ES2283347T3 - Aparato y procedimiento para verificar la localizacion de areas de interes dentro de una muestra en un sistema de formacion de imagenes. - Google Patents
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Abstract
Un procedimiento para verificar una localización de un área de interés dentro de un espécimen depositado en un portaobjetos de microscopio, comprendiendo el procedimiento las etapas de localizar una marca de referencia en el portaobjetos de microscopio, identificar el área de interés dentro del espécimen y determinar la localización del área de interés identificada respecto a la marca de referencia, caracterizándose el procedimiento porque comprende además las etapas de: relocalizar la marca de referencia en el portaobjetos de microscopio; y verificar la localización del área de interés si un error dimensional en la relocalización de la marca de referencia respecto a la localización de la marca de referencia es menor que un valor de tolerancia.
Description
Aparato y procedimientos para verificar la
localización de áreas de interés dentro de una muestra en un sistema
de formación de imágenes.
La presente invención se refiere generalmente a
un aparato y procedimientos para verificar la localización de áreas
de interés dentro de una muestra. En particular, la invención se
refiere a un aparato para verificar la localización de áreas de
interés dentro de un espécimen citológico, en un sistema automático
de formación de imágenes.
La citología es la rama de la biología que trata
el estudio de la formación, estructura y función de las células.
Según se aplica en una instalación de laboratorio, los citólogos,
citotecnólogos y otros profesionales médicos hacen diagnósticos
médicos de la dolencia de un paciente basándose en el examen visual
de un espécimen de las células del paciente. Una técnica citológica
típica es la prueba de "frotis de Pap", en el que se raspan
células del cuello uterino de una mujer y se analizan con el fin de
detectar la presencia de células anormales, un precursor del inicio
de cáncer de cuello de útero. Las técnicas citológicas se usan
también para detectar células anormales y enfermedades en otras
partes del cuerpo humano.
El procedimiento convencional de revisión humana
para análisis por frotis de Pap implica la detección selectiva
manual de muestras microscópicas en un portaobjetos por parte de un
citotecnólogo. El citotecnólogo visualiza sistemáticamente las
decenas de miles de células en un portaobjetos, normalmente de bajo
aumento, para identificar áreas de interés, que se marcan
manualmente. A continuación, el patólogo visualiza cada área
identificada con alto aumento, con el fin de distinguir las células
anormales comparando el tamaño, la forma y la densidad de las
células localizadas en el área respecto a criterios establecidos. El
frotis de Pap de diagnóstico ha adolecido de un alto índice de
falsos negativos debido al tedio y la fatiga asociados a esta
búsqueda exhaustiva. Debido al alto índice de falsos negativos,
muchas anomalías quedan sin detectar o se detectan demasiado
tarde.
tarde.
Aproximadamente una tercera parte de los
resultados de falso negativo se han asociado con errores en la
detección selectiva. Con el fin de reducir los errores de detección
selectiva, se ha aplicado formación de imágenes informáticas a la
automatización del análisis por frotis de Pap. Se han desarrollado
sistemas de predetección selectiva que ordenan los especímenes
potencialmente anormales entre el alto número de especímenes
normales, de manera que puede reducirse el número de especímenes
normales que requieren una completa lectura humana. Las patentes de
EE.UU. nº 5.428.690 y 5.581.487 describen sistemas de predetección
selectiva que identifican marcas fiduciales en los portaobjetos de
microscopio en los que se depositan especímenes, y a continuación
localizan áreas de interés en el espécimen respecto a las marcas
fiduciales, de manera que las áreas de interés pueden identificarse
posteriormente durante una revisión de los especímenes. Estos
sistemas automatizados de predetección selectiva pueden, sin
embargo, causar también falsas lecturas debido a lecturas imprecisas
de los sistemas.
De acuerdo con una primera forma de realización,
la invención incluye un procedimiento según la reivindicación 1 y
un sistema de formación de imágenes según la reivindicación 13 para
verificar una localización de un área de interés dentro de una
muestra que incluye las etapas de localización de una marca de
referencia en la muestra, identificación del área de interés dentro
de la muestra, determinación de la localización del área de interés
respecto a la marca y localización de nuevo de la referencia. Si el
error dimensional en la relocalización de la referencia es menor
que un valor de tolerancia, entonces se verifica la localización del
área de interés. La etapa de identificación del área de interés
dentro de la muestra puede incluir la exploración óptica de la
muestra, y el valor de tolerancia está entre aproximadamente diez
micrómetros y mil micrómetros.
El procedimiento puede incluir también las
etapas de identificación de una pluralidad de áreas de interés
dentro de la muestra y la clasificación de la pluralidad de áreas de
interés en un orden. La muestra puede ser un espécimen citológico
depositado en un portaobjetos de vidrio montable en una plataforma
de un sistema de formación de imágenes, siendo las áreas de interés
dentro de la muestra células anormales. Según el procedimiento, si
la localización del área de interés no se verifica, el sistema
rechaza la muestra como no fiable. Opcionalmente, después de
localizar un área de interés, el procedimiento puede incluir la
colocación de un indicador visible próximo al área de interés
identificada dentro de la muestra.
