除局部高放大率图 像。例如，操作者可以以与操作者在步骤330选择区域(S卩，指点和拖动鼠标点)类似的方 式使用鼠标点来选择其他关心的区域。VT程序可以自动创建相应的缩略图像以在低放大率 图像的所选区域上进行显示。此外，可以以下列方式配置界面600 操作者可以选择显示在 显示块630上的低放大率图像上的缩略图像A、B、C中的一个，或标识信息块640上的信息 文本中的一个，并请求删除所选高放大率图像。作为一个实例，操作者可以删除所有的缩略 图像，从而基于低放大率图像(即，无需任何局部高放大率图像)单独产生虚拟载片。在确认所有局部高放大率图像如预期被正确排列之后，操作者可以点击“LINK”按 钮612以使VT程序产生所选载片(例如，载片622)的虚拟载片。随后可以将所产生的虚 拟载片用唯一的文件名称暂时保存在计算机系统10中。作为一个实例，VT程序可以创建 为每个图像编辑文件名称以保存虚拟载片的索引文件。可以用诸如将保护文件不被第三方 打开的“cct”或“est”的特定的扩展名来保存所创建的索引文件。还可以用诸如“txt”的 通用格式来保存索引文件。在步骤350，VT程序将在步骤340产生的虚拟载片发送给如图1所示经由子网络 12连接到计算机系统的服务器20。可以以确认在步骤340产生了虚拟载片之后(S卩，在点 击“LINK”按钮612之后)，动作按钮(例如，614)被加亮以启动将所产生的虚拟载片发送 至服务器20的方式来配置界面600。可选择地，操作者可以通过点击另一个被加亮的动作 按钮(例如，616)来启动电子邮件程序以用所附电子邮件消息将所产生的虚拟载片直接发 送给远程用户。远程用户62现在可以使用运行VT程序的计算机来访问服务器20以获取所发送 的虚拟载片。例如，远程用户打开VT程序并输入服务器20的网址。适当的记账系统连同 登录系统可以适用于VT程序以允许访问服务器。在获得访问服务器之后，远程用户可以操 纵服务器的文件夹(例如，载片块)以定位所关心的虚拟载片。可选择地，如上所述，远程 用户可以打开来自VTS的附有虚拟载片的电子邮件并使用VT程序来查看虚拟载片的图像。图7示出了在远程用户获得访问服务器之后或者在打开来自VTS电子邮件之后可 以预览虚拟载片的VT程序的界面700。界面700包括动作块710、列出保存在服务器20中 的虚拟载片的文件夹目录的载片块720、显示作为预览图像的所选虚拟载片的缩略图像的 显示块730、以及描述诸如虚拟载片的名称和特征、图像拍摄时间和位置、和拍摄该图像的 实验室名称等的所选虚拟载片的详细信息的信息块740。作为一个实例，远程用户最初可以 操纵载片块720的文件夹目录并定位载片(例如，载片722)。当远程用户点击加亮的动作 按钮(例如，预览按钮714)时，VT程序在包括背景图像和局部高放大率图像的显示块730 上显示所选载片的预览图像。显示块730还包括滚动条732、734以滚动所显示的图像。在查看显示块730上的所选虚拟载片(例如，载片722)的预览图像时，远程用户 可以点击动作格710上的“DOWNLOAD”按钮712以使VT程序将所选虚拟载片从服务器20下载到远程用户的计算机62。VT程序可以向远程用户提供如图8中所示的新界面800。应 当理解的是，如果他或她从VTS接收了具有电子邮件附件的虚拟载片，那么远程用户无需 从服务器下载图像。 图8示出了远程用户查看下载的所选虚拟载片的图像的VT程序界面800。界面 800可以具有与如上所述的其他界面类似的设置，但是界面800的载片块820列出已经下 载到远程用户的计算机的虚拟载片的图像。例如，该界面的载片块820列出下载的虚拟载 片822，该虚拟载片包括与已经下载到远程用户的计算机的较低放大率背景图像822-1相 关的三个高放大率图像822-lA、822-lB、822-lC。当远程用户点击这些图像(例如，822-1、 822-lA、822-lB、822-lC)中的一个时，在该界面的显示块830上显示所选图像。作为一个实 例，显示块的当前视图示出了远程用户所选的虚拟载片822的高放大率图像822-1A。应当 理解的是，远程用户还可以选择低放大率背景图像822-1用于显示块上进行显示。显示块 包括滚动条832和834以用于远程用户在显示块上所显示的图像周围移动。尽管关于由远程用户对下载图像的操纵的以上描述主要是基于由VTS的操作者 将虚拟载片发送到服务器20上的假设，但是应当理解的是，当虚拟载片通过电子邮件附件 发送时，远程用户可以执行类似动作以操纵图像。