डिजिटल पैथोलॉजी की परिभाषा
अपने ज़्यादातर इतिहास में पैथोलॉजी माइक्रोस्कोप पर की गई है: टिशू के एक सेक्शन को फ़िक्स, एम्बेड, काटा, स्टेन और काँच पर माउंट किया जाता है, और आँख से जाँचा जाता है। डिजिटल पैथोलॉजी आख़िरी चरण की जगह लेती है। काँच की स्लाइड एक बार स्कैन होती है, बनने वाली डिजिटल इमेज स्टोर की जाती है, और उसके बाद सब कुछ, रूटीन समीक्षा से लेकर सेकंड ओपिनियन, शिक्षण, आर्काइविंग और इमेज विश्लेषण तक, स्क्रीन पर होता है।
यह शब्द उस पूरे परिवेश को शामिल करता है जो इसे संभव बनाता है: स्कैनर, उनसे बनने वाली होल स्लाइड इमेज, उन्हें रखने वाले स्टोरेज और इमेज मैनेजमेंट सिस्टम, उन्हें दिखाने वाले व्यूअर, और उन पर काम करने वाले विश्लेषण टूल। अपने आप में इसका मतलब आर्टिफ़िशियल इंटेलिजेंस नहीं है, हालाँकि इमेज बन जाने के बाद AI उनका सबसे तेज़ी से बढ़ता उपयोग है।
तीन संबंधित शब्द अक्सर एक-दूसरे की जगह इस्तेमाल होते हैं, और उन्हें अलग करना उपयोगी है। होल स्लाइड इमेजिंग (WSI) स्कैनिंग तकनीक है। वर्चुअल माइक्रोस्कोपी स्कैन की गई स्लाइड को ऐसे देखना है जैसे माइक्रोस्कोप से देख रहे हों, और शिक्षण कार्यक्रम आम तौर पर यही शब्द इस्तेमाल करते हैं। टेलीपैथोलॉजी दूर से की जाने वाली पैथोलॉजी समीक्षा है, जिसे डिजिटल स्लाइड बहुत आसान बना देती हैं, लेकिन जो उनसे पहले भी मौजूद थी।
काँच की स्लाइड होल स्लाइड इमेज कैसे बनती है
- स्कैनिंग। स्लाइड स्कैनर काँच को कैमरे और ऑब्जेक्टिव के नीचे से गुज़ारता है, आम तौर पर 20x या 40x पर, और हज़ारों ओवरलैप होते फ़ील्ड कैप्चर करके उन्हें एक इमेज में जोड़ता है। कुछ स्कैनर कई फ़ोकल प्लेन (Z-स्टैक) कैप्चर करते हैं ताकि मोटे सेक्शन को बाद में फिर से फ़ोकस किया जा सके।
- पिरामिड बनाना। पूरे रिज़ॉल्यूशन की इमेज एक तरफ़ 100,000 पिक्सेल और कई गीगाबाइट से ज़्यादा की हो सकती है। इसलिए स्कैनर उत्तरोत्तर छोटी कॉपी भी लिखता है (आम तौर पर हर लेवल पर आधी), और हर लेवल को टाइल में काटता है। यही मल्टी-रिज़ॉल्यूशन पिरामिड इमेज को इस्तेमाल लायक बनाता है: व्यूअर सिर्फ़ स्क्रीन पर दिख रहे क्षेत्र और ज़ूम लेवल की टाइल माँगता है।
- स्केल दर्ज करना। फ़ाइल एक पिक्सेल का भौतिक आकार माइक्रोमीटर में सेव करती है (अक्सर MPP, यानी माइक्रॉन प्रति पिक्सेल के रूप में लिखा जाता है, 40x पर लगभग 0.25 µm और 20x पर 0.5 µm)। व्यूअर का हर माप इसी मान पर निर्भर करता है।
- मेटाडेटा जोड़ना। लेबल इमेज, एक मैक्रो ओवरव्यू, स्कैनर मॉडल, ऑब्जेक्टिव और स्कैन की तारीख़ फ़ाइल के अंदर ही रहते हैं, साथ में वह बारकोड भी जो लैब ने स्लाइड पर प्रिंट किया हो।
