AMS血液形態(tài)學(xué)分析系統(tǒng)——形態(tài)學(xué)鏡檢新氣象

更新時(shí)間：2023-12-28 點(diǎn)擊次數(shù)：4310

血常規(guī)檢測，又叫血細(xì)胞分析，是臨床常規(guī)檢測項(xiàng)目，對于臨床疾病的診斷、治療及療效觀察具有非常重要的價(jià)值。

隨著檢驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展，血常規(guī)檢驗(yàn)從最早的顯微鏡觀察手工計(jì)數(shù)，到八十年代的自動(dòng)分類血球分析儀，再到21世紀(jì)初的自動(dòng)形態(tài)學(xué)預(yù)分類儀器，方法學(xué)不斷更新迭代，檢測速度與效率得到很大提升。

▲血細(xì)胞分析流程

然而，血液形態(tài)學(xué)的鏡檢仍然是困擾很多醫(yī)院檢驗(yàn)老師的一個(gè)“老"項(xiàng)目。

因?yàn)槿斯ょR檢雖然是形態(tài)學(xué)分析的金標(biāo)準(zhǔn)，但存在著一定的局限性：

● 費(fèi)時(shí)費(fèi)力

● 人員需要持續(xù)的專業(yè)培訓(xùn)

● 不同形態(tài)學(xué)專家間標(biāo)準(zhǔn)存在差異，不利于遠(yuǎn)程審核

● 特殊病例難以長期保存，培訓(xùn)教學(xué)不方便

因此臨床對于能自動(dòng)完成血涂片檢查的形態(tài)學(xué)分析系統(tǒng)的需求與日俱增。

▲舜宇血液形態(tài)學(xué)分析系統(tǒng)

什么是血液形態(tài)學(xué)分析系統(tǒng)？

血液形態(tài)學(xué)分析系統(tǒng)是能對血液涂片樣本進(jìn)行自動(dòng)化顯微掃描，將相機(jī)拍攝到的圖像在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行圖像分析的儀器，主要進(jìn)行細(xì)胞計(jì)數(shù)、細(xì)胞分類，最終輸出細(xì)胞分析結(jié)果，供檢驗(yàn)醫(yī)師進(jìn)行分析診斷。

其中全自動(dòng)操作包括：玻片進(jìn)樣、細(xì)胞掃描、細(xì)胞定位、顯微鏡加油、鏡頭各放大倍數(shù)間切換、拍攝、細(xì)胞分類到報(bào)告。

形態(tài)學(xué)分析系統(tǒng)相比人工鏡檢的優(yōu)勢：

● 操作簡便

● 細(xì)胞形態(tài)判斷更加客觀、標(biāo)準(zhǔn)

● 血常規(guī)檢測全流程信息化減少信息錯(cuò)誤風(fēng)險(xiǎn)

● 圖像方便儲(chǔ)存、培訓(xùn)和教學(xué)

● 減少人力投入和視覺疲勞

雖然有非常多的優(yōu)勢和便利，但全自動(dòng)細(xì)胞形態(tài)學(xué)分析儀在國內(nèi)應(yīng)用還不是很普遍，即使是三級醫(yī)院，使用的比例仍然較低，究其原因可能包括：

● 醫(yī)院需進(jìn)行形態(tài)學(xué)復(fù)檢的樣本量較大，目前市面上已有產(chǎn)品難以滿足TAT 30分鐘出報(bào)告的需求

● 采集的細(xì)胞圖像與顯微鏡下觀察的細(xì)胞形態(tài)存在一定差異、判斷時(shí)難以進(jìn)行轉(zhuǎn)換

● 部分特殊細(xì)胞及特殊患者的血涂片識別率不高，仍然有較大比例需要人工鏡檢復(fù)核

● 當(dāng)前市面上的形態(tài)學(xué)分析系統(tǒng)價(jià)格昂貴，與血球分析儀進(jìn)行綁定，不符合大部分中小醫(yī)院實(shí)際需求

由此，舜宇根據(jù)血液形態(tài)學(xué)分析系統(tǒng)項(xiàng)目上積蓄多年顯微成像研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，提出了新的解決方案——超高速顯微掃描技術(shù)：每秒拍攝超過100張數(shù)字圖像，用顯微掃描技術(shù)，來幫助臨床用戶解決鏡檢效率問題。

首先是檢測效率問題。

以一家縣級人民醫(yī)院為例，每日血常規(guī)樣本量可達(dá)到500-600例以上，以15%的復(fù)檢率進(jìn)行計(jì)算，每日需對75-90張血涂片進(jìn)行推片復(fù)檢，且當(dāng)日樣本量會(huì)集中在上午9:00-10:30這一時(shí)間段，因此對于形態(tài)學(xué)分析系統(tǒng)的檢測效率，需達(dá)到1分鐘/片，方可滿足一家普通縣級人民醫(yī)院的即時(shí)效率需求。

超高速顯微掃描技術(shù)

1分鐘，要對100個(gè)以上的白細(xì)胞進(jìn)行圖像采集和形態(tài)學(xué)分析。但并不是所有的視野中都會(huì)有白細(xì)胞，因此設(shè)備需要對超過1000個(gè)油鏡視野進(jìn)行圖像采集和AI分析，挑選到可能存在其中的“白細(xì)胞們"，接著運(yùn)用人工神經(jīng)卷積網(wǎng)絡(luò)，對細(xì)胞進(jìn)行分類和判讀。

