Если вы когда-либо покупали цифровой слайд-сканер, вы, вероятно, смотрели на спецификации и задавались вопросом: почему память так важна для этих машин? Как поставщик автоматических слайд-сканеров, я постоянно получаю этот вопрос от патологоанатомов, ученых-исследователей и руководителей лабораторий, которые просто пытаются выбрать правильный инструмент для своей работы. Речь идет не только о хранении фотографий: память автоматического сканера слайдов является основой того, как ваше устройство захватывает, обрабатывает и доставляет высококачественные оцифрованные слайды, особенно когда вы имеете дело с сотнями образцов в день. Сегодня я хочу подробно рассказать, какой объем памяти вам действительно нужен, почему он не подлежит обсуждению для различных типов сканирования слайдов и как наша линейка сканеров создана для работы с реальными лабораторными нагрузками.
Сначала давайте поговорим о том, что делает память в автоматическом слайд-сканере.
Прежде чем мы углубимся в цифры, полезно понять разницу между двумя основными типами памяти в любом электронном устройстве, поскольку сканеры слайдов используют оба по-своему. Существует ОЗУ (оперативная память), которая представляет собой временную высокоскоростную память, которую сканер использует во время активной работы — например, когда он захватывает изображение, сшивает несколько небольших фрагментов изображения в один целый слайд или запускает инструменты постобработки для повышения резкости деталей. Кроме того, есть хранилище (жесткий диск или твердотельный накопитель, SSD), которое представляет собой постоянную память, в которой ваши оцифрованные слайды сохраняются в течение длительного времени, поэтому вы можете получить к ним доступ позже, поделиться ими или использовать их в исследованиях.
Большинство людей путают эти два понятия, когда спрашивают о памяти сканера, и это нормально — они оба играют решающую роль, и недостаточное указание любого из них приведет к неприятным задержкам, размытым изображениям или даже сбоям сканирования в середине работы. Давайте сначала начнем с оперативной памяти, потому что именно она напрямую влияет на скорость работы вашего сканера, а не только на то, сколько слайдов вы можете сохранить.
ОЗУ: невоспетая рабочая лошадка для сканирования в реальном времени
Когда работает автоматический сканер слайдов, он не захватывает одно гигантское изображение предметного стекла размером 25 x 75 мм одновременно. Вместо этого он фиксирует серию небольших перекрывающихся «плиток» с высоким разрешением — обычно с 20- или 40-кратным увеличением, которое является стандартным для патологий и исследований. Размер одного фрагмента высокого разрешения при 40x составляет около 0,5 мегабайт (МБ), если он имеет 8-битный цвет, или до 2 МБ, если он 16-битный, для более детального изображения. Теперь возьмите типичный целый слайд: получается около 20 000 плиток на слайд при 40-кратном увеличении. Сложите все это, и один слайд с высоким разрешением может иметь размер 40 гигабайт (ГБ) в несжатом необработанном формате — до сшивания или сжатия.
Оперативная память сканера должна одновременно хранить десятки таких фрагментов, пока они сшиваются в единое слайдовое изображение. Если вашему сканеру не хватает оперативной памяти, ему приходится выгружать фрагменты на накопитель во время сканирования, что происходит намного медленнее. Я разговаривал с десятками менеджеров лабораторий, которые купили дешевые сканеры всего с 8 ГБ оперативной памяти и в итоге ждали завершения сшивания по 15+ минут на каждый слайд — время, которое увеличивается экспоненциально при сканировании слайдов с большим количеством деталей, таких как срезы тканей или образцы флуоресценции.
Для контекста,Сканер слайдов микроскопаПредлагаемый нами сканер предназначен для лабораторий общей патологии, которые сканируют 50–100 слайдов в день. В стандартной комплектации он оснащен 16 ГБ оперативной памяти, чего достаточно для одновременной обработки четырех слайдов с высоким разрешением и 40-кратным увеличением без замедления. Если у вас большая лаборатория, в которой делается более 200 слайдов в день, или вы планируете сканировать слайды исследовательского уровня с мелкими клеточными деталями, рекомендуемый объем оперативной памяти увеличивается до 32 ГБ — этого достаточно для одновременной обработки 8–10 слайдов без задержек.
Что изменится, когда вы доберетесь до специализированных сканеров?
Не все слайды одинаковы, и не все сканеры обрабатывают одни и те же типы образцов. Если вы просто сканируете гистологические слайды в светлом поле (стандартные окрашенные слайды, используемые в диагностике рака), требования к памяти просты. Но когда вы переходите к флуоресцентным слайдам, многоканальной визуализации или высокопроизводительным рабочим процессам, эти цифры быстро растут.