Según otra forma de realización, un
procedimiento para verificar una localización de un área de interés
dentro de una muestra puede incluir las etapas de localización de
una marca de referencia en la muestra, asignación de un valor de
coordenadas de referencia a una localización de la marca,
identificación de un área de interés dentro de la muestra,
asignación de un valor de coordenadas a la localización del área de
interés y localización espacial de la marca, determinando así un
valor de desplazamiento espacial de la marca respecto al valor de
coordenadas de referencia, en el que la localización del área de
interés se verifica si el valor de desplazamiento espacial es menor
que un valor de tolerancia. Primero, la localización de la marca de
referencia puede realizarse centrando la marca en un campo de
visión de un instrumento óptico.
El procedimiento puede incluir además el
almacenamiento en memoria del valor de coordenadas del área de
interés, transfiriendo la muestra a un puesto de revisión,
localizando la marca de referencia y estableciendo un sistema de
coordenadas del puesto de revisión basándose en una localización de
la marca.
Otro procedimiento según la invención para
verificar una localización de un área de interés dentro de un
espécimen citológico en un portaobjetos cargado en un sistema
citológico automatizado de formación de imágenes incluye las etapas
de colocar el portaobjetos dentro de un camino óptico del sistema de
formación de imágenes, centrar una marca de referencia en el
portaobjetos dentro de un campo de visión del sistema de formación
de imágenes, asignar un valor de coordenadas de referencia a una
localización de la marca, almacenar en memoria el valor de
coordenadas de referencia, explorar el espécimen para identificar un
área de interés dentro del espécimen, centrar el área de interés
dentro del campo de visión del sistema de formación de imágenes,
asignar un valor de coordenadas al área de interés, devolver la
localización del valor de coordenadas de referencia, localizar
espacialmente la marca una segunda vez y comparar el valor de
coordenadas de referencia con un valor de coordenadas resultante de
localizar la marca la segunda vez, determinando así un valor de
desplazamiento espacial de la marca, en el que la localización del
área de interés se verifica si el valor de desplazamiento espacial
es menor que un valor de tolerancia.
La invención incluye también un dispositivo para
su uso en un sistema de formación de imágenes para obtener la
imagen de una muestra, siendo el dispositivo un portaobjetos que
tiene un área adaptada para depositar la muestra en el mismo y al
menos dos marcas de referencia en el mismo, en el que el área está
unida, al menos en parte, por las al menos dos marcas. La muestra
puede ser un espécimen citológico y una localización de cada una de
las al menos dos marcas está dentro de un valor de tolerancia
predeterminado. El dispositivo puede incluir también un indicador
colocado en el portaobjetos en una localización de una región de
interés dentro del área de muestra, en el que la región de interés
dentro del área de muestra indica una localización de una célula
anormal.
La invención incluye además un sistema de
formación de imágenes para verificar una localización de un área de
interés dentro de una muestra, incluyendo el sistema de formación de
imágenes un sistema óptico y una plataforma móvil respecto al
sistema óptico, al menos uno del sistema óptico y la plataforma son
accionables para colocar la muestra en un camino óptico del sistema
óptico, en el que el sistema de formación de imágenes es capaz de
localizar espacialmente una marca de referencia en la muestra y
determinar un valor de desplazamiento espacial de la marca respecto
a una posición nominal del mismo. La muestra puede ser un espécimen
citológico depositado en un portaobjetos.
La invención incluye también un aparato para
visualizar una muestra y para verificar una localización de un área
de interés dentro de la muestra, incluyendo el aparato un sistema de
formación de imágenes que tiene un primer sistema óptico y una
plataforma móvil respecto al primer sistema óptico, siendo al menos
uno del sistema óptico y la plataforma accionable para colocar la
muestra en un camino óptico del primer sistema óptico, un servidor
informático en comunicación con el sistema de formación de imágenes
y un puesto de revisión en comunicación con el servidor, incluyendo
el puesto de revisión un segundo sistema óptico, en el que los
sistemas ópticos primero y segundo son accionables para localizar
espacialmente una marca de referencia en la muestra, y para
estandarizar los sistemas de coordenadas respectivos de los sistemas
ópticos primero y segundo.
Esta invención se describe particularmente en
las reivindicaciones adjuntas. Las ventajas anteriores y posteriores
de esta invención pueden comprenderse mejor mediante referencia a
la siguiente descripción tomada en conjunto con los dibujos anexos,
en los que:
la fig. 1 muestra un diagrama esquemático de una
forma de realización de un portaobjetos para su uso de acuerdo con
la presente invención.
la fig. 2 muestra un diagrama esquemático
general de una forma de realización de un sistema de la presente
invención.
la fig. 3 es un diagrama esquemático más
detallado de una forma de realización de un aparato de la presente
invención.
la fig. 4 muestra un diagrama de flujo
esquemático que ilustra las etapas de operación en un procedimiento,
según la presente invención, de verificación de localización de las
áreas de interés en una
muestra.
muestra.