- स्टोर करना और उपलब्ध कराना। अस्पताल में, स्लाइड लैबोरेटरी इन्फ़ॉर्मेशन सिस्टम के साथ एक इमेज मैनेजमेंट सिस्टम में जाती हैं। रिसर्च और शिक्षण में, वे आम तौर पर किसी फ़ाइल शेयर, क्लाउड ड्राइव या लैपटॉप पर रहती हैं, और डेस्कटॉप व्यूअर में खुलती हैं।
स्कैनर वेंडर के अनुसार होल स्लाइड इमेज फ़ॉर्मैट
डिजिटल पैथोलॉजी का कोई एक फ़ाइल फ़ॉर्मैट नहीं है। हर निर्माता अपना कंटेनर लिखता है, जिनमें से ज़्यादातर टाइल्ड TIFF के ही रूप हैं, और व्यूअर का चुनाव अक्सर इसी पर निर्भर करता है कि वह इनमें से कौन-से पढ़ सकता है।
OpenSlide और Bio-Formats जैसी ओपन-सोर्स लाइब्रेरी इनमें से ज़्यादातर पढ़ती हैं, और इसी वजह से वेंडर-न्यूट्रल व्यूअर मौजूद हैं। SlideScope SVS, NDPI, VMS, VMU, MRXS, SCN, BIF, SVSLIDE, QPTIFF, AVS, DICOM, TIFF और OME-TIFF पढ़ता है, साथ ही वर्शन 1.10.0 से Olympus VSI और Hamamatsu NDPIS और वर्शन 1.20.0 से Philips iSyntax और KFBio KFB; यह SDPC, MDSX या TMAP नहीं पढ़ता। सटीक सीमाएँ फ़ाइल संगतता संदर्भ में हैं, और डिजिटल पैथोलॉजी स्कैनर तुलना मौजूदा स्कैनर मॉडल, उनकी क्षमता और DICOM आउटपुट की सूची देती है।
डिजिटल पैथोलॉजी की सॉफ़्टवेयर परतें
"डिजिटल पैथोलॉजी सॉफ़्टवेयर" खोजने वाले लोगों का मतलब आम तौर पर पाँच काफ़ी अलग चीज़ों में से एक होता है।
स्कैनर सॉफ़्टवेयर
स्कैनर को नियंत्रित करता है और आम तौर पर उस वेंडर के अपने फ़ॉर्मैट के लिए एक मुफ़्त व्यूअर के साथ आता है, जैसे SVS के लिए Aperio ImageScope या NDPI के लिए Hamamatsu NDP.view2।
इमेज मैनेजमेंट सिस्टम
अस्पताल-स्तर के प्लेटफ़ॉर्म जो स्लाइड स्टोर करते हैं, लैबोरेटरी इन्फ़ॉर्मेशन सिस्टम से जुड़ते हैं, केस और वर्कलिस्ट संभालते हैं, और क्लिनिकल उपयोग के लिए वैलिडेटेड होते हैं। एंटरप्राइज़ कीमत वाले और IT द्वारा डिप्लॉय किए जाने वाले।
डेस्कटॉप व्यूअर
ऐसे ऐप्लिकेशन जो किसी साधारण कंप्यूटर पर फ़ाइल, फ़ोल्डर या लिंक से होल स्लाइड इमेज खोलते हैं, समीक्षा, माप, एनोटेशन और शिक्षण के लिए। SlideScope इसी श्रेणी में आता है।
विश्लेषण प्लेटफ़ॉर्म
QuPath, CellProfiler, ImageJ और Fiji, ASAP, और इनके कमर्शियल समकक्ष, जो टिशू को सेगमेंट करते हैं, कोशिकाएँ गिनते हैं और स्क्रिप्ट वाली पाइपलाइन चलाते हैं। व्यूअर आम तौर पर क्षेत्रों को GeoJSON के रूप में इन्हें सौंपता है।
AI और कम्प्यूटेशनल पैथोलॉजी
