数字病理学是使用组织切片的数字图像而不是载玻片进行病理学的实践。全载玻片成像 (WSI) 扫描仪以高分辨率将整个载玻片数字化，生成无需物理显微镜即可查看、分析、共享和存档的虚拟载玻片。

全玻片成像扫描仪

WSI 扫描仪以显微分辨率（通常每像素 0.25-0.5 µm，相当于 20 倍或 40 倍物镜）捕获组织切片。 线扫描扫描仪将载玻片移动经过固定的传感器线，捕获组装成单个图像的连续条纹。 平铺扫描扫描仪捕获由软件缝合在一起的重叠方形区域。 阵列扫描扫描仪使用多个传感器一次捕获整个载玻片。

扫描参数包括分辨率（大多数诊断工作为 20 倍，详细细胞学和有丝分裂计数为 40 倍）、聚焦方法（单点、多点或实时自动聚焦）、z 堆叠（厚切片的多个焦平面）和 压缩（用于日常使用的 JPEG2000，品质因数 70-90；无损用于研究）。每张幻灯片的扫描时间从 30 秒到 5 分钟不等，具体取决于尺寸和分辨率。

图像格式和存储

WSI 文件非常庞大，15×15 毫米组织切片的单次 40 倍扫描会生成 5-15 GB 的未压缩数据。压缩将其减少到 500 MB-2 GB。 SVS 格式（Aperio/Leica）是最广泛采用的，存储多个分辨率级别（金字塔）以实现高效查看。其他格式包括 NDPI (Hamamatsu)、CZI (Zeiss)、MRXS (3DHistech) 以及用于医学成像的开放 DICOM 标准。典型的病理实验室每年生成 1-5 TB 的 WSI 数据。存储需要分层解决方案：用于近期案例的快速 SSD、用于主动归档的 HDD、以及用于长期归档的磁带或云。

查看和报告

专用整个幻灯片查看器（Aperio ImageScope、QuPath、Sedeen、Sectra）模仿显微镜导航 - 平移、缩放、测量工具、注释。与实验室信息系统 (LIS) 集成可确保病例、图像和报告相互关联。病理学家使用语音识别从数字图像中报告，同时打开 WSI 查看器和 LIS。 工作列表对案例进行优先排序并跟踪周转时间。

远程报告和远程病理学

数字病理学支持远程报告：病理学家可以在任何具有足够互联网带宽（至少 50 Mbps 才能流畅查看）的位置审查病例。 远程咨询允许来自世界各地的专家提供第二意见。可以扫描冰冻切片并将其传输给远程病理学家进行术中咨询。监管要求各不相同 - FDA 于 2017 年获得了 WSI（飞利浦 IntelliSite、Leica Aperio AT2）初级诊断的许可，许多国家现在允许数字初级诊断。

初步诊断验证

验证 WSI 的初步诊断需要进行验证研究，比较同一病例的数字诊断和载玻片诊断。 CAP 指南建议至少 60 个涵盖诊断范围的病例，并在玻璃检查和数字检查之间有一个清洗期。一致性应超过 95%。病理学家必须完成查看软件的培训，包括导航、注释、测量以及与报告工具的集成。

数字病理学中的人工智能

计算机辅助诊断 (CAD) 算法可检测感兴趣区域 - 有丝分裂图、肿瘤区域、微转移。 定量图像分析提供可重复的测量结果：Ki-67 指数、HER2 评分、PD-L1 肿瘤比例评分。 机器学习分类器 区分良性和恶性病变、对肿瘤进行分级，并仅根据 H&E 预测分子亚型。深度学习算法需要大量且注释良好的训练数据集。病理学人工智能算法的监管批准正在兴起，一些产品具有针对特定应用的 CE 标志和 FDA 许可。病理学家仍然负责最终诊断，人工智能作为决策支持工具。