La fig. 1 es una vista superior de un
portaobjetos de microscopio 10 de la presente invención. El
portaobjetos 10 tiene un área de espécimen 12 adaptada para el
depósito de una muestra, como un espécimen citológico 14, en el
mismo. El portaobjetos 10 tiene dimensiones en tolerancia y bordes
en bisel para facilitar la manipulación y uso del portaobjetos 10
en un equipo calibrado automatizado, como un equipo de formación de
imágenes. En una forma de realización, el portaobjetos 10 está
fabricado en vidrio y tiene una anchura de aproximadamente una
pulgada, una longitud de aproximadamente tres pulgadas y un grosor
de aproximadamente 0,04 pulgadas. 1 pulgada =
2,54 cm.
2,54 cm.
El portaobjetos 10 tiene al menos una marca de
referencia 16 colocada en el mismo, y puede tener dos o más marcas
16 colocadas en el mismo. El área de espécimen 12 puede estar unida,
al menos en parte por dos marcas 16. La marca 16 a la que puede
hacerse referencia alternativamente como una marca fiducial es
visible en un campo de visión de un instrumento óptico como un
microscopio o una cámara de un sistema de formación de imágenes, y
puede usarse como un punto de referencia o para fines de calibrado
de medida. En una forma de realización, el portaobjetos puede
contener una primera, una segunda y una tercera marca fiducial 16,
que están en puntos no colineales en el portaobjetos 10. En una
forma de realización, las marcas fiduciales 16, tienen cada una un
diámetro de aproximadamente 0,010 pulgadas y tienen una tolerancia
de localización de aproximadamente +/- 0,015 pulgadas. Las marcas
16 pueden aplicarse al portaobjetos 10 mediante un procedimiento de
estarcido de seda.
El área unida del espécimen 12 puede tener un
área de aproximadamente una pulgada cuadrada. Un extremo 18 del
portaobjetos 10 puede ser esmerilarse o revestirse para facilitar el
marcado e identificación del espécimen 14 en el mismo. El extremo
esmerilado 18 puede tener un área de aproximadamente una pulgada
cuadrada. También puede proporcionarse un anillo esmerilado 20, que
define un área a la que se transfieren las células, para facilitar
la exploración de especímenes escasos. También, puede biselarse una
esquina 22 del extremo esmerilado 18 de cada portaobjetos 10 en
mayor medida que las otras esquinas para garantizar una orientación
adecuada del portaobjetos 10 cuando se está cargando en el equipo
de formación de imágenes.
El espécimen depositado en el portaobjetos 10 es
preferentemente un espécimen citológico, aunque puede ser otro tipo
de espécimen. En una forma de realización de la invención, el
espécimen citológico se prepara a partir de un frotis cervical de
Pap. El espécimen de frotis de Pap es preferentemente un preparado
monocapa, en el que las células cervicales se disponen en el
portaobjetos en una sola capa para facilitar la formación de
imágenes y el análisis. El equipo para preparar los especímenes
monocapa se desvela en la patente de EE.UU. nº 5.143.627.
El portaobjetos 10 puede marcarse con un código
de barras 24, así como signos 26 que contienen información
necesaria para hacer corresponder los resultados de un análisis con
el paciente correcto, por ejemplo la identificación del paciente
del que se obtuvo el espécimen en el portaobjetos, o el médico que
proporcionó el portaobjetos. Los signos del portaobjetos 26 pueden
tener una cualquiera de una variedad de formas que incluyen uno o
más caracteres alfanuméricos. Es deseable en general marcar los
portaobjetos 10 con signos legibles por el hombre de manera que el
citólogo que examine un espécimen teñido fijo pueda identificar
fácilmente el espécimen y la muestra asociada a partir de la cual
se obtuvo el espécimen. Además, los especímenes se archivan a menudo
y se conservan durante periodos extensos. En consecuencia, es
deseable en general evitar el uso de signos estándar que puedan
caer en desuso o quedar obsoletos. Mientras los signos del
portaobjetos pueden marcarse en una etiqueta adhesiva pegada al
portaobjetos 10, el procesamiento posterior como fijado o tinción
puede degradar los signos o el adhesivo. Como los portaobjetos del
espécimen 10 se archivan a menudo en cajones de portaobjetos, es
deseable en general que los signos de portaobjetos 26 estén
orientados a lo largo de la anchura o la dimensión estrecha del
extremo esmerilado 18 de manera que sea legible sin requerir la
eliminación del portaobjetos 10 a partir del cajón.
La fig. 2 muestra un diagrama esquemático de una
forma de realización de un aparato 30 de la presente invención. El
aparato 30 incluye al menos un sistema de procesamiento de imágenes
32, un servidor informático 34 y al menos un puesto de revisión 36.
