臨床上病理學(xué)是疾病診斷的“金標(biāo)準(zhǔn)”，為疾病預(yù)防和治療提供重要依據(jù)。
傳統(tǒng)的病理診斷模式受限于醫(yī)生的個(gè)人知識和臨床經(jīng)驗(yàn)。在當(dāng)前“精準(zhǔn)醫(yī)療”的大背景下，病理醫(yī)生越來越需要能定量客觀地指導(dǎo)臨床診斷、治療及預(yù)后的深層信息，因此病理學(xué)步入了以信息技術(shù)為標(biāo)志的數(shù)字病理時(shí)代。
數(shù)字病理技術(shù)主要包括兩步：第一步是將整張病理切片掃描成為高分辨率的數(shù)字化圖像；第二步為基于人工智能技術(shù)對數(shù)字化圖像進(jìn)行特征提取和分析，致力于自動(dòng)化疾病輔助診斷和預(yù)測患者生存率和治療方案。
近年來，全偏振顯微成像技術(shù)發(fā)展迅速。該成像方法具有不依賴于病理切片的染色、不對組織產(chǎn)生損傷、多種尺度和定量測量的特點(diǎn)。偏振顯微成像方法有潛力針對活細(xì)胞、組織、器官和個(gè)體不同層次的微觀結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)過程進(jìn)行定量檢測，成為生物和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域觀察和認(rèn)識復(fù)雜生命過程的新型工具。
2014年，第一臺全偏振顯微鏡成功問世，并初步應(yīng)用在肝組織病理切片偏振數(shù)據(jù)測量與肝纖維化定量分級的臨床任務(wù)中，為無染色、快速、定量輔助病理診斷鋪平道路。
2015—2018年，多種案例初步驗(yàn)證了這項(xiàng)顯微成像技術(shù)在臨床病理輔助診斷中的應(yīng)用潛力。比如，甲狀腺癌和宮頸癌的病理輔助診斷、乳腺導(dǎo)管癌病理組織的定量分級、腸道疾病的病理分類。
2019年至今，基于偏振成像的數(shù)字病理技術(shù)在硬件和數(shù)據(jù)分析技術(shù)方面都有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。在硬件方面，全偏振顯微鏡成功升級，可快速精確對整張病理切片進(jìn)行偏振數(shù)據(jù)測量；在偏振數(shù)據(jù)分析方面，基于機(jī)器學(xué)習(xí)的大數(shù)據(jù)分析方法的建立，提取了能夠識別各種特異性微觀結(jié)構(gòu)的偏振特征參數(shù)，定量完成了多種復(fù)雜的病理分類任務(wù)，以及實(shí)現(xiàn)了多種設(shè)備成像結(jié)果之間的轉(zhuǎn)換，達(dá)到對病理切片虛擬染色成像的效果。
偏振數(shù)字病理對樣本制備要求低，對數(shù)據(jù)分析方法的兼容性好，不但現(xiàn)有的機(jī)器學(xué)習(xí)方法可以被直接采用，也可根據(jù)偏振數(shù)據(jù)的特點(diǎn)設(shè)計(jì)新的數(shù)據(jù)處理模型。
隨著基于偏振成像數(shù)字病理技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字病理學(xué)在臨床診斷中的應(yīng)用潛力不斷提升，未來“看見”看不見的信息將不再是夢想。
（作者系清華大學(xué)物理系、清華大學(xué)深圳國際研究生院教授）
編輯：李華山