Начнем с флуоресценции. В слайдах флуоресценции используются красители, которые светятся при определенных длинах волн, и один слайд флуоресценции может иметь 2–5 отдельных каналов (каждый для разных красителей), которые необходимо фиксировать и хранить. Каждый канал представляет собой отдельное изображение, поэтому вместо одного слайда размером 40 ГБ у вас есть 4 x 40 ГБ = 160 ГБ несжатых данных на слайд. Вот гдеФлуоресцентный слайд-сканерНаш флуоресцентный сканер начального уровня имеет 32 ГБ оперативной памяти, чего достаточно, чтобы без проблем сшить два 4-канальных флуоресцентных слайда с увеличением 40x. Но если вы проводите более сложные исследования, например подсчет клеток по нескольким каналам или количественную оценку интенсивности флуоресценции, вам понадобитсяФлуоресцентный сканер слайдов исследовательского уровня, который увеличивает объем оперативной памяти до 64 ГБ. Это позволяет обрабатывать до четырех 4-канальных слайдов одновременно, сокращая время пакетной обработки на 75 % по сравнению со сканерами с меньшим объемом оперативной памяти, которые я видел на рынке.
Еще более требовательным являетсяМногоканальный флуоресцентный слайд-сканер, который обрабатывает более 5 отдельных каналов для передовых исследований, таких как нейробиологические исследования или визуализация одиночных молекул. Каждый дополнительный канал добавляет еще 40 ГБ необработанных данных на слайд, поэтому вам понадобится 128 ГБ ОЗУ, чтобы не отставать. Это не подлежит обсуждению: наши партнеры по исследованиям сообщили нам, что сканеры с объемом оперативной памяти менее 128 ГБ выходят из строя в середине сканирования при обработке 5-канальных слайдов, поскольку они не могут удерживать все данные фрагментов в памяти во время сшивания. Это досадная трата времени и дорогих расходных материалов, поэтому экономить на оперативной памяти для этих специализированных сканеров никогда не стоит.
Хранение: тихая стоимость архивирования слайдов
Если оперативная память — это рабочая лошадка, то хранилище — это библиотека, в которой хранятся все отсканированные слайды. Здесь вопрос не столько в скорости, сколько в том, сколько слайдов нужно сохранить и как долго. В большинстве лабораторий клинической патологии стандартной практикой является архивирование слайдов на 7–10 лет для юридических и диагностических целей. Один слайд Brightfield 20x, сжатый с использованием TIFF без потерь (который сохраняет детали для вторичного просмотра), занимает около 10–15 ГБ. При увеличении 40x этот показатель увеличивается до 30–40 ГБ на слайд. Как я упоминал ранее, для флуоресцентных слайдов это 100–160 ГБ на слайд.
Давайте посчитаем для лаборатории среднего размера: 100 слайдов в день, 250 рабочих дней в году, это 25 000 слайдов в год. Если это 40 слайдов светлого поля по 30 ГБ каждый, это 750 000 ГБ (или 750 терабайт, ТБ) хранилища в год. Большинство жестких дисков потребительского уровня здесь не справятся — они медленные, ненадежные и не предназначены для круглосуточного использования. В наших сканерах используются твердотельные накопители корпоративного уровня и сетевые хранилища (NAS), которые позволяют без сбоев выполнять постоянные операции чтения и записи.Сканер слайдов Brightfield EScan-1200, наша высокопроизводительная модель для лабораторий, сканирующих более 1000 слайдов в день, в стандартной комплектации поставляется с внутренним диском емкостью 10 ТБ и расширяемыми отсеками для внешнего хранилища емкостью до 80 ТБ. Для исследовательских лабораторий, хранящих данные флуоресценции, мы рекомендуем начинать с 20 ТБ расширяемого хранилища, поскольку наборы данных флуоресценции растут намного быстрее, чем светлое поле.
Распространенная ошибка, которую мы видим в лабораториях, — это покупка сканера с небольшим внутренним диском, а затем необходимость переноса слайдов на отдельный компьютер, что добавляет дополнительный шаг и риск повреждения файла. Наши сканеры позволяют сохранять слайды непосредственно на сетевой диск вашей лаборатории, поэтому резервное копирование всех слайдов выполняется автоматически, что не требует дополнительной работы для вашей команды.
Как наши сканеры созданы для реальных лабораторных нужд (а не только для спецификаций)
Как поставщик сканеров, я видел, как слишком многие бренды указывают «32 ГБ ОЗУ» в качестве аргумента в пользу продажи, но экономят на использовании памяти, чтобы снизить затраты. Например, некоторые сканеры используют общую память, где оперативная память разделена между сканированием и операционной системой компьютера, что означает, что фактически у вас меньше указанного числа. Все наши сканеры — отСканер слайдов микроскопавплоть до модели многоканальной флуоресценции — для сканирования используйте выделенную, не используемую совместно оперативную память, чтобы число, указанное в спецификации, было именно тем, что вы получите. Это большая разница, когда вы просматриваете серию слайдов в конце дня и не хотите, чтобы ОС вашего компьютера замедляла сканирование.
