Comment choisir un scanner de lames de pathologie numérique ?

Qu’est-ce qu’un scanner de lames de pathologie numérique ?

Le scanner de lames de pathologie numérique est un instrument d’analyse utilisé en médecine fondamentale, médecine clinique et biologie. Comparé à un microscope traditionnel, il peut acquérir des images numériques de lames avec une résolution plus élevée grâce à une numérisation automatisée. Il réalise un assemblage d’images numériques sans soudure, haute précision et multi-vues, ainsi qu’un traitement chromatique spécial K-SCP pour restituer l’image originale dans toute sa richesse.

Les données d’image sont stockées et compressées dans un fichier image électronique. Il est très pratique pour le personnel médical, les chercheurs scientifiques et les ingénieurs de zoomer, lire, mesurer et annoter via un logiciel de lecture de lames. Cela fournit un soutien technique et une base de données pour la consultation à distance et la pathologie par IA.

Quels sont les avantages des scanners de lames de pathologie numérique par rapport aux microscopes traditionnels ?

1. Vitesse plus rapide

Les microscopes traditionnels ne peuvent être utilisés que manuellement, la vitesse de lecture des lames dépend de l’expérience et de l’énergie du pathologiste. Et une seule lame peut être visualisée à la fois.

Le scanner de lames de pathologie numérique peut numériser automatiquement des lames à haut débit. Le scanner de lames de pathologie numérique KFBIO atteint une vitesse maximale de 25 s/lame et peut numériser jusqu’à 400 lames en une seule fois.

2. Une expérience plus stable et silencieuse

La précision de numérisation des microscopes traditionnels dépend de nombreux facteurs tels que la qualité du microscope, l’expérience de l’utilisateur, etc. Pour une même lame, différents microscopes, environnements et observateurs aboutiront à des résultats de diagnostic différents, entraînant une faible stabilité de la numérisation.

Les scanners de pathologie numérique transforment automatiquement les lames numériques en images haute résolution permettant aux pathologistes de diagnostiquer plus efficacement. Le scanner de pathologie numérique KFBIO adopte un contrôle par moteur magnétique pour éviter l’usure mécanique et le jeu. Le processus de numérisation est plus stable et silencieux. Et le taux de réussite de la numérisation des lames peut atteindre 99,85 %.

3. Numérisation automatique, analyse intelligente

Le microscope traditionnel doit être utilisé manuellement par des professionnels. Les opérateurs doivent analyser les lames en fonction de leur technique et de leur expérience pour générer des résultats, ce qui est facilement affecté par des facteurs subjectifs.

Le scanner de pathologie numérique peut numériser des lames à grand débit automatiquement en un clic. Cela permet aux pathologistes de se libérer. De plus, basés sur l’apprentissage profond d’une base de données de lames annotées, les produits IA de KFBIO aident à analyser intelligemment les images numériques.

4. Haute résolution et fidélité

Les microscopes traditionnels peuvent atteindre une résolution plus élevée, mais il n’est pas facile de visualiser la lame entière.

La résolution maximale d’un scanner de pathologie numérique peut atteindre environ 0,125 µm/pixel. Il peut restituer l’image originale dans toute sa richesse grâce à la technologie d’assemblage d’images sans soudure de haute précision. Il compare le rapport de gradient d’image des deux images à la valeur prédéfinie pour juger si les deux images sont parfaitement assemblées. Cela aide à juger objectivement de la qualité de l’image et à réaliser un assemblage d’image optimal.

Le scanner de pathologie numérique KFBIO utilise la technologie de traitement chromatique spécial K-SCP pour améliorer systématiquement la restitution de la saturation des couleurs, de la température de couleur, du contraste des couleurs et d’autres indicateurs. La compensation chromatique des différents moniteurs après imagerie est également prise en compte pour garantir la haute fidélité de l’image.

Paramètres à privilégier lors du choix d’un scanner de pathologie numérique

1. Vitesse de numérisation

Une vitesse de numérisation plus rapide signifie une efficacité plus élevée. Le nombre maximum de lames numérisées par jour peut être calculé à partir de la vitesse de numérisation, ce qui facilite l’organisation de la charge de travail.

