基於顯微鏡的數字切片自動掃描裝置製造方法
2023-06-04 06:22:56
基於顯微鏡的數字切片自動掃描裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了基於顯微鏡的數字切片自動掃描裝置，包括三目顯微鏡，該三目顯微鏡具有兩個觀察目鏡和一個掃描目鏡，該掃描目鏡上安裝有數位相機，該三目顯微鏡還安裝有調焦旋鈕，該調焦旋鈕連接有Z軸電機；自動載物臺，可拆卸地安裝於三目顯微鏡上，該自動載物臺上設置有X軸電機和Y軸電機；自動載物臺控制器，與所述X軸電機、Y軸電機和Z軸電機相連；計算機，與所述數位相機、自動載物臺控制器相連。本實用新型採用高精度的自動載物臺與高速面陣數位相機，可實現對病理切片的快速數位化成像並進行高精度全景顯微圖像拼接，保證了數字切片掃描成像質量的同時進一步提升了基於顯微鏡的數字切片掃描裝置的成像速度。
【專利說明】基於顯微鏡的數字切片自動掃描裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及數字病理學領域，涉及整個病理玻片的數位化掃描，尤其涉及一種基於顯微鏡的數字切片自動掃描裝置。
【背景技術】
[0002]隨著信息技術在醫學領域的發展應用，數字病理學將病理學發展的重要方向之一。數字病理切片可使病理資源數位化、網絡化，實現可視化數據的永久儲存和不受時間空間限制的同步瀏覽，將在病理臨床診斷、病理學教學及病理科研等領域發揮愈加重要的作用。
[0003]現有技術所公開的數字切片掃描系統要麼掃描速度慢，掃描圖像質量不能滿足臨床診斷要求，要麼產品價格高昂，使得有較大需求的中低端醫療服務機構或者用戶難以接受，最終阻礙了數字病理相關產品在國內市場的推廣和應用。
實用新型內容
[0004]為解決以上問題，本實用新型提供了一種高速、自動、清晰且全景顯微拍攝圖像的基於顯微鏡的數字切片自動掃描裝置。
[0005]本實用新型提供的基於顯微鏡的數字切片自動掃描裝置，包括:
[0006]三目顯微鏡，該三目顯微鏡具有三個目鏡，包括兩個用於人眼觀察的觀察目鏡和一個用於掃描的掃描目鏡，該三目顯微鏡還安裝有調焦旋鈕，該調焦旋鈕連接有Z軸電機；
[0007]數位相機，安裝於所述掃描目鏡處；
[0008]自動載物臺，可拆卸地安裝於三目顯微鏡上，用於沿X軸、Y軸和Z軸方向移動，該自動載物臺上設置有X軸電機和Y軸電機；
[0009]自動載物臺控制器，與所述X軸電機、Y軸電機和Z軸電機相連；
[0010]計算機，與所述數位相機、自動載物臺控制器相連。
[0011]本技術方案中自動載物臺的控制元件一自動載物臺控制器與計算機相連，可由計算機上設計的程序控制自動載物臺運作，達到在自動載物臺與數位相機的配合下進行全景顯微圖像拼接成像。
[0012]本技術方案中計算機與數位相機相連，可獲取所述數位相機拍攝到的高清數字圖像；計算機與載物臺控制器相連，可控制載物臺控制器的運作，進而控制X軸電機、Y軸電機和Z軸電機的運作，進而控制自動載物臺的X、Y、Z軸運動。
[0013]進一步的，所述掃描目鏡是用於病理玻片數字成像的掃描目鏡。
[0014]本技術方案中具體描述了本實用新型使用掃描目鏡是為了對病理玻片進行數字成像。
[0015]進一步的，所述數位相機與掃描目鏡的連接為卡槽連接或螺紋連接。
[0016]本技術方案中具體描述了數位相機與掃描目鏡的連接方式。
[0017]進一步的，所述數位相機為高速面陣數位相機，通過USB3.0連接線與計算機連接，該高速面陣數位相機的幀頻為100幀以上。