Еще одна вещь, которую мы уделяем приоритету, — это возможность обновления. Я знаю, что лаборатории со временем меняются: вы можете начать со слайдов в светлом поле, а затем добавить флуоресценцию или увеличить количество слайдов с 50 в день до 500. Все наши сканеры позволяют вам модернизировать оперативную и внутреннюю память в дальнейшем, поэтому вам не придется заменять весь сканер, когда ваши потребности расширятся. Например, если вы купите наш флуоресцентный сканер начального уровня с 32 ГБ ОЗУ, вы сможете добавить еще 32 ГБ позже, когда начнете обрабатывать более сложные 5-канальные образцы. Это экономит лабораториям тысячи долларов в течение жизненного цикла сканера.
Что произойдет, если у вас ошибется память?
Давайте будем честными: экономия памяти для автоматического сканера слайдов — это не просто незначительное неудобство. Это может задержать постановку диагноза патологоанатомами, замедлить научные исследования и даже стоить вашей лаборатории денег на потраченные впустую слайды. Я помню небольшую больничную лабораторию, которая купила дешевый сканер на 10 000 долларов дешевле, чем наша модель среднего класса, но обнаружила, что на сшивание каждого слайда уходит 12 минут вместо 2. Это означало, что их команда могла обрабатывать только 20 слайдов в день вместо 100, и им приходилось каждую ночь работать сверхурочно, чтобы наверстать упущенное. Шесть месяцев спустя они обменяли его на нашуСканер слайдов микроскопас 16 ГБ оперативной памяти и сократили время обработки на 80%.
Другой пример: исследовательская лаборатория клеточной биологии попыталась использовать потребительский сканер для своих 4-канальных флуоресцентных слайдов. У них было 8 ГБ оперативной памяти, поэтому на сканирование каждого слайда уходило 45 минут, и они потеряли данные за два месяца, когда сканер вышел из строя в середине сканирования и повредил их единственную копию образцов. Когда они перешли на наш флуоресцентный сканер исследовательского уровня с 64 ГБ оперативной памяти, время сканирования каждого слайда сократилось до 8 минут, и за три года у них не возникало проблем с потерей данных.
Как рассчитать подходящую память для вашей лаборатории
Если вы все еще не уверены, сколько памяти вам нужно, вот краткий контрольный список, адаптированный для большинства лабораторий:
- Какие слайды вы будете сканировать чаще всего? Брайтфилд (стандартная гистология) или специализированный (флуоресценция, многоканальная)?
- Общее использование Brightfield: 16–32 ГБ ОЗУ, минимум 5–10 ТБ встроенной памяти.
- Флуоресцентные исследования: 64 ГБ ОЗУ, минимум 20 ТБ встроенной памяти.
- Высокопроизводительное светлое поле: 32–64 ГБ ОЗУ, минимум 50+ ТБ хранилища.
- Сколько слайдов вы сканируете в день? Меньше 100, 100–500 или больше 500?
- Будет ли вам необходимо перейти на специализированное сканирование в ближайшие 2–3 года? Если да, приобретите сканер с обновляемой оперативной памятью и хранилищем.
Подведение итогов: Память — это инвестиция, а не расходы.
В конце концов, память вашего автоматического слайд-сканера — это основа всего, что он делает. Это не спецификация, которую нужно вычеркивать из списка — это то, что позволяет вашим патологоанатомам быстрее ставить диагнозы, вашим исследователям более эффективно анализировать данные и всей вашей лаборатории работать бесперебойно. Независимо от того, являетесь ли вы небольшой клиникой, только начинающей оцифровывать слайды, или крупной исследовательской лабораторией, проводящей сложные флуоресцентные исследования, у нас есть сканер, созданный в соответствии с вашими потребностями, с памятью, рассчитанной на реальные рабочие нагрузки.
Если вы готовы обсудить конкретные потребности вашей лаборатории или хотите увидеть, как работают наши сканеры, свяжитесь с нашей командой, чтобы обсудить подходящее для вас решение. Мы можем рассказать вам о точных вариантах оперативной памяти и хранилища для вашего объема и типа слайдов, без давления со стороны продаж, просто честный совет от команды, которая каждый день работает с такими лабораториями, как ваша.
Ссылки
- Ассоциация цифровой патологии. (2022). «Технические рекомендации по получению цельных слайдов для клинического применения». Журнал патологоанатомической информатики.
- Корпорация Олимп. (2021). «Требования к памяти для сканирования цифровых слайдов с высоким разрешением». Рекомендации по применению для цифровой патологии.
- Международное общество развития цитометрии. (2020). «Стандарт для спецификаций памяти системы флуоресцентной визуализации слайдов». Цитометрия Часть А.
- Американское общество клинической патологии. (2023). «Анализ затрат и выгод использования памяти цифрового слайд-сканера для больших клинических лабораторий». Лабораторная медицина.
- Цейсс Интернешнл. (2022). «Возможность обновления и масштабируемость памяти в автоматических сканерах слайдов для исследований и клинических исследований». Белая книга по технологии цифровых слайдов.
