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體視學(xué)(Stereology)是用數(shù)學(xué)方法研究由二維結(jié)構(gòu)信息定量推論三維結(jié)構(gòu)信息的科學(xué)。用體視學(xué)原理和方法研究生物組織的三維結(jié)構(gòu), 并據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)研究相應(yīng)的體視學(xué)測試方法謂生物體視學(xué)(Bi2ological Stereology) 1 , 平面結(jié)構(gòu)測試及圖像分析( Image Analysis) 是其常用的研究方法。生物體視學(xué)因其引入了數(shù)學(xué)理論和方法, 重復(fù)性好且減少了人為及心理因素的影響, 通過多個(gè)參數(shù)從量化角度反映有關(guān)組織和細(xì)胞的二維及三維結(jié)構(gòu)特點(diǎn), 從而可對不同形態(tài)結(jié)構(gòu)的組織和細(xì)胞進(jìn)行定量描述和分析,其結(jié)果更加客觀和準(zhǔn)確。

簡單地說，就是借助計(jì)算機(jī)及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和顯微鏡及顯做成像系統(tǒng)，將二維平面經(jīng)過成像及計(jì)算機(jī)分析處理得到三維形態(tài)，以準(zhǔn)確地對物體進(jìn)行定量及形態(tài)結(jié)構(gòu)分析

體視學(xué)軟件模塊(Stereology Module)是***個(gè)MCID?核心圖像分析器可選的新增產(chǎn)品。它集成了***套工具，用于獲得無偏的三維幾何體以及來自于二維切面圖像的測量的拓?fù)鋮?shù)。測量包括目標(biāo)的數(shù)量及密度，表面積及其密度，目標(biāo)體積和體積率。當(dāng)與MCID?系統(tǒng)（配有Tiled Field Mapping 即TFM模塊和XYZ電動(dòng)平臺(tái)）***起使用時(shí)，體視模塊就集成了顯微控制平臺(tái)和光學(xué)分餾過程。

結(jié)構(gòu)的研究往往需要視覺上的或者是制作的實(shí)實(shí)在在的切面。切面可以產(chǎn)生很好的二維結(jié)構(gòu)視圖，但是三維結(jié)構(gòu)卻丟失了（figure 1）.例如，我們能夠通過數(shù)目標(biāo)內(nèi)像素的數(shù)目來測量穿過切面的面積，周長和直徑。MCID?核心包括這種類型測量的出色的功能，被認(rèn)為是標(biāo)準(zhǔn)的形態(tài)學(xué)測量。

上圖顯示的是穿過目標(biāo)樣本的三個(gè)切面。我們測量橫切面的面積，以及我們觀察目標(biāo)樣本的形狀（在不同的平面切割，這個(gè)樣本可能會(huì)有***個(gè)圓形的橫切面），這個(gè)完全取決于切割的平面。我們可以通過體視學(xué)或者是3D重建來估計(jì)目標(biāo)樣本的特性)分餾器-MCID?唯***
MCID?實(shí)現(xiàn)了光學(xué)分餾方法，***常見的應(yīng)用細(xì)胞計(jì)數(shù)。
MCID?系統(tǒng)必須配備Tiled Field Mapping module和XYZ電動(dòng)平臺(tái)（***好的是Z軸上有線性譯碼器的）

要使用分餾，用戶須預(yù)先確定切面的數(shù)目，切面的厚度以及采樣的頻率。每個(gè)切面的蒙太奇是在低倍鏡先構(gòu)造的，感興趣的區(qū)域就大概顯示在蒙太奇上。我們的系統(tǒng)使用的是高倍鏡，且系統(tǒng)采用的是等距隨機(jī)抽樣，通過移動(dòng)顯微平臺(tái)來定位感興趣的區(qū)域，在每個(gè)定位中，交互的采樣進(jìn)行。
采樣中用戶上下聚焦，使目標(biāo)標(biāo)示到計(jì)數(shù)框架內(nèi)。屏幕上的指示器顯示現(xiàn)在的Z軸位置以及控制體積定位。計(jì)算機(jī)保持計(jì)數(shù)和計(jì)算目標(biāo)數(shù)目的估計(jì)。

特征
1、包括***般體視學(xué)測量所需的手段，可提供靈活的測量參數(shù)；
2、顯微鏡電動(dòng)控制平臺(tái)，做為自動(dòng)化視覺分餾器的工具；
3、Z軸電動(dòng)控制平臺(tái)，自動(dòng)化圖像連續(xù)獲取；
4、低放大情況下的區(qū)域解釋，高放大情況下的自動(dòng)化抽樣，簡單有效的定位；
5、計(jì)算機(jī)產(chǎn)生樣本的網(wǎng)格和框架；
6、靈活的目標(biāo)探測算法，實(shí)現(xiàn)精確的自動(dòng)化探測。
7、統(tǒng)***的取樣方式和測量方式，降低了取樣偏向性情況的發(fā)生

