五、DS图像模式
在DP发展成熟的过程中，图像处理技术路径的不同导致了多种图像模式的诞生，主要有静态、动态、WSI及复合模式等。静态与动态图像模式的主要区别是静态图像具有存储-转发（store-and-forward）特点，而动态模式为现场实时直播方式，基于WSI的DS图像是一种特殊形式的静态图像。
（一）静态图像模式
所谓的静态图像事实上就是照片、图片及截屏等资料，最大特点是存储-转发格式。这些图像文件可以通过电子邮件、共享浏览器及微信等方法读取交流，其他信息如音频（audio）、视频（video）及文本（text）等文件也可以通过静态图像模式进行存储、转发、读取。主要用于大体标本、组织切片、细胞涂片、凝胶电泳、寄生虫及微生物培养等样本的图像传输及浏览，而且图像发送者与浏览者无须同时在线，时间安排灵活自由。优点是造价低廉、技术相对简单、维护费用低。缺点是无法远距离实时操控、图片视野范围受限、图像选取需要经验，以及无法用于CDP的大批量诊断等。
（二）动态非机器人图像模式
又称视频显微镜，为第一代远程病理系统图像的主要代表。只能用在处于不同地点的病理人员通过视频实时动态观察病理切片。优点是适合专家病理医师之间的疑难病例会诊，可实时互动，交流方便；缺点是受时空约束，无法满足缺乏现场病理医师的医疗机构的需求。
（三）动态机器人图像模式
世界上第一套动态机器人远程病理系统由Weinstein博士投资开发并申请专利（Weinstein美国专利＃5216596），专利申请于1987年提交，1993年授权生效。动态机器人病理系统的主要原理是远程自动操控一台装有数字相机、与网络计算机相连的显微镜实现图像的数字化及传输过程，远程病理医师通过电脑上的软件驱动显微镜上的机器人系统实现全切片预览、相关热点区域选择、聚焦放大及驱动速度控制等功能。优点是可以远距离操控，实时“一对一”互动交流，图像质量可靠；缺点是造价昂贵，系统技术复杂，网络带宽要求较高，技术支持及维护成本大。动态机器人病理系统最适合远距离会诊咨询和远程IOC。
（四）WSI模式
WSI是整张载玻片组织学图像在显微镜分辨率下的数字化表达。扫描后生成的DS图像在查看软件上能够以一种模拟传统显微镜的使用方式在不同的放大倍数下进行检查观看。WSI模式在初期静态图像的基础上，提供了一种浏览全切片数字化图像的全新方法，特点是具有扫描-存储-转发功能。WSI代表了整张组织病理切片在显微镜分辨率下（如4×、10×、20×、40×等）的数字化呈现，放大倍数可任意调整，视野可随时转换，使观察者如同使用光学显微镜一样。图像分辨率越高／放大倍数越大，扫描一张切片所需时间越长，对于常规病理诊断，20×基本能够满足日常诊断应用的需要，但对于细胞学特别是血液病理如骨髓穿刺涂片、薄层液基细胞检测（thinprep cytologic test，TCT）等，40×扫描可能是最佳选择。所以，一些已经完成CDP转换升级的病理科／实验室已经常规使用40×扫描［5，6］，特殊情况（如观察一些病原体）可能需要更高的扫描倍数（如83×的油镜）。
根据切片染色种类的不同，扫描仪可以在明场、暗场（荧光）和明场暗场之间进行扫描，相应地得到常规苏木精-伊红染色（hematoxylin-eosin staining，HE）、免疫组化（IHC）染色、荧光及多光谱的WSI（图1.3、图1.4）。由于具有分辨率高、放大倍数可调、易于存储传输及全切片浏览等特点，基于WSI的DS图像被证明非常适合DP的全场景应用。因此，WSI模式也逐渐取代其他图像处理模式，成为目前CDP、TP及CPATH领域最主要、应用最广泛的图像处理技术。
图1.3 常规HE染色切片的DS图像
(https://www.daowen.com)
图1.4 肝脏组织的细胞角蛋白CK7的IHC染色，显示胆管上皮细胞质阳性
（五）复合图像模式
复合图像模式是静态图像模式与动态图像模式的技术融合，主要有复合型动态机器人／静态图像病理系统和双模动态机器人／WSI病理系统。优点是功能齐全，使用方便；缺点是技术复杂，维护成本高，造价昂贵及应用场景相对受限。在WSI模式已成为DP领域全场景广泛应用的今天，这种模式已经很少见到。以上几种图像模式各有优缺点，具体适用的环境和范围也各不相同。WSI模式现已成为DP领域的最广泛应用，静态图像在日常病理实践中还在担负一定的文件传输任务（如大体图片及少数组织学图片），动态机器人图像模式在远程IOC及一对一会诊讨论时还存在小范围应用。几种复合图像模式由于本身先天的缺点如系统复杂、造价昂贵及应用范围比较狭窄等原因，目前已经逐渐淡出业界的视野。几种图像模式的特点总结见表1.1。
表1.1 几种数字病理图像模式的比较
纵观病理学的发展历程，DS图像的呈现方式也随着技术的进步不断发展，到目前为止，大致经历了4个连续的不同阶段［7］。
（1）在投影屏幕上显示玻璃切片的显微镜图像：大约在20世纪70年代末，病理人用“非数字化”相机通过显微镜的目镜拍摄玻璃切片中的兴趣区制成供幻灯机放映的幻灯片。开始是黑白照片，后来为彩色照片，至快速成像的一次性拍照。这些材料通常需要在演示前进行加工制作。
（2）通过模拟摄像机在老式屏幕上显示的玻璃切片的显微镜图像：这种基于模拟信号的处理方式出现于20世纪80年代中后期，该系统通过一个连接光学显微镜的模拟摄像机将光学放大的图像转换成电信号并将其显示在终端显示器上。20世纪90年代国内应用的电子耦合元件（charge-coupled device，CCD）图文报告系统就是这种图像模式的代表。与上一代图像模式相比，其优点是屏幕上显示的图像比投影屏幕上显示的图像大，缺点是所显示的图像质量清晰度较差，这与当时的摄像机和显示器本身的性能有关。
（3）数字成像和计算机显示器：作为数字成像的一种主要技术，互补金属氧化物半导体（complementary metal oxide semiconductor，CMOS）相机的出现，用于计算机液晶显示屏（liquidcrystal display，LCD）的数字输出图像，其分辨率随着时间的推移和技术的成熟不断提高，从几十万像素增加到上百万像素。
（4）WSI和消费级屏幕：是现阶段业内广泛应用的主流图像模式，能够满足时下DP领域所有的应用场景，可以多个浏览器在不同地点分屏显示（图1.5）。因此，时下业内所说的数字图像在没有特别说明的情况下，已经趋向默认为WSI模式。
图1.5 基于WSI模式的DS图像使用多个浏览器在不同地点分屏显示场景