El servidor 34 está en comunicación tanto con el sistema de
procesamiento de imágenes 32 como con el puesto de revisión 36, y
coordina las operaciones y el flujo de datos entre el sistema de
procesamiento de imágenes 32 y el puesto de revisión 36.
La fig. 3 es un diagrama ilustrativo más
detallado de una forma de realización del sistema de procesamiento
de imágenes 32 de la presente invención. El sistema de procesamiento
de imágenes 32 incluye un primer sistema óptico 38, y una
plataforma de portaobjetos 40 móvil respecto al mismo. El puesto de
revisión 36 incluye un segundo sistema óptico 44, y está unido al
sistema de procesamiento de imágenes 32 por medio del servidor 34.
Un sistema informático interno 46 controla el primer sistema óptico
38 y está en comunicación con el servidor 34.
El primer sistema óptico 38 incluye una cámara
electrónica 48, como una cámara CCD 48, y un microscopio 50. El
microscopio 50 es preferentemente un microscopio automatizado. El
microscopio automatizado 50 puede incluir características para
proporcionar una formación de imágenes rápida y precisa de un área
de un portaobjetos 10 colocada en el camino óptico 51 del
microscopio 50, como un mecanismo de autoenfoque 54. El primer
sistema óptico 38 puede incluir uno o más sistemas de lentes 52. Un
iluminador 42 puede proporcionar iluminación para el espécimen 14
depositado en el portaobjetos 10 y generalmente puede iluminar el
portaobjetos 10 desde debajo de la plataforma 40.
La plataforma 40 transporta el portaobjetos con
el espécimen 10 a y dentro del camino óptico 51 del microscopio 50,
en respuesta a órdenes apropiadas del sistema informático interno
46. En una forma de realización, un manipulador portaobjetos
robótico 64 puede, según órdenes apropiadas del sistema informático
46, mover el portaobjetos con el espécimen 10 desde un casete de
lámina portaobjetos a la plataforma móvil 40 para formar imágenes
de las células en el espécimen, y a continuación devolver el casete
después de la formación de imágenes. Una lámina portaobjetos 65
coloca de forma fija y extraíble un portaobjetos 10 repetidamente en
una localización y orientación precisas en la plataforma 40. La
plataforma 40 puede estar motorizada, y alimentada por uno más
motores de plataforma 56. La plataforma 40 puede montarse sobre
cojinetes 58, que a su vez van montados en la base 59 del
microscopio 50. En una forma de realización, la plataforma 40 es
móvil en un plano x-y, según se muestra en la fig.
3.
En una forma de realización, un controlador de
interfaz 60 en comunicación con la plataforma móvil 40 puede
proporcionar movimientos controlados precisos del portaobjetos 10
respecto al camino óptico 51 y visualizar el área del microscopio
50. El controlador de interfaz 60 controla los motores de plataforma
56 convirtiendo las órdenes del sistema informático 46 en señales
apropiadas que hacen que los motores 56 muevan la plataforma 40 a
localizaciones prescritas. Un codificador de posición 62 puede
detectar la localización precisa de la plataforma 40, produciendo
en el sistema informático 46 pulsos representativos del movimiento o
localización de la plataforma. Según se conoce en la técnica, estos
pulsos pueden decodificarse por el sistema informático 46 con el
fin de identificar la localización de la plataforma 40 en un sistema
de coordenadas de puesto de formación de imágenes.
En una forma de realización, el sistema de
procesamiento de imágenes 32 incluye un lector de código de barras
66 colocado para visualizar el área de un portaobjetos que contiene
el código de barras 24, una vez que el portaobjetos 10 se ha
transportado a la plataforma móvil 40 por el manipulador
portaobjetos robótico 64 o se ha cargado manualmente. En una forma
de realización, el sistema de procesamiento de imágenes 32 incluye
un marcador 68 que coloca automáticamente un punto, una marca u otro
signo visible en las áreas de interés dentro del espécimen en las
que pueden localizarse potencialmente las células anormales.
El puesto de revisión 36 está unido al sistema
de procesamiento de imágenes 32 por medio del servidor 34, y puede
estar localizado a distancia. El puesto de revisión 36 incluye un
segundo sistema óptico 44. El segundo sistema óptico 44 puede
incluir cualquiera de todas las características del primer sistema
óptico 38. En una forma de realización, el segundo sistema óptico
44 incluye un microscopio 50 que está unido a una plataforma móvil
y que está adaptado para su uso por un operador humano para
inspección visual de las áreas de interés identificadas por el
sistema de procesamiento de imágenes 32.