ऐसे मॉडल जो होल स्लाइड इमेज से टिशू का पता लगाते हैं, उसे वर्गीकृत करते हैं या ग्रेड करते हैं। कुछ को क्लिनिकल डिसीज़न सपोर्ट के रूप में मंज़ूरी मिली है; ज़्यादातर रिसर्च टूल हैं जिनके लिए पहले डिजिटल स्लाइड का होना ज़रूरी है।
रिसर्च, शिक्षण और क्लिनिकल उपयोग अलग-अलग समस्याएँ हैं
रिसर्च पैथोलॉजी में आज सबसे ज़्यादा स्लाइड स्कैन होती हैं। एक कोहोर्ट को एक बार डिजिटाइज़ किया जाता है, कई लोग उसकी समीक्षा करते हैं, उसे मापा और एनोटेट किया जाता है, और विश्लेषण में डाला जाता है। ज़रूरतें हैं वेंडर-न्यूट्रल फ़ाइल समर्थन, कैलिब्रेटेड माप, ऐसे एनोटेशन जो एक हाथ से दूसरे हाथ जाने पर भी बने रहें, और किसी सहयोगी को ठीक वही फ़ील्ड ऑफ़ व्यू भेजने का आसान तरीका। कोई नियामक बाधा नहीं है; टूल को बस सटीक और तेज़ होना चाहिए।
शिक्षण में डिजिटल स्लाइड को वर्चुअल माइक्रोस्कोप की तरह इस्तेमाल किया जाता है। कोई कोर्स अपना स्लाइड बॉक्स एक बार स्कैन करता है और हर छात्र वही सेट अपने लैपटॉप पर खोलता है, जो पहचाना उसे मार्क करता है, और नोट्स की तुलना करता है। इसी वजह से Windows और macOS दोनों पर लोकल रूप से चलने वाले हिस्टोलॉजी स्लाइड व्यूअर विश्वविद्यालयों के लिए मायने रखते हैं।
स्क्रीन पर क्लिनिकल प्राइमरी डायग्नोसिस नियंत्रित (रेगुलेटेड) है। केस साइन आउट करने के लिए इस्तेमाल होने वाले स्कैनर और व्यूइंग सिस्टम ज़्यादातर क्षेत्राधिकारों में मेडिकल डिवाइस के रूप में मंज़ूर या अनुमोदित होते हैं, लैबोरेटरी उन्हें काँच की स्लाइड से तुलना करके वैलिडेट करती हैं, और डिस्प्ले निर्धारित होते हैं। SlideScope सहित सामान्य-उद्देश्य वाले व्यूअर इसके लिए मंज़ूर नहीं हैं और यह साफ़ बताते हैं। क्लिनिकल रूप से उनका इस्तेमाल सिर्फ़ केस से जुड़े गैर-डायग्नोस्टिक कामों के लिए होता है: शिक्षण, कॉन्फ़्रेंस की तैयारी, आर्काइव की गई सामग्री पर रिसर्च, और जहाँ संस्थान की नीति अनुमति दे वहाँ क्वालिटी समीक्षा।
फ़ायदे और सीमाएँ
डिजिटल पैथोलॉजी क्या आसान बनाती है: काँच भेजे बिना स्लाइड शेयर करना, अलग-अलग जगहों से एक ही समय पर एक ही क्षेत्र की समीक्षा करना, दोहराने योग्य तरीके से मापना, एनोटेशन को इमेज के साथ रखना, ऐसे शिक्षण सेट बनाना जो कभी फीके नहीं पड़ते या टूटते नहीं, स्लाइड रूम के बिना आर्काइव करना, और इमेज विश्लेषण या AI चलाना ही संभव बनाना।
इसकी लागत क्या है: एक स्कैनर, टेराबाइट में मापा जाने वाला स्टोरेज, स्कैन करने का समय, काँच और डिजिटल को तालमेल में रखने का वर्कफ़्लो, और अगर इमेज डायग्नोसिस के लिए इस्तेमाल होंगी तो वैलिडेशन। स्कैनिंग से कुछ ऐसी चीज़ें भी छूट जाती हैं जो माइक्रोस्कोप देता है, जैसे मोटे सेक्शन में फिर से फ़ोकस करना, जब तक स्कैनर ने Z-स्टैक कैप्चर न किया हो, और पोलराइज़्ड लाइट, जब तक स्कैनर उसका समर्थन न करे।
