临床检验由于样本量大，出报告时间短，因此这个领域会优先使用自动化设备来替代人工，提高效率。最为典型的是三分群或五分类血细胞计数仪取代人工镜检下计数血细胞。现代血球仪进一步地运用流式细胞仪原理和激光散射或荧光染色技术，将血细胞计数的种类与精确度推到了新高度。

　　01临床检验工作中的镜检项目与显微镜要求：它与病理科样本相比，临床检验实验室的样本类型更为多样，常见的有血涂片、尿沉渣涂片、痰涂片、骨髓涂片，体液涂片（胸腹水，脑脊液等）、细菌涂片等（表5）。观察对象从人类细胞到微生物及寄生虫。样本异常的种类繁多，样本染色方法多样，显微镜观察又以高倍镜为主，而细胞学则更提高至油镜，操作繁琐。

　　02当前实验室的镜检自动化及替代方案：临床检验由于样本量大，出报告时间短，因此这个领域会优先使用自动化设备来替代人工，提高效率。最为典型的是三分群或五分类血细胞计数仪取代人工镜检下计数血细胞。现代血球仪进一步地运用流式细胞仪原理和激光散射或荧光染色技术，将血细胞计数的种类与精确度推到了新高度。

　　高倍镜镜检自动化难度极大，在实用技术出现之前，有部分镜检项目可以根据其样本属性用其他方法排查，如血球仪，只有触发复检规则时才需要人工镜检复核。尿沉渣检查也有初筛的方法，如使用原始尿注入一定厚度的空腔后，用大景深物镜进行拍照排查；同时使用化学法来检测隐血、白细胞、细菌的成份，只有确认阳性后才需要制片人工镜检复检。使用这些初筛方法可以去除90%左右的阴性样本，有效地减轻了检验人员的工作量。但是由于医疗水平的不断提高，送检样本量也是逐年递增，而形态科学家人数的增长速度远低于样本量的增长。因此即使去除了绝大多数阴性样本，对大量剩余样本的镜检工作仍然是医学检验中的一个难题。

　　长久以来，诊断公司一直在尝试直接将显微镜自动化来完成这些镜检项目。目前最成功的案例为大家广泛使用血细胞分析流水线上的血细胞形态学分析仪，即Cellavision公司生产的显微镜成像与血细胞分类计数仪。血球仪发现触发复检规则的样本后，立即推片染色，玻片被转运至DM96阅片机。阅片机使用油镜拍照至少100个左右的白细胞行分类计数，最终由形态学专家确认结果后发出报告。虽然机器的效率不及人工，但可缓解形态学专家的工作压力。

　　01检验科样本量与报告时间：检验科需要镜检的项目种类繁杂，样本量大且通常需要使用高倍镜阅片，总体报告时间在1~3小时以内。形态学专家在检测外周血涂片时，每个病例平均检测时间为1分钟，骨髓片计数时间为3~5分钟，尿沉渣玻片为1分钟。如果按15%左右的外周血复片率计算，血常规量在1000例左右的医疗机构，每天会有150张血片，100张尿沉渣片及50~100张微生物或血液学检查样本，总计每天的镜检数量在200~300张玻片左右，工作十分紧张。

　　02显微扫描时间问题：在前面章节中我们介绍了20X或40X干镜扫描玻片的中位时间在6分钟左右，即使高倍镜扫描时间与之相同，在检验科中也没有实用价值，因为机器的报告时间已经超过了人工时间。实际情况是使用100x油镜扫描全片WSI将耗时2个小时左右，目前为止市场上尚无有实用价值的仪器出现。

　　03高倍镜扫描时景深问题：高倍镜或NA1.25以上物镜的光学分辨率为0.2μm，可以观察到细胞胞浆和细胞核的形态特征，因此在微生物、血液、体液样本镜检时都要用到。从表4中我们可以了解到，NA1.25以上的油镜镜头的成像景深已经缩小至0.4μm以内。在这个工作精度下，即便人工操作油镜也十分繁琐，需要实时调节聚焦，因为载物台移动会导致焦距随之改变。