即，一旦VT程序将虚拟载片从电子邮件 分离出来，就可以将其看作下载的文件且远程用户可以通过使用如上所述类似界面执行类 似动作来查看虚拟载片中的图像。当远程用户查看显示块830上所显示的下载图像时，远程用户可以使用界面800 来请求其他的高放大率图像至VT系统，即，除已经被提供从而启动反馈过程的局部高放大 率图像之外。例如，远程用户可以点击并拖动鼠标指针以在如图8中所示的所显示图像(例 如，822-1A)上选择其他关心的区域(例如，E、D、F)。信息块840可以自动显示关于所选 区域的实时信息，诸如由远程用户选择的区域的坐标和放大倍数。以与操作者的VT程序类 似的方式(所选区域的尺寸与所选区域的放大倍数相关，即，预期放大倍数越高，其在背景 图像上将覆盖的区域越小)来配置远程用户的VT程序。在该实例中，使用了高放大率图像 822-1A且其用作远程用户选择其他区域(例如，E、D、F)以请求其他的放大图像的背景图 像。应当理解的是，用户可以返回在载片块820中选择低放大率背景图像(即，822-1)以请 求更多区域的局部高放大率图像。在选择了这些区域(例如，E、D、F)之后，远程用户点击 动作块810上的“REQUEST”按钮812，远程用户侧的VT程序将请求传送到VTS 100。远程用户可以利用多种手段(主要内置在VT程序中)来与VTS100的计算机系统 10通信。作为一个实例，可以利用远程用户的计算机的电子邮件程序在VT程序界面800内 启动电子邮件功能。可选择地，还可以使用诸如视频会议、白板图像共享、聊天室和因特网 电话的其他通信手段。此外，VT程序(例如，界面800)可以在VT程序内利用额外按钮(例 如，按钮814、816)来改写一些商业可得到的软件，从而使VT程序成为用于引导远程病理学 的更完善的系统。在步骤360，VT程序经由因特网50从远程用户接收请求。请求可以包括低放大率 背景图像的整个区域上的一个或多个特定区域(例如，D、E、F)和所请求的局部高放大率图 像的放大倍数。可选择地，VT程序可以利用各种通信手段来接收请求。在步骤370，一旦在步骤360接收到请求，VT程序就从计算机系统10检索在步骤 310拍摄和存储的原始高放大率图像，并对其进行处理以产生所请求的局部高放大率图像。由于已经拍摄了原始高放大率图像并将其存储在计算机系统10中，所以在此阶段无需拍 摄其他的图像，即，VT程序可以仅处理所存储的原始高放大率图像以根据所请求的信息产 生所请求的局部高放大率图像。
在步骤380，VT程序基于新产生的局部高放大率图像和已经存储的低放大率背景 图像以及这些图像之间的映射信息产生另一个虚拟载片(即，第二虚拟载片)。第二虚拟载 片的产生方法可以与如步骤340中的初始虚拟载片的产生方法类似。在步骤390，VT程序可以将所产生的第二虚拟载片发送给服务器20，并使远程用 户下载该第二虚拟载片。可选择地，VT程序可以发送附有第二虚拟载片的电子邮件以将其 直接发送给请求方，即，远程用户。远程用户可以查看第二虚拟载片中的图像，且可以将请 求重复多次直到远程用户对虚拟载片的检查/评估满意。如上所述，一旦拍摄了原始高放大率图像并将其存储在VTS100的计算机系统中， 就可以用自动过程(即，不涉及个人)来设计其余过程，包括产生虚拟载片、发送/传输虚 拟载片、从远程用户接收请求、处理其他局部高放大率图像、产生第二虚拟载片和第二虚拟 载片到请求远程用户的第二发送/传输。此外，VTS的服务提供者无需预先对来自所关心 的区域的多个高放大率局部图像进行拍摄、打包和发送以用于反馈服务，即，在反馈过程中 对于VTS的服务提供者而言无需用硬件额外拍摄新图像。因此，可以以较少的误差加速处 理来自远程用户的请求。此外，如果以适当方式使用自动载片托盘以自动拍摄原始高放大 率图像，那么VTS会变成完全自动系统。本发明利用并获得了改进的计算机处理能力和速度、照相机分辨率、网络速度 (例如，高速因特网)和信息压缩和存储技术的优点。本发明可以实现为系统、方法和/或 计算机程序产品。因此，本发明可以以硬件和/或软件(包括固件、常驻软件、微代码等) 实现。此外，本发明可以采用计算机可读存储介质上的计算机程序产品的形式，该存储介质 中具有由指令执行系统使用或与指令执行系统有关的计算机可读程序代码。在该文档的上 下文中，计算机可读存储介质可以是能够存储由指令执行系统、装置和设备使用的程序的 任何介质。