En funcionamiento, el sistema de procesamiento
de imágenes 32 realiza una visualización y detección selectiva
inicial de un portaobjetos 10 en el que se dispone un espécimen
citológico 14, con el fin de preparar una valoración preliminar del
espécimen 14. El sistema de procesamiento de imágenes 32 identifica
para posterior visualización por un citotecnólogo o patólogo las
localizaciones de estas áreas de interés en el portaobjetos que
potencialmente son más relevantes. Con el fin de evitar lecturas de
falsos negativos en una detección selectiva de frotis de Pap, las
localizaciones de áreas que son identificadas por el sistema de
procesamiento de imágenes 32 en esta detección selectiva preliminar
deben ser precisas dentro de un margen de error aceptable. La
manipulación o posicionamiento incorrectos de los portaobjetos
durante el procedimiento de exploración causan errores en las
localizaciones de las áreas identificadas y consiguientes fallos de
lectura en el puesto de revisión 36.
Según esta invención, las marcas fiduciales 16
en el portaobjetos 10 se usan para verificar que el portaobjetos 10
se ha cargado apropiadamente, así como para verificar la fiabilidad
de las localizaciones de las áreas de interés identificadas dentro
del espécimen. El portaobjetos 10, marcado con dos o tres marcas
fiduciales 16, y que tiene un espécimen 14 depositado en el mismo,
se coloca de forma fija y se sujeta en la plataforma móvil 40 por
la lámina portaobjetos 65. A continuación, el microscopio
automatizado 50 busca la primera marca fiducial 16. Las
localizaciones nominales de las marcas fiduciales 16 se preprograman
en el sistema informático 46. El sistema informático 46 busca las
marcas fiduciales 16 enviando señales de control al controlador de
interfaz 60 para mover la plataforma 40 a la localización estimada
de la primera marca fiducial 16. En respuesta, los motores de la
plataforma 56 mueven la plataforma 40, hasta que la marca fiducial
deseada 16 se mueve dentro de un campo de visión del microscopio
50. Generalmente, la parte del portaobjetos 10 que se visualiza
constituye un campo de visión del microscopio 50. La primera marca
fiducial 16 puede centrarse a continuación automáticamente dentro
del campo de visión del microscopio 50, para tener en cuenta errores
menores debidos a tolerancias y otros errores menores.
El sistema informático 46 puede asignar un valor
de coordenadas de referencia, por ejemplo (0,0), a la localización
espacial de la primera marca fiducial, y almacenar el valor de
coordenadas de referencia y la localización de la plataforma en
memoria. La posición relativa de la segunda marca fiducial 16
respecto a la primera marca fiducial 16 se ha preprogramado también
en el sistema informático 46. Por tanto, una vez conocida la
posición de la primera marca fiducial 16, el sistema informático 46
localiza la segunda marca fiducial 16. El sistema informático 46
hace que los motores 56 muevan la plataforma 40 a la localización
nominal de la segunda marca fiducial 16, después de lo cual la
segunda marca fiducial 16 puede centrarse automáticamente dentro del
campo de visión del microscopio 50. El sistema informático 46
asigna otro valor de coordenadas de referencia, por ejemplo (x_1,
y_1), a la localización espacial de la segunda marca fiducial, y
almacena el valor de coordenadas de referencia en su memoria. Los
valores de coordenadas de referencia (0,0) y (x_1, y_1) definen un
sistema de coordenadas bidimensional, respecto al cual pueden
identificarse áreas seleccionadas dentro del espécimen 14. En una
forma de realización en la que el portaobjetos 10 tiene más de dos
marcas fiduciales, el sistema de procesamiento de imágenes 32 puede
buscar la tercera marca fiducial 16, y cualquier otra marca fiducial
16 en el portaobjetos 10 y centrar análogamente y registrar sus
localizaciones respectivas.
El sistema de procesamiento de imágenes 32
explora a continuación todo el espécimen 14, que contiene
normalmente decenas de miles de células, con el fin de determinar
las áreas de interés potencialmente más relevantes dentro de la
muestra, como células con núcleos oscuros y/o excesivamente grandes.
Durante el procedimiento de exploración, el sistema informático 46
manipula la plataforma móvil 40 generando señales de control
apropiadas que hacen que los motores 56 muevan la plataforma 40 de
manera que las diversas áreas del portaobjetos 10 se coloquen en el
camino óptico 51 del microscopio 50. Al moverse la plataforma 40 por
acción de los motores 56 en respuesta a las señales del sistema
informático 46, la imagen visualizada por el sistema de lentes 52
del microscopio 50 también se mueve, de manera que se visualiza
otra parte del portaobjetos 10. El sistema de procesamiento de
imágenes 32 explora el espécimen 14 moviendo la plataforma móvil 40,
y por tanto el campo de visión del microscopio 50, a lo largo de
todo el espécimen 14. La plataforma 40 puede moverse de manera que
el campo de visión del microscopio 50 se mueve a través de toda el
área de exploración.
La cámara electrónica 48 se coloca en el camino
óptico 51 del microscopio 50, para capturar así una imagen
electrónica del área del portaobjetos 10 que se está visualizando.