而這，就是舜宇在血液形態(tài)學(xué)分析系統(tǒng)項(xiàng)目上積蓄多年顯微成像研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，重點(diǎn)打造的超高速顯微掃描技術(shù)——每秒拍攝超過100張數(shù)字圖像，用顯微掃描技術(shù)，來幫助臨床用戶解決鏡檢效率問題。

▲超高速顯微掃描技術(shù)

高清景深融合技術(shù)

其二，很多臨床用戶在用顯微鏡觀察血涂片樣本時(shí)，會(huì)經(jīng)常用到細(xì)調(diào)焦手輪對圖像進(jìn)行微調(diào)，綜合不同景深下的圖像信息，以達(dá)到較好的觀察效果。

傳統(tǒng)的自動(dòng)化形態(tài)學(xué)分析系統(tǒng)采用的是單層拍攝方式，靜止后定焦在一個(gè)平面拍攝，這樣單層的拍攝方式，只能將定焦平面上的單層拍攝清楚，其余部分則會(huì)被虛化，作為立體結(jié)構(gòu)的細(xì)胞，不能通過單層單平面的拍攝去還原完整細(xì)胞的紋理特征及細(xì)節(jié)，之所以自動(dòng)化的形態(tài)學(xué)分析系統(tǒng)被很多醫(yī)生詬病沒有顯微鏡下閱片的感覺，就是因此造成。

舜宇超高清景深融合技術(shù)——可在0.1秒的時(shí)間內(nèi)拍攝超過10張數(shù)字圖像，運(yùn)用圖像算法，提取多張數(shù)字圖像中的可用信息，進(jìn)行融合，最終呈現(xiàn)出一個(gè)清晰的“3D"細(xì)胞。

▲超高清景深融合技術(shù)

而在臨床使用過程中，AI的分類準(zhǔn)確性和軟件的使用體驗(yàn)直接關(guān)乎到形態(tài)學(xué)鏡檢工作效率。

人工智能

Artificial Intelligence

人工智能是一門研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用的新興學(xué)科。人工智能在醫(yī)療行業(yè)中應(yīng)用成熟的項(xiàng)目當(dāng)屬病理人工智能。病理人工智能依賴于數(shù)字圖像，隨著成像系統(tǒng)的改善和全視野數(shù)字切片圖像（WSI）掃描儀的日趨成熟，病理醫(yī)師通過WSI診斷的方式正在逐漸取代傳統(tǒng)的顯微鏡下閱片。

而人工智能目前應(yīng)用在醫(yī)學(xué)圖像處理中普遍的方式是深度學(xué)習(xí)，深度學(xué)習(xí)是一種機(jī)器學(xué)習(xí)方法，利用復(fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來創(chuàng)建學(xué)習(xí)系統(tǒng)，從大型數(shù)據(jù)集中學(xué)習(xí)特征表示，最終得到具有高度可預(yù)測性能的模型。

血細(xì)胞智能分析網(wǎng)絡(luò)

舜宇的人工智能開發(fā)團(tuán)隊(duì)，通過多年來在工業(yè)半導(dǎo)體檢測、科研領(lǐng)域細(xì)胞/組織識別、醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)圖像識別等領(lǐng)域的經(jīng)驗(yàn)積累，成功開發(fā)血細(xì)胞分類卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

▲舜宇A(yù)I標(biāo)注數(shù)據(jù)庫

團(tuán)隊(duì)通過收集100萬張以上的血細(xì)胞圖像數(shù)據(jù)，搭建了血細(xì)胞專用數(shù)據(jù)庫，并邀請合作醫(yī)院血液形態(tài)學(xué)鏡檢專家，配合舜宇醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)專業(yè)工程師，對數(shù)據(jù)進(jìn)行分類處理，極大的增強(qiáng)了模型的泛化能力，使得面對不同醫(yī)院常見外周血涂片樣本，均具備AI分析能力。

在實(shí)際臨床試用中，對3000份樣本進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，舜宇血細(xì)胞AI模型分類準(zhǔn)確率超過95%！

▲客戶端試用現(xiàn)場

多終端在線閱片

除此以外，舜宇還專門就血液形態(tài)學(xué)鏡檢做了臨床需求調(diào)研。

實(shí)際工作場景中，在血常規(guī)樣本錄入工位；血球儀流水線工位或者形態(tài)學(xué)鏡檢工位檢驗(yàn)老師都希望可以便捷地對形態(tài)學(xué)結(jié)果進(jìn)行分析。因此我司采用了在線閱片模式，可以實(shí)現(xiàn)多終端同時(shí)在線閱片。

▲多終端閱片系統(tǒng)

通過這種方式，形態(tài)學(xué)分析結(jié)果可以呈現(xiàn)在科室所有的電腦上，極大的方便了檢驗(yàn)老師對于結(jié)果的分析與審核。

人性化操作軟件

簡潔的操作界面，人性化的操作設(shè)計(jì)，讓舜宇血液形態(tài)學(xué)分析系統(tǒng)成為了形態(tài)學(xué)鏡檢的好幫手。

▲血液形態(tài)學(xué)分析系統(tǒng)軟件界面示意圖

小細(xì)胞，大學(xué)問。

形態(tài)學(xué)鏡檢看的雖是微小的細(xì)胞，但可為臨床提供關(guān)鍵的診斷信息，舜宇血液形態(tài)學(xué)分析系統(tǒng)，助力形態(tài)學(xué)鏡檢，打造血液檢查新氣象。