2. Mode de numérisation

Le mode de numérisation détermine si la numérisation est stable, si le processus de travail est silencieux et si le fichier de sortie est de qualité. Les modes de numérisation des scanners de lames numériques incluent principalement la numérisation à plat de la lame entière, la numérisation Z-Stack et la numérisation à focale étendue.

(1) Numérisation à plat de la lame entière :

Combiner un grand nombre de trames d’image carrées pour former un motif en mosaïque. En raison du mouvement saccadé de la platine, il existe généralement un chevauchement de 2 % à 5 % dans une tuile donnée. Les tuiles sont ensuite automatiquement assemblées pour former une seule image gigantesque de lame entière sans soudure.

L’inconvénient de ce type de numérisation est qu’il convient uniquement à l’imagerie monocouche d’une lame plate. Il sera difficile de numériser des lames inégales et épaisses.

(2) Numérisation Z-Stack :

Le scanner est capable de numériser des lames sur différents axes Z (plan focal vertical). Un servomoteur se déplace le long d’un axe d’acquisition unique de manière linéaire et sans à-coups. Après qu’il se soit déplacé à différents endroits sur la lame, un ensemble d’images est produit sous la forme de longues lignes consécutives. Les images sont ensuite empilées pour produire des images multiplanaires composites. Cela pourrait simuler le contrôle de mise au point fine des microscopes conventionnels.

Cette approche simplifie grandement le processus d’assemblage d’images car le nombre de lignes/tuiles requises est considérablement réduit. Des informations multicouches peuvent être obtenues, et une image monocouche plus claire peut être obtenue grâce à l’algorithme de déconvolution. Cela résout les problèmes d’arrière-plan flou et de lames inégales.

(3) Numérisation à focale étendue :

Cette méthode combine plusieurs images plus petites (chacune dans un plan de mise au point optimale) en une image composite. Comparée aux images virtuelles multiplanaires, l’acquisition d’images avec cette méthode est plus rapide et la taille du fichier est plus petite.

Comparaison des produits phares

Marque	KFBIO	LEICA	3DHISTECH	MOTIC
Mode de numérisation	Numérisation multicouche (Z-stack)	Numérisation multicouche (Z-stack)	Numérisation multicouche (Z-stack) et à focale étendue	Numérisation multicouche (Z-stack)

Compte tenu de l’effet de numérisation, de la stabilité et des facteurs de coût, le mode de numérisation phare actuel est le Z-Stack. Les scanners KFBIO adoptent ce mode de numérisation pour garantir une plus grande stabilité et précision de numérisation.

3. Objectif

L’objectif est le composant central d’un scanner de lames numériques. Sa qualité et ses divers indicateurs déterminent la qualité et la précision de l’image de sortie. Les marques d’objectifs renommées sont Olympus, Zeiss, Nikon, Leica, etc.

Le scanner de lames numériques KFBIO adopte le double objectif haut de gamme Olympus et un système de filtres haut de gamme. Le filtre passe-bande étroit à passage unique garantit l’unicité de la fréquence spectrale et empêche efficacement les bavures de couleur. La transmittance atteint 99 %. La fréquence de coupure atteint OD6. Contraste élevé, luminosité élevée, sans bavure de couleur, sans dérive.

Quels sont les indicateurs de l’objectif ?

(1) Résolution :
La résolution désigne la capacité à distinguer la distance minimale entre deux points d’objet adjacents. Elle est appelée distance de résolution. Plus la distance est petite, plus la résolution est élevée.

D’une manière générale, la distance minimale entre deux points d’objet adjacents pour l’œil humain est de 100 µm. Et la distance minimale d’un microscope optique est de 0,2 µm. La distance minimale des scanners de lames numériques KFBIO est de 0,25 µm.

(2) Ouverture numérique :
La relation entre l’ouverture numérique (N.A.) et la résolution est :
δ=0,61λ/NA （λ≈0,555 μm）
δ est la distance minimale entre les points résolubles.
λ est la longueur d’onde de la lumière, longueur d’onde d’émission dans le cas de la fluorescence. La longueur d’onde moyenne de la lumière blanche est de 0,55 μm.
N.A. est l’ouverture numérique.
Ainsi, la résolution est inversement proportionnelle à l’ouverture numérique (N.A.), ce qui signifie que plus la N.A. est grande, plus les détails résolubles sont nombreux et plus le pouvoir de résolution est élevé.