En una forma de realización, el campo de visión de la cámara es de
640 píxeles de anchura por 480 píxeles de longitud. Cada píxel es
del orden de aproximadamente 0,74 micrómetros. La cámara 48
suministra a continuación la imagen electrónica al sistema
informático 46 de manera que el sistema informático 46 puede
realizar un análisis de las células que aparecen en el área sometida
a imagen. La imagen electrónica se representa preferentemente
mediante señales eléctricas que pueden procesarse por medio de
procesadores de imagen 70 dentro del sistema informático 46. 1
micrómetro = 10^{-6} metros.
El sistema informático 46 realiza el análisis
necesario con el fin de determinar si en el espécimen se contienen
células malignas o premalignas, basándose en su apariencia. El
sistema informático 46 puede basarse en algoritmos de extracción de
características, que intentan seleccionar y medir algunas
características dentro de la imagen, por ejemplo, la forma o el
tamaño del núcleo de la célula, o la densidad de células dentro del
área. Por ejemplo, un núcleo de tamaño inusualmente grande puede
indicar anomalía celular. Basándose en criterios preprogramados, el
sistema informático 46 realiza la identificación de aquellas áreas
dentro del espécimen 14 que contendrán más probablemente ciertas
características de interés, como anomalías celulares. Normalmente,
el sistema informático 46 identifica entre aproximadamente 10 y
aproximadamente 30 áreas de interés dentro del espécimen citológico,
sin embargo el número de áreas de interés puede variar de 0 a 100 o
más.
Una vez identificadas las áreas de interés, el
sistema informático 46 clasifica las áreas identificadas basándose
en el grado en el que cada área tiene características que se
encuentran más probablemente en una célula premaligna o maligna
típica que en una célula benigna típica. El sistema informático 46
asigna a continuación a cada área identificada un valor de
coordenadas en el sistema de coordenadas definido por los valores de
coordenadas de referencia, determinando así la localización
relativa de cada área con respecto los puntos fiduciales primero y
segundo. El sistema informático 46 almacena a continuación en
memoria un archivo que contiene los valores de coordenadas de cada
área de interés. El sistema de procesamiento de imágenes 32 comunica
también estos datos con el servidor 34. En una forma de
realización, un marcador 68 puede colocar un signo visible en el
portaobjetos en las localizaciones de cada área de interés
identificada para ayudar al patólogo a identificar las células
potencialmente malignas en el puesto de revisión 36.
Para verificar la precisión de las
localizaciones de las áreas de interés identificadas, el sistema
informático 46 determina un valor de desplazamiento espacial de las
marcas fiduciales 16 después de que se ha explorado el
portaobjetos. El sistema informático 46 recupera de la memoria los
valores de coordenadas reales para las marcas fiduciales primera y
segunda. El sistema informático 46 envía a continuación señales de
control apropiadas para mover la plataforma a una localización
correspondiente al valor de coordenadas de referencia medido para
la primera marca fiducial, y a continuación a una segunda
localización correspondiente al valor de coordenadas de referencia
medido para la segunda marca fiducial. El sistema informático 46
espera que la primera marca fiducial 16 esté localizada en la
primera posición, y la segunda marca fiducial 16 esté localizada en
la segunda posición. Debido a un margen de error inherente en
cualquier sistema mecánico, las marcas fiduciales 16 están
desplazadas normalmente por un valor de desplazamiento espacial
menor. Si el valor de desplazamiento espacial es mayor que un valor
de tolerancia predeterminado, o bien el portaobjetos se movió
respecto a la plataforma durante la exploración, el sistema perdió
la posición o se produjo algún otro error que pone en cuestión la
validez de las localizaciones almacenadas de las áreas de interés
identificadas. En consecuencia, el portaobjetos se rechaza como
resultado de una exploración no fiable. En una forma de realización,
el valor de tolerancia está en el intervalo de aproximadamente +/-
10 micrómetros a aproximadamente +/- 1.000 micrómetros.
La marca fiducial puede estar desplazada
espacialmente por una diversidad de razones. Las causas para el
desplazamiento pueden incluir una carga o posicionamiento
incorrecto del portaobjetos en el inicio del procedimiento de
exploración o movimientos del portaobjetos 10 respecto a la
plataforma móvil 40, como deslizamiento o vibración del portaobjetos
durante el procedimiento de exploración. Otras causas de error
pueden incluir un desajuste excesivo en la posición de la
plataforma móvil durante la exploración, cualquier clase de
intervención manual física o un exceso de vibraciones mecánicas
dentro del sistema de procesamiento de imágenes 32.
Si el valor de desplazamiento espacial está
dentro de un valor de tolerancia aceptable, el portaobjetos se
verifica y puede aceptarse para una revisión posterior por un
citotecnólogo o un patólogo en el puesto de revisión 36. El
procedimiento de verificación descrito anteriormente se acomete por
separado para cada portaobjetos 10. Si el valor de desplazamiento
espacial de las marcas fiduciales 16 en el portaobjetos 10 es menor
que el valor de tolerancia, las localizaciones de las áreas de
interés se verifican como fiables dentro de un margen de error
aceptable. El portaobjetos 10 se transfiere, por tanto, al puesto de
revisión 36.
