一、数字病理学

数字病理学（DP）是一个概括性术语，集成了病理切片数字化和相关元数据的工具和系统，其功能主要包括数字图像的存储、浏览、分析，以及与基础设施、医院信息系统（hospitalinformation system，HIS）、实验室信息管理系统（laboratory information system，LIS）等的融合［1］。

广义上，DP包括基于原始玻璃切片生成的所有类型的部分或全部的不同模式的数字化图像的分析方法，如数字图片、视频、实时动态图像和全切片图像（whole slide imaging，WSI），其本质在于供浏览分析的目标载体由物理存在的用于显微镜观察的玻璃切片图像转换成了可以在电脑屏幕上观察分析的数字化图像。由玻璃切片生成的数字化图像通常叫作数字切片（digital slides，DS）（图1.1），在没有特别说明的情况下，DS的图像格式指WSI。由于观察工具变成了电脑而非传统的显微镜，在早期，DS经常被称作“虚拟切片（virtual slides，VL）或虚拟显微镜（virtual microscopy，VM）”。现在这种叫法越来越少，但少数文献中还会出现，我们不提倡使用这种容易引起混淆的术语。

图1.1　由玻璃切片经扫描仪扫描生成的DS，视觉上与光学显微镜显示的形式基本相同

随着时间的推移和数字化图像处理技术的逐渐成熟，DP的指向性也越来越清晰。狭义的DP被定义为在计算机上使用完整的数字图像（包括WSI和实时动态图像）而不是像传统组织病理学中那样在显微镜下进行的病理学实践，也就是由计算机取代显微镜作为病理学工作者的工作界面［2］（图1.2）。(https://www.daowen.com)

图1.2　DS图像（WSI）的日常工作界面，随着查看软件的不同而稍有差别

全切片扫描仪（whole slide scanners，WSS）、扫描过程中的图像处理软件和显示／浏览工作站构成了数字病理系统（digital pathology system，DPS）。其中，WSS包含了显微镜、图像聚焦和捕获传感器、电动或机器人马达及切片装载设备等众多不同的部件的集成；扫描过程中的图像处理软件主要有WSI获取和查看、文件格式、压缩方式及图像分析等；显示／浏览工作站由满足DS图像要求的电脑和相关管理软件组成。DPS系统的工作过程遵循ARMS路径即获取（acquisition）、检索／存储（retrieval／storage）、操作（manipulation）和共享像素路径信息（sharingof the pixel pathway information）。

从临床应用角度看，现时的DP主要包括三个方面：①全数字化病理科即CDP，指病理科全面数字化，由DS图像的电脑屏幕处理全面取代玻璃切片的光学显微镜观察来完成日常病理诊断工作；②远程病理诊断即TP，通过DS图像的传输或实时动态图像实现远距离（病理医师不在医疗现场）的病理诊断；③基于AI的图像分析和辅助诊断，不同于以往传统的单纯图像分析，现时的辅助诊断在图像分析的基础上，融入了机器学习（machine learning，ML）和元数据，具有自主深度学习（deep learning，DL）的智能特征，即CPATH［3］。