　　在前文章节中提到过精密加工的精度极限是1μm，而油镜操作精度要求在0.4μm以内，高于精密加工的精度极限，因此油镜下仪器拍照的方式与人工相同，即每个视野都需要重新聚焦后再拍照。机器拍照速度约为每秒一帧，按0.1μm/像素的分辨率计算，全片油镜数字化需要大约2万个油镜视野，总扫描时间会超过2小时。即使在这种工作方式下，仪器也有用武之处，例如蔡司公司的染色体核型工作站，因为相只需要采集20个，仪器操作的时间并不比人工镜检长，因此仪器可以在夜间工作，形态学专家在第二天白天阅片。但这仅局限于对报告即时性要求不高的检测，如细胞遗传学检查。

　　04Bionovation（苏州丰泰医疗贸易有限公司）系统优势：针对检验科的样本特点，一台有实用价值的形态学工作站需要使用100x油镜，以0.1μm/像素的采样分辨率，在一分钟内完成一个样本的扫描与检测。这样才可以将样本上所有可能的异常细胞或微生物检测出来，并且将油镜扫描时间从2小时缩短到60秒内完成，真正满足临床的报告时间和工作要求。

　　经过14年的艰难探索与反复实验，结合材料科学、结构力学与数学，Bionovation的研发团队终于可以在20秒内对任意载玻片完成全片聚焦运算，即仪器在20秒内完成聚焦后，用油镜观察载玻片的任意区域都呈清晰的聚焦状态。Bionovation的形态学工作站使用1台或2台光纤10G SONY IMX250芯片相机对样本进行拍摄，每台相机每秒可输出8亿个像素。使用一台相机的情况下，可在3分钟左右完成油镜全片数字化，使用双相机可在2分钟内完成。预计今年将推出2台Sony IMX535每秒24亿像素输出相机同时拍照的配置，在40秒内完成油镜全片扫描，载玻片在机时间有望控制在60秒内。

　　05数据远程访问、存储成本与数据安全：与数字化病理相同，检验科样本玻片数字化后便可实现远程诊断。由于检验样本报告的即时性要求，很多样本的制片与阅片要在30分钟内完成。以前即使有疑难玻片也很难将玻片寄出会诊，而数字化后则可方便地邀请资深形态学专家进行远程实时会诊。检验科的玻片数字化将有助于提高基层医院诊断的准确性与即时性，降低患者的医疗费用。

　　尿沉渣镜检样本基本无法保留，血常规复片或微生物样本数据，按目前数据存档规则为保留一周时间，每个样本可有400~800亿个像素，文件大小为5~20G，使用30T左右的磁盘存储空间足以满足日常工作，存储成本为一次性投入1~2万人民币。

　　对于胸腹水，脑脊液等重症患者样本，通常要求存储时间为2年，但此类样本数量并不太多，预计每年500张以内，存储成本在1万人民币左右。

　　血液病实验室的骨髓涂片与外周血涂片，由于病人复查次数多，玻片数量每年会有一千至一万张不等。玻片需要五年存档，多数医院还承担教学任务，病例玻片数量往往会超过10万张。这些玻片的数字化将有助于病例的总结与教学，例如江苏省人民医院血液病理实验室使用Bionovation的扫描仪将玻片数字化后，供同行讨论学习。对于需要存档10万张以上数字玻片的用户，磁带存储是个理想选择，10万人民币即可获得2PT（2000T）的存储空间，每张数字化玻片按10G文件大小计算，可存储20万张数字化玻片，平均成本为0.5元/张。

　　Bionovation提供数据的反向访问技术，用户无需上传数字化玻片，系统能生成数据链接，供外部专家访问到数字玻片。供远程访问的数据专门存放在数据服务器上，与单位内网物理隔离，保证了网络安全。

　　原文以《显微镜数字化成像技术在临床检验医学中的应用》为题发表在《临床实验室》杂志2022年6月刊专题“血液系统疾病实验室诊断”专家论坛版块