Les ouvertures numériques des différents objectifs et condenseurs sont différentes. La NA de l’objectif à sec est de 0,05-0,95, et la NA de l’objectif à immersion d’huile est de 0,85-1,4.

Plus la résolution est élevée, plus l’ouverture numérique est grande. Si la NA de l’objectif atteint 0,95, elle est déjà très élevée. À l’heure actuelle, l’objectif KFBIO peut atteindre ce niveau.

(3) Grossissement :
Le rapport entre la taille de l’image finale et la taille de l’objet original est appelé grossissement. Le grossissement total d’un microscope est égal au grossissement de l’objectif multiplié par le grossissement de l’oculaire. Le grossissement est également limité par la limite de résolution. D’une manière générale, le grossissement maximal d’un microscope optique ne peut être que de mille fois l’ouverture numérique de la lentille. Lorsque l’air est utilisé comme milieu, le grossissement maximal est d’environ 1 000 fois.

Les scanners de lames numériques sont généralement utilisés pour observer des cellules. Un grossissement trop élevé n’est pas nécessaire. Les grossissements phares sont 20x, 40x et 80x.

Comparaison des produits phares

Marque	KFBIO	LEICA	MOTIC
Objectif	Objectif apochromatique OLYMPUS	Aperio GT, fabriqué sur mesure par Leica Microsystems	Plan APOCHROMAT
Ouverture numérique	20X, NA 0,8 40X, NA 0,95	20x, NA 0,75	20X, NA 0,75
Résolution	≤0,5 µm/pixel (20X) ≤0,25 µm/pixel (40X)	0,26 µm/pixel (40X)	0,52 µm/pixel (20X) 0,26 µm/pixel (40X)
Grossissement	20X/40X/80Xx	1,25X/5X/10X/20X/40X/63X	20X/40X

4. Éclairage

Il détermine les scénarios applicables du scanner de lames numériques. Généralement, il existe deux modes : fond clair et fluorescence.

Le fond clair consiste à laisser la lumière passer directement à travers l’échantillon dans l’objectif, et le champ de vision est lumineux.

La fluorescence consiste à observer le signal de fluorescence sous un microscope à fluorescence ou un scanner à fluorescence. Cela permet aux pathologistes d’observer la morphologie et la distribution des cellules colorées après hybridation avec des sondes spécifiques, ou des régions d’ADN ou des molécules d’ARN liées à des sondes fluorescentes situées dans les chromosomes ou dans d’autres organites.

Comparaison des produits phares

Marque	KFBIO	LEICA	3DHISTECH
Éclairage	Fond clair & Fluorescence	Fond clair & Fluorescence	Fond clair & Fluorescence

Il sera plus pratique si le scanner de pathologie numérique prend en charge à la fois les modes fond clair et fluorescence. À l’heure actuelle, le scanner de lames numériques KFBIO prend en charge les deux modes. Les deux modes peuvent être commutés librement. Et la conception du chemin optique indépendant est adoptée pour rendre le processus de numérisation plus stable et efficace.

Scanners de lames numériques KFBIO : le mode fond clair adopte une caméra linéaire 3CCD professionnelle, et le mode fluorescence adopte une caméra à fluorescence SCMOS de qualité scientifique. Les trois couleurs primaires disposent de canaux de traitement chromatique indépendants pour garantir une reproduction et une netteté des couleurs plus naturelles et plus précises.

5. Capacité

La capacité indique le nombre de lames que le scanner de lames numériques peut numériser en une seule fois. Une grande capacité peut améliorer l’efficacité de la numérisation, mais le prix est relativement élevé. Les utilisateurs peuvent acheter des scanners de différentes capacités selon leurs besoins.

Comparaison des produits phares

Marque	KFBIO	LEICA	3DHISTECH
Capacité	2/5/20/40/120/400	120/400/450	1/11/12/150/250/1000

KFBIO dispose d’un certain nombre d’équipements de numérisation numérique adaptés à de multiples scénarios et finalités : équipement de numérisation à faible débit pour la pathologie à distance, scanner à haut débit pour la numérisation complète et la construction de services de pathologie intelligente, et scanner en fond clair et fluorescence pour la recherche scientifique.