來源: 網絡 2025-03-11
1. 光學成像
光學成像系統是掃描儀的核心部分，通過顯微鏡物鏡將玻片樣本放大并形成清晰的圖像。這一過程與傳統光學顯微鏡類似，主要依賴于物鏡的放大倍率（常見為20X、40X、100X等）和數值孔徑（NA）。光學系統包括透射光成像和熒光成像兩種方式：
透射光成像：通過在樣本下方提供光源（通常為LED或鹵素燈），光線透過樣本，由物鏡聚焦成像，再通過攝像頭記錄圖像。這種成像方式適用于染色的組織樣本，尤其是蘇木精-伊紅（H&E）染色的病理切片。
熒光成像：用于觀察熒光染料標記的分子結構或蛋白表達。光源發出特定波長的激發光，激發樣本中的熒光分子，隨后熒光發射光通過濾光片到達攝像頭并記錄圖像。
2. 數字化采集
在光學系統形成樣本圖像后，圖像通過數字攝像頭被采集并轉換為數字信號。攝像頭的傳感器（如CCD或CMOS）將光學信號轉化為數字數據，生成高清的圖像。玻片掃描儀通常具有高像素的攝像頭，以確保在高倍率下仍能獲得清晰的圖像。圖像采集的分辨率通常達到0.17 μm/pixel，足以分辨細胞級的結構細節。
3. 自動化控制
玻片掃描儀的自動化系統通過電動載物臺進行樣本移動，實現全玻片掃描。載物臺根據預設的掃描路徑，逐行移動玻片，攝像頭依次采集不同區域的圖像。采集完成后，軟件會自動將這些小區域的圖像拼接為完整的全玻片圖像（whole slide image, WSI）。現代的玻片掃描儀具備高效的自動對焦系統，確保樣本的不同部分都處于最佳焦距。
4. 圖像處理與分析
掃描完成后，圖像處理軟件負責對采集到的數字圖像進行拼接、增強、分析和存儲。軟件通常具備智能化處理功能，如自動識別感興趣區域（ROI）、圖像壓縮、注釋和數據管理等。此外，軟件還可以對圖像進行后處理，如調整色彩、對比度，甚至進行去噪處理，以提高圖像的質量和可視化效果。
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