SlideScope कहाँ फ़िट बैठता है
SlideScope रिसर्च, शिक्षा और समीक्षा के लिए एक डेस्कटॉप डिजिटल पैथोलॉजी व्यूअर है। यह Windows और macOS पर प्रमुख स्कैनर वेंडरों की होल स्लाइड इमेज खोलता है, कैलिब्रेटेड माइक्रोमीटर में मापता है, एनोटेशन को स्लाइड से जोड़े रखता है, दो स्लाइड की एक ही स्केल पर साथ-साथ तुलना करता है, QuPath के लिए क्षेत्रों को GeoJSON के रूप में एक्सपोर्ट करता है, और ठीक वही फ़ील्ड ऑफ़ व्यू एक लिंक के रूप में शेयर करता है। यह आपकी अपनी मशीन पर चलता है, इसे इमेज सर्वर की ज़रूरत नहीं है, और इसकी कीमत अस्पताल के लिए नहीं, बल्कि लैब के हिसाब से रखी गई है। यह मेडिकल डिवाइस नहीं है और प्राइमरी डायग्नोसिस के लिए नहीं है। अगर आप इसके और मुफ़्त व्यूअर के बीच चुन रहे हैं, तो होल स्लाइड इमेज व्यूअर तुलना शुरू करने की ईमानदार जगह है।
डिजिटल पैथोलॉजी शब्दावली
- होल स्लाइड इमेज (WSI)
- पूरी काँच की स्लाइड का गीगापिक्सेल, मल्टी-रिज़ॉल्यूशन डिजिटल स्कैन।
- इमेज पिरामिड
- होल स्लाइड इमेज की उत्तरोत्तर डाउनसैंपल की गई, टाइल्ड कॉपियों का सेट, जिससे व्यूअर कोई भी ज़ूम लेवल जल्दी दिखा पाता है।
- MPP (माइक्रॉन प्रति पिक्सेल)
- पूरे रिज़ॉल्यूशन पर एक पिक्सेल का भौतिक आकार; वह कैलिब्रेशन जिस पर हर माप निर्भर करता है। किसी भी पिरामिड लेवल के लिए इसे पिक्सेल साइज़ कैलकुलेटर से निकालें।
- 20x और 40x
- स्कैनिंग के दौरान इस्तेमाल होने वाला ऑब्जेक्टिव मैग्निफ़िकेशन, जो क्रमशः लगभग 0.5 µm और 0.25 µm प्रति पिक्सेल के बराबर है।
- H&E
- हीमैटॉक्सिलिन और इओसिन, टिशू मॉर्फ़ोलॉजी के लिए मानक स्टेन।
- IHC
- इम्यूनोहिस्टोकेमिस्ट्री, एक स्टेन जो किसी विशेष प्रोटीन को चिह्नित करता है; अक्सर उसी ब्लॉक के H&E के साथ-साथ इसकी समीक्षा की जाती है।
- Z-स्टैक
- मोटे सेक्शन में कैप्चर किए गए कई फ़ोकल प्लेन, ताकि व्यूअर फिर से फ़ोकस कर सके।
- DICOM WSI
- होल स्लाइड इमेज के लिए DICOM मानक का सप्लीमेंट, जिसका इस्तेमाल पैथोलॉजी को अस्पताल के इमेजिंग सिस्टम में जोड़ने के लिए होता है।
- इमेज मैनेजमेंट सिस्टम
- वह सर्वर प्लेटफ़ॉर्म जो क्लिनिकल लैबोरेटरी में होल स्लाइड इमेज को स्टोर, इंडेक्स और उपलब्ध करता है।
- कम्प्यूटेशनल पैथोलॉजी
- होल स्लाइड इमेज पर लागू इमेज विश्लेषण और मशीन लर्निंग।
डिजिटल पैथोलॉजी के बारे में लोग जो सवाल पूछते हैं
डिजिटल पैथोलॉजी और कम्प्यूटेशनल पैथोलॉजी में क्या अंतर है?