En el puesto de revisión 36, el portaobjetos
explorado una vez 10 se envía para revisión por un operador humano,
que puede ser un citotecnólogo que realice otra detección selectiva
preliminar para un patólogo, o puede ser un patólogo que realice la
detección selectiva final. En cualquier modo, el sistema de
procesamiento de imágenes 32 ha limitado electrónicamente para el
operador humano las áreas dentro del espécimen a las que debe mirar
el operador humano.
El puesto de revisión 36 tiene normalmente un
sistema informático interno que puede acceder al servidor 34, y que
está unido a un microscopio y una plataforma móvil. El operador
humano deja que el microscopio lea el código de barras del
portaobjetos 10, a continuación inicia el procesamiento del
portaobjetos 10 buscando físicamente las marcas fiduciales primera
y segunda en el portaobjetos 10. Cuando el operador humano encuentra
la marca fiducial 16 en el portaobjetos, centra la marca 16 dentro
del campo de visión del microscopio y fija las coordenadas de la
primera marca fiducial 16 en (0,0). El servidor proporciona a
continuación las coordenadas que se asignaron a las áreas de
interés para ese portaobjetos por el sistema de procesamiento de
imágenes 32.
El operador humano instruye a su microscopio
para que vaya a la primera coordenada asignada. Después de examinar
el área correspondiente a la primera coordenada asignada, el
operador pulsa el botón SIGUIENTE, que envía señales de control al
microscopio para que vaya a la siguiente coordenada asignada. De
esta manera, el operador va a través de todo el intervalo de
localizaciones que se han seleccionado para revisión por el sistema
de procesamiento de imágenes 30. Si el operador humano es un
citotecnólogo, puede identificar además ciertas áreas si piensa que
una célula o un grupo de células son de interés. Después de que el
citotecnólogo haya revisado la última localización de interés,
pulsa el botón HECHO. Estas áreas se remiten para revisión por un
patólogo, que realiza la determinación final de si las áreas de
interés contienen o no células malignas. Alternativamente, el
operador humano en el puesto de revisión puede ser el propio
patólogo, que revisa cada una de las áreas correspondientes a las
coordenadas almacenadas en el servidor 34 por el sistema de
procesamiento de imágenes 32, y hace una determinación final para
cada área. Después de revisión, el puesto de revisión 36 puede
buscar opcionalmente las marcas fiduciales 16 de nuevo para
verificar que el portaobjetos no se movió y que no se produjo
ningún otro fallo de funcionamiento del sistema de coordenadas
durante la revisión del portaobjetos 10.
En una forma de realización, puede usarse una
pluralidad de sistemas de procesamiento de imágenes 32 y puestos de
revisión 36 de forma coordinada por medio de un servidor común 36.
Cuando un portaobjetos 10 se transfiere de un sistema de
procesamiento de imágenes 32 a otro, o de un sistema de
procesamiento de imágenes 32 a uno de la pluralidad de puestos
remotos 34, puede almacenarse la información relativa a las
localizaciones de áreas de interés en el portaobjetos y compartirse
entre la pluralidad de sistemas de procesamiento de imágenes 32 y
puestos de revisión 36, de manera que puede usarse cualquier equipo
de forma intercambiable con un alto grado de confianza de que se
están revisando las áreas apropiadas por parte del patólogo.
En suma, la fig. 4 ilustra en un diagrama de
flujo esquemático un resumen de las etapas de operación en un
procedimiento para verificar la localización de áreas de interés en
una muestra, según la presente invención. La primera etapa incluye
la localización de una marca de referencia en una muestra. La marca
de referencia puede ser una marca fiducial impresa en un
portaobjetos en el que se ha depositado un espécimen citológico,
según se explica anteriormente. La segunda etapa incluye la
identificación de un área de interés dentro de una muestra. Por
ejemplo, un portaobjetos con el espécimen puede explorarse
ópticamente por un microscopio automatizado, con el fin de
identificar áreas que contienen potencialmente células malignas. La
tercera etapa incluye la determinación de la localización del área
de interés respecto a la marca de referencia. La cuarta etapa
incluye la localización de nuevo de la marca de referencia. La
quinta etapa incluye la determinación de si un error dimensional en
la localización de la marca de referencia es menor que un valor de
tolerancia. Si es así, la muestra se transfiere al puesto de
revisión; en caso contrario, la muestra se rechaza.
Mientras la invención se ha mostrado y descrito
particularmente con referencia a formas de realización ilustrativas
y preferidas específicas, debe entenderse entre los expertos en la
materia que pueden realizarse diversos cambios en la forma y el
detalle sin apartarse del alcance de la invención según se define
por las reivindicaciones adjuntas.