***般技術(shù)為了獲得3D知識(shí)，可以在每個(gè)切面上都執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的形態(tài)學(xué)測量（利用每個(gè)切面的方式被稱作全面的取樣），3D重建和體視學(xué)，都是做為使用的方法，然而，全取樣形式下的標(biāo)準(zhǔn)形態(tài)學(xué)測量非常乏味耗時(shí)。3D重建，如果（樣本）形象化需要時(shí)顯得很有用，但是也很乏味耗時(shí)，且很少適合于常規(guī)的測量任務(wù)。

有***些任務(wù)，做3D測量***簡單和***快捷的方式就是體視學(xué)。體視學(xué)提供了***套實(shí)用的工具，可以獲得無偏正的三維幾何體以及來自于二維切面圖像的測量的拓?fù)鋮?shù)。有些體視學(xué)工具需要全樣本，有***些則只需要切面的隨機(jī)取樣。

雖然體視學(xué)方法非常有用，但是體視學(xué)在常規(guī)的圖像分析中存在應(yīng)用有限問題。畢竟，體視學(xué)的數(shù)學(xué)原理有點(diǎn)深?yuàn)W，并且手動(dòng)的體視學(xué)過程是非常復(fù)雜和耗時(shí)的。盡管存在這些問題，體視學(xué)還是在不斷地發(fā)展，這里有兩個(gè)主要的原因：
1、 新的工具（圖像分析器）包含了體視學(xué)測量中被廣泛接受的過程。這些工具排除了詳細(xì)熟悉數(shù)學(xué)過程的需要。
2、 圖像分析系統(tǒng)可以消除大量用于手動(dòng)體視學(xué)測量的時(shí)間和勞力。

體視學(xué)原理
體視學(xué)的基本原理是我們放置測試系統(tǒng)（網(wǎng)格，點(diǎn)，線）到樣本的切面上（觀察覆蓋圖）。測試系統(tǒng)有已知的特性。因此，我們可以靠觀察測試系統(tǒng)與它們作用的方式來獲得關(guān)于樣本的未知的特性。

經(jīng)典（基于模型）的體視學(xué)測量方法對產(chǎn)生于模型的錯(cuò)誤假設(shè)的偏向有影響。特別是，假定目標(biāo)是球形或者是橢圓形。***近，基于設(shè)計(jì)的體視學(xué)方法逐步發(fā)展，這種方法可允許不帶偏見的測量，因?yàn)樗麄儧]有假定物體的形狀。相反，該對象是平等的概率抽樣，不管它的形狀或者是3D空間位置。這就是所謂的均勻隨機(jī)抽樣，并使用被稱為解剖器的探針。

圖像分析與體視學(xué)
手動(dòng)體視學(xué)系統(tǒng)需要***個(gè)測試系統(tǒng)（例如網(wǎng)格）置于照片之上，然后用戶標(biāo)明測試系統(tǒng)與樣本照片的每***個(gè)交叉點(diǎn)。計(jì)算機(jī)記錄這些點(diǎn)，并提供數(shù)據(jù)總結(jié)。

體視學(xué)圖像分析系統(tǒng)從數(shù)字圖像（相當(dāng)于照片）進(jìn)行測量。體視學(xué)中利用圖像分析的優(yōu)點(diǎn)總結(jié)如下：
1、 新***代測試系統(tǒng)：任何類型的測試系統(tǒng)都可以被生成，數(shù)字化，并直接顯示在樣本圖像之上；
2、 自動(dòng)目標(biāo)檢測：更好的圖像分析器可以利用密度和用戶設(shè)置的空間標(biāo)準(zhǔn)，自動(dòng)確定與目標(biāo)發(fā)生交叉的位置。
3、 ***致抽樣：計(jì)算機(jī)可以采用***致的抽樣原則和測量方法。從而降低了有偏見的取樣危險(xiǎn)；
4、 靈活的圖像獲取：成像系統(tǒng)可以分析顯微照片，但是它也允許我們在沒有中間攝影步驟的情況下形成圖像。獲取圖像，直接地，從視頻攝像機(jī)，冷CCD相機(jī)，磷光板成像，或者其他可以產(chǎn)生數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的裝置。
5、多圖像可以用于使具體組織成分局限化，我們可以用組合圖像（如熒光和明場）來做標(biāo)記目標(biāo)的體視學(xué)測量；