例如，计算机可读介质可以是(但不限于)电子、磁、光学、电磁、或半导体系统、装 置、设备或介质。更具体的计算机可读介质的实例(非穷举列表)将包括以下便携式计算 机磁盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程序只读存储器(EPR0M或 快速存储器)、和便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)。本领域的技术人员应该理解，本发明并不限于此说明书中特别的示出和描述。相 反，本发明的范畴由以下权利要求定义。应该进一步理解，以上描述仅代表实施例的示例性 实例。为了方便读者，以上描述关注于可能实施例的代表性样本、教导本发明原理的样本。 其他实施例可以由不同实施例的多个部分的不同组合得到。该描述并未试图穷举所有可能变化。对于本发明的特定部分可能尚未呈现替代实 施例，而替代实施例可以由所描述的各部分的不同组合得到，或可用于某一部分的其他未 描述的替代实施例不应被认为是对那些替代实施例的放弃。应该理解，那些未描述实施例 的一些落入以下权利要求的文字范畴之内，而其他的等同。
权利要求
一种使用计算机系统作为虚拟远程显微镜的方法，所述虚拟远程显微镜使得能够在远程用户和所述虚拟远程显微镜的服务提供者之间进行交互通信，所述方法包括用数字图像拍摄设备拍摄第一图像作为对应于载片上的样本的整个区域的原始图像；对所述第一图像进行信号处理以产生第二图像作为背景图像，所述背景图像表示所述第一图像的整个区域，但是所述背景图像具有比所述第一图像低的放大倍数；基于所述第二图像产生虚拟载片；响应来自所述远程用户的请求对所述第一图像进行信号处理以产生第三图像；以及将所述第三图像传送至所述远程用户。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括将原始第一图像存储到所述计算机系统中。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，对所述第一图像进行信号处理以产生所述第二 图像的步骤还产生第四图像作为对应于所述第一图像区域的局部高放大率图像，所述第四 图像具有等于或低于所述第一图像的放大倍数但是具有高于所述第二图像的放大倍数，以 及所述虚拟载片产生步骤基于所述第二图像和所述第四图像产生所述虚拟载片。
4.根据权利要求3所述的方法，还包括产生指示所述第二图像和所述第四图像之间 的区域关系的链接信息映射，其中产生所述虚拟载片的步骤通过使用所述链接信息映射产 生所述虚拟载片。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述虚拟远程显微镜的所述服务提供者将附有 所产生的虚拟载片的电子邮件发送至所述远程用户。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括重复对所述第一图像进行信号处理步骤以产 生所述第三图像，并将所述第三图像传送至所述远程用户。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述拍摄步骤拍摄的所述第一图像的放大倍 数在至少100X或更高的范围内。
8.根据权利要求1所述的方法，还包括产生所述第二图像的缩略图像，以及将所述缩 略图像包括到所述虚拟载片中。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述远程用户通过无线连接连接到所述虚拟远 程显微镜。
10.一种虚拟远程显微镜系统，其使得能够在远程用户和所述虚拟远程显微镜的服务 提供者之间进行交互通信，所述系统包括用于使用数字图像拍摄设备拍摄第一图像作为对应于载片上的样本的整个区域的原 始图像的装置；用于对所述第一图像进行信号处理以产生第二图像作为背景图像的装置，其中所述背 景图像表示所述第一图像的整个区域，但是所述背景图像具有比所述第一图像低的放大倍 数；用于基于所述第二图像产生第一虚拟载片的装置；用于响应来自所述远程用户的请求对所述第一图像进行信号处理以产生第三图像的 装置；以及用于将所述第三图像传送至所述远程用户的装置。