Claims (22)
1. Un procedimiento para verificar una
localización de un área de interés dentro de un espécimen depositado
en un portaobjetos de microscopio, comprendiendo el procedimiento
las etapas de localizar una marca de referencia en el portaobjetos
de microscopio, identificar el área de interés dentro del espécimen
y determinar la localización del área de interés identificada
respecto a la marca de referencia, caracterizándose el
procedimiento porque comprende además las etapas de:
relocalizar la marca de referencia en el
portaobjetos de microscopio; y
verificar la localización del área de interés si
un error dimensional en la relocalización de la marca de referencia
respecto a la localización de la marca de referencia es menor que un
valor de tolerancia.
2. El procedimiento de la reivindicación 1, en
el que la etapa de identificación del área de interés dentro del
espécimen comprende la etapa de la exploración óptica del
espécimen.
3. El procedimiento de la reivindicación 1, en
el que el valor de tolerancia está entre aproximadamente diez
micrómetros y mil micrómetros.
4. El procedimiento de la reivindicación 1, que
comprende además las etapas de:
identificar una pluralidad de áreas de interés
dentro del espécimen; y
clasificar la pluralidad de áreas de interés en
un orden.
5. El procedimiento de la reivindicación 1, en
el que el espécimen es un espécimen citológico.
6. El procedimiento de la reivindicación 1, que
comprende además la etapa de rechazar el espécimen si la
localización del área de interés no se verifica.
7. El procedimiento de la reivindicación 1, en
el que la etapa de localizar la marca de referencia comprende el
centrado de la marca de referencia en un campo de visión de un
instrumento óptico.
8. El procedimiento de la reivindicación 1, que
comprende además las etapas de:
asignar un valor de coordenadas de referencia a
una localización de la marca; y
asignar un valor de coordenadas al área de
interés.
9. El procedimiento de la reivindicación 8, que
comprende además las etapas:
transferir el espécimen a un puesto de
revisión;
localizar la marca de referencia; y
establecer un sistema de coordenadas del puesto
de revisión basándose en una localización de la marca de
referencia.
10. El procedimiento de la reivindicación 1, en
el que el área de interés se localiza y la marca de referencia se
localiza y se relocaliza en el mismo sistema de coordenadas.
11. El procedimiento de la reivindicación 1, en
el que el área de interés se localiza después de localizar la marca
de referencia y antes de relocalizar la marca de referencia.
12. El procedimiento de la reivindicación 1, en
el que la marca de referencia se localiza y relocaliza sin retirar
el portaobjetos de microscopio de la
plataforma.
plataforma.
13. Un sistema de formación de imágenes o
revisión para verificar una localización de un área de interés en
un espécimen depositado en un portaobjetos de microscopio que tiene
una marca de referencia, comprendiendo el sistema un subsistema
óptico que tiene un camino óptico, una plataforma configurada para
montar el portaobjetos de microscopio y que es móvil respecto al
subsistema óptico para colocar el espécimen en el camino óptico, y
un subsistema informático configurado para localizar una marca de
referencia en el portaobjetos de microscopio, identificar el área
de interés dentro del espécimen y determinar la localización del
área de interés identificada respecto a la marca de referencia,
caracterizándose el sistema porque el sistema informático
está configurado además para:
relocalizar la marca de referencia en el
portaobjetos de microscopio; y
verificar la localización del área de interés si
el error dimensional en la relocalización de la marca de referencia
respecto a la localización de la marca de referencia es menor que un
valor de tolerancia.
14. El sistema de la reivindicación 13, que
comprende además al menos un motor, configurado además el subsistema
informático para hacer funcionar el al menos un motor para que
mueva al menos uno del subsistema óptico y la plataforma para
colocar el espécimen en el camino óptico.
15. El sistema de la reivindicación 13, en el
que el subsistema informático se configura para localizar el área
de interés respecto a la localización de la marca de referencia.
16. El sistema de la reivindicación 13, en el
que el subsistema informático está configurado para localizar el
área de interés y para localizar y relocalizar la marca de
referencia en el mismo sistema de coordenadas.
17. El sistema de la reivindicación 13, en el
que el subsistema informático está configurado para localizar el
área de interés después de localizar la marca de referencia y antes
de relocalizar la marca de referencia.
18. El sistema de la reivindicación 13, en el
que el subsistema informático está configurado para localizar y
relocalizar la marca de referencia sin retirar el portaobjetos de
microscopio de la plataforma.
19. El sistema de la reivindicación 13, en el
que el subsistema informático está configurado para determinar un
valor de coordenadas de la marca de referencia localizada en un
sistema de coordenadas, y determinar un valor de coordenadas de la
marca de referencia relocalizada en el sistema de coordenadas para
determinar el error dimensional.
20. El sistema de la reivindicación 13, en el
que el subsistema óptico incluye al menos una lente en el camino
óptico.
21. El sistema de la reivindicación 13, en el
que el subsistema óptico incluye una cámara en el camino óptico.
22. El sistema de la reivindicación 13, en el
que el subsistema informático está configurado para analizar
material biológico en el espécimen.
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