डिजिटल पैथोलॉजी बुनियादी ढाँचा है: स्लाइड स्कैन करना, होल स्लाइड इमेज स्टोर करना, और उन्हें स्क्रीन पर देखना। कम्प्यूटेशनल पैथोलॉजी वह है जो आप उन इमेज के डिजिटल हो जाने के बाद उनके साथ करते हैं: इमेज विश्लेषण, कोशिका गणना, टिशू वर्गीकरण और मशीन लर्निंग मॉडल। दूसरा करने से पहले आपको पहला चाहिए।
क्या डिजिटल पैथोलॉजी और टेलीपैथोलॉजी एक ही हैं?
नहीं। टेलीपैथोलॉजी का मतलब है पैथोलॉजी सामग्री की दूर से समीक्षा करना, जो होल स्लाइड इमेजिंग से पहले से मौजूद है और शुरू में माइक्रोस्कोप से लाइव कैमरा फ़ीड का इस्तेमाल करती थी। डिजिटल पैथोलॉजी टेलीपैथोलॉजी को कहीं आसान बना देती है, क्योंकि स्कैन की गई स्लाइड को फ़ाइल या लिंक के रूप में शेयर किया जा सकता है, लेकिन कोई लैब कभी दूर से परामर्श किए बिना भी पूरी तरह डिजिटल हो सकती है।
डिजिटल पैथोलॉजी स्लाइड कौन-सा फ़ाइल फ़ॉर्मैट इस्तेमाल करती हैं?
कोई एक फ़ॉर्मैट नहीं है। हर स्कैनर वेंडर अपना फ़ॉर्मैट लिखता है: Aperio और Leica SVS लिखते हैं, Hamamatsu NDPI, 3DHISTECH MRXS, Leica SCN स्कैनर SCN, Ventana BIF, Philips iSyntax, और Olympus VSI लिखता है। वेंडर-न्यूट्रल विकल्प हैं पिरामिडल TIFF, OME-TIFF और DICOM होल स्लाइड इमेजिंग। SlideScope जैसा वेंडर-न्यूट्रल व्यूअर इनमें से ज़्यादातर को सीधे पढ़ता है।
क्या होल स्लाइड इमेज देखने के लिए मुझे विशेष हार्डवेयर चाहिए?
नहीं। क्योंकि होल स्लाइड इमेज टाइलों के पिरामिड के रूप में स्टोर होती है, व्यूअर सिर्फ़ स्क्रीन पर दिख रहे क्षेत्र और ज़ूम लेवल की टाइलें लोड करता है। 8 GB RAM वाला एक साधारण लैपटॉप कई गीगाबाइट की स्लाइड कुछ सेकंड में खोल देता है। स्कैन करने के लिए स्लाइड स्कैनर ज़रूर चाहिए, और क्लिनिकल प्राइमरी डायग्नोसिस में वैलिडेटेड डिस्प्ले इस्तेमाल होते हैं, लेकिन रिसर्च और शिक्षण की समीक्षा के लिए नहीं।
क्या मैं Mac पर डिजिटल पैथोलॉजी कर सकता हूँ?
हाँ, देखने और रिसर्च समीक्षा के लिए। Aperio ImageScope सहित कई वेंडर व्यूअर सिर्फ़ Windows पर चलते हैं, लेकिन QuPath, ObjectiveView, Hamamatsu NDP.view2 और SlideScope सभी macOS पर चलते हैं। SlideScope नेटिव Apple Silicon और Intel बिल्ड देता है और Mac पर SVS, NDPI, MRXS, SCN, BIF और QPTIFF स्लाइड खोलता है।
अपनी पहली होल स्लाइड इमेज खोलें
बिल्ट-इन सैंपल लाइब्रेरी के साथ मुफ़्त शुरुआत करें: कोई अकाउंट नहीं, हर टूल। जब आप अपनी स्लाइड खोलना चाहें, तो सदस्यता हर सुविधा अनलॉक करती है (PayPal या कार्ड, सब्सक्राइब करते ही शुल्क)। कोई SVS, NDPI या MRXS फ़ाइल डालें और अपनी स्लाइड पर पिरामिड, कैलिब्रेटेड स्केल और एनोटेशन टूल देखें।
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