11.根据权利要求10所述的虚拟远程显微镜系统，其中，用于对所述第一图像进行信号处理以产生所述第二图像的装置还产生第四图像，所述第四图像作为对应于由所述虚拟 远程显微镜的所述服务提供者选择的所述第一图像的区域的局部高放大率图像，所述第四 图像具有等于或低于所述第一图像的放大倍数，但是具有高于所述第二图像的放大倍数， 其中，用于产生所述虚拟载片的装置基于所述第二图像和所述第四图像产生所述虚拟载 片。
12.根据权利要求11所述的虚拟远程显微镜系统，还包括用于产生指示所述第二图像 和所述第四图像之间的区域关系的链接信息映射的装置，其中，用于产生所述第一虚拟载 片的装置通过使用所述链接信息映射产生所述虚拟载片。
13.根据权利要求10所述的虚拟远程显微镜系统，还包括用于将附有所产生的虚拟载 片的电子邮件发送至所述远程用户的装置。
14.根据权利要求10所述的虚拟远程显微镜系统，其中，由用于拍摄的装置拍摄的所 述第一图像的放大倍数在至少100X或更高的范围内。
15.根据权利要求10所述的虚拟远程显微镜系统，还包括用于产生所述第二图像的 缩略图像的装置；和用于将所述缩略图像包括到所述虚拟载片中的装置。
16.一种使用计算机系统作为虚拟远程显微镜的系统，所述虚拟远程显微镜使得能够 在远程用户和所述虚拟远程望远镜的服务提供者之间进行交互通信，所述系统包括存储器单元；处理单元，与所述存储器单元进行通信，其中，所述处理单元被配置成用数字图像拍摄设备拍摄第一图像作为对应于载片上的样本的整个区域的原始图像；对所述第一图像进行处理以产生第二图像作为背景图像，所述背景图像表示所述第一 图像的整个区域，但是所述背景图像具有比所述第一图像低的放大倍数； 基于所述第二图像产生虚拟载片；响应来自所述远程用户的请求对所述第一图像进行处理以产生第三图像；以及 将所述第三图像传送至所述远程用户。
17.一种计算机可读介质，其存储用于使用计算机系统作为虚拟远程显微镜的方法的 指令代码，所述虚拟远程显微镜使得能够在远程用户和所述虚拟远程望远镜的服务提供者 之间进行交互通信，所述计算机可读介质包括用于执行以下步骤的指令代码用数字图像拍摄设备拍摄第一图像作为对应于载片上的样本的整个区域的原始图像；对所述第一图像进行信号处理以产生第二图像作为背景图像，所述背景图像表示所述 第一图像的整个区域，但是所述背景图像具有比所述第一图像低的放大倍数； 基于所述第二图像产生虚拟载片；响应来自所述远程用户的请求对所述第一图像进行信号处理以产生第三图像；以及 将所述第三图像传送至所述远程用户。
18.一种使用计算机系统作为虚拟远程显微镜的方法，所述虚拟远程显微镜使得能够 在远程用户和所述虚拟远程望远镜的服务提供者之间进行交互通信，所述方法包括以下步 骤用数字图像拍摄设备拍摄第一图像作为对应于载片上的样本的整个区域的原始图像；对所述第一图像进行信号处理以产生第二图像作为背景图像，所述背景图像表示所述 第一图像的整个区域，但是所述背景图像具有比所述第一图像低的放大倍数； 基于所述第二图像产生第一虚拟载片；将所述第一虚拟载片发送给与所述计算机系统相关联的服务器，以允许所述远程用户 访问所述服务器以获取所述虚拟载片；接收来自所述远程用户的请求第三图像的请求，所述第三图像是所述第一图像的局部 图像，且具有等于或低于所述第一图像但是高于所述第二图像的放大倍数；对所述第一图像进行信号处理以产生由所述远程用户请求的所述第三图像； 基于所述第二图像和所述第三图像连同表示所述第三图像相对于所述第二图像的相 对位置的映射信息来产生第二虚拟载片；以及将所述第二虚拟载片发送给所述服务器，以允许所述远程用户访问所述服务器以查看 所述第二虚拟载片。
全文摘要
本发明的虚拟远程显微镜系统(VTS)拍摄试验载片上样本的整个图像作为原始高放大率图像、对原始高放大率图像进行信号处理以产生低放大率背景图像、基于低放大率背景图像产生初始虚拟载片并将初始虚拟载片发送和/或传输至远程用户，使得远程用户能够查看远程用户计算机屏幕上的低放大率背景图像。查看初始虚拟载片时，远程用户可以标识(即，选择)背景图像上的一个或多个特定区域并请求服务提供者提供指定位置处的详细图像(例如，比背景图像高的放大图像)。相应地，VTS基于新处理的图像通过只对原始高放大率图像信号处理并产生第二虚拟载片来向远程用户提供所请求的局部高放大率图像。可以重复此过程直到远程用户对查看满意。
文档编号A61B5/00GK101957495SQ20091017612
公开日2011年1月26日 申请日期2009年9月21日 优先权日2009年7月16日
发明者弗吉尼娅·M·安德森, 顾江 申请人:纽约州州立大学研究基金会