Design and characterization of a digital image acquisition system for whole-specimen breast histopathology

Clarke GM; Peressotti C; Mawdsley GE; Yaffe MJ

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Design and characterization of a digital image acquisition system for whole-specimen breast histopathology

机译：用于全标本乳房组织病理学的数字图像采集系统的设计和表征

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We have developed a digital histopathology imaging system capable of producing a three-dimensional (3D) representation of histopathology from an entire lumpectomy specimen. The system has the potential to improve the accuracy of surgical margin assessment in the treatment of breast cancer by providing finer sampling and 3D visualization. A scanning light microscope was modified to allow digital photomicrography of a stack of large (up to 120 x 170 mm(2)) histology slides cut serially through the entire specimen. The images are registered and displayed in 2D and 3D. The design of the system, which reduces or eliminates the appearance of 'tiling' and 'seam' artefacts inherent in the scanning method, is described and its resolution, contrastoise and coverage properties are characterized through measurements of the modulation transfer function (MTF), depth of field (DOF) and signal difference to noise ratio (SDNR). The imaging task requires a lateral resolution of 5 mu m, an SDNR of 5 between relevant features, 'tiling artefact' at a level below the detectability threshold of the eye, and 'seam artefact' of less than 5-10 mu m. The tests demonstrate that the system is largely adequate for the imaging task, although further optimizations are required to reduce the degradation of coverage incurred by seam artefact.

机译：我们已经开发了一种数字组织病理学成像系统，能够从整个肿块切除标本中产生三维（3D）组织病理学表现。该系统有可能通过提供更精细的采样和3D可视化来提高治疗乳腺癌的手术切缘评估的准确性。修改了扫描光显微镜，以允许对通过整个标本顺序切割的一大堆（最大120 x 170 mm（2））组织学切片进行数字显微照相。图像被注册并以2D和3D显示。描述了该系统的设计，该设计减少或消除了扫描方法固有的“平铺”和“接缝”伪像的出现，并且通过测量调制传递函数（MTF）来表征其分辨率，对比度/噪声和覆盖范围特性），景深（DOF）和信噪比（SDNR）。成像任务要求横向分辨率为5μm，相关特征之间的SDNR为5，“平铺伪影”的水平低于眼睛的可检测阈值，并且“缝伪影”小于5-10μm。测试表明，该系统在很大程度上适合成像任务，尽管还需要进一步优化以减少接缝伪迹引起的覆盖范围降低。

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来源
《Physics in medicine and biology.》 |2006年第20期|共15页
作者
Clarke GM; Peressotti C; Mawdsley GE; Yaffe MJ;
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作者单位

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收录信息
原文格式 PDF
正文语种 eng
中图分类医用一般科学;
关键词
CARCINOMA IN-SITU; 3-DIMENSIONAL RECONSTRUCTION; CONSERVING SURGERY; LOCAL RECURRENCE; CANCER; ANATOMY; MAMMOGRAPHY; PATHOLOGY; STAGE;

机译：原位癌;三维重建;保留手术;局部复发;癌症;解剖学;乳腺摄影;病理学;分期;

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