[0018]本技術方案中採用的高速面陣數位相機可使全景顯微成像的速度大大提高，大大提高了本實用新型的使用效率。
[0019]進一步的，所述自動載物臺通過卡槽連接可拆卸地安裝於三目顯微鏡上。
[0020]本技術方案中具體描述了自動載物臺與三目顯微鏡的連接方式。
[0021]進一步的，所述自動載物臺沿X軸、Y軸方向重複定位精度小於I μ m，沿Z軸方向重複定位精度小於0.1 μ m。
[0022]本技術方案使自動載物平臺的移動更加精確，最後形成的全景圖的拼接更加自然、真實。
[0023]進一步的，所述自動載物臺控制器與X軸電機、Y軸電機和Z軸電機均通過RS232連接線相連。
[0024]本技術方案中具體描述了自動載物臺控制器與X軸電機、Y軸電機和Z軸電機之間的連接方式。
[0025]進一步的,所述自動載物臺上固連有聚焦套筒,所述調焦旋鈕與Z軸電機通過聚焦套筒連接。
[0026]本技術方案中具體描述了調焦旋鈕與Z軸電機的連接方式，Z軸電機通過聚焦套筒控制調焦旋鈕的轉動，實現目鏡對載物臺上玻片樣本區域的自動聚焦，保證目鏡採集的畫面清晰。
[0027]本實用新型進行自動掃描的方法步驟為:
[0028]I)將放有切片樣品的載玻片放置在自動載物臺上並固定；
[0029]2)採用低倍率物鏡掃描載玻片上的切片樣品，通過高速面陣數位相機的數據傳遞，在計算機上顯示得到的初始切片樣品全景圖；
[0030]3)在初始切片樣品全景圖上選取待測區域，確定初始移動點後，轉成高倍率物鏡在待測區域內確定自動聚焦點，設置聚焦路徑；
[0031]4)通過自動載物臺帶動放有切片樣品的載玻片沿XY軸方向逐幅移動，同時由自動對焦控制器調節自動載物臺在X軸方向的位置，以使切片樣品位於物鏡的焦平面內；
[0032]5)在步驟4)的處理過程中，由高速面陣數位相機將拍攝到的圖像傳遞至計算機內，生成數位化圖像，並將每次生成的數位化圖像與前一幅生成的數位化圖像進行拼接成數位化全景圖像；
[0033]6)如果自動載物臺在XY軸方向未移動完畢，則重複步驟3)至步驟5)，直至自動載物臺在XY軸方向移動完畢，當自動載物臺在XY軸方向移動完畢後，輸出得到拼接完成的切片樣品完整數字切片。
[0034]本實用新型提供的基於顯微鏡的數字切片自動掃描裝置採用高精度的自動載物臺與高速面陣數位相機，可實現對病理切片的快速數位化成像並進行高精度全景顯微圖像拼接，保證了數字切片掃描成像質量的同時進一步提升了基於顯微鏡的數字切片掃描裝置的成像速度；此外，採用了基於USB3.0數據傳輸技術結合高幀頻面陣數位相機，使得產品的成本大幅度下降，可進一步推廣數字病理產品的應用與發展。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0035]圖1為本實用新型的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0036]為了使本實用新型實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本實用新型。
[0037]實施例1
[0038]如圖1所示，本實施例提供的基於顯微鏡的數字切片自動掃描裝置，包括三目顯微鏡1，該三目顯微鏡I具有三個目鏡，包括兩個用於人眼觀察的觀察目鏡2和一個用於病理玻片數字成像的掃描目鏡3，該掃描目鏡3處卡槽連接或螺紋連接安裝有高速面陣數位相機4 ;該三目顯微鏡I上還安裝有自動載物臺5和調焦旋鈕6，其中自動載物臺5卡槽連接在三目顯微鏡I上，該自動載物臺5上設置有X軸電機7和Y軸電機8，X軸電機7用於控制自動載物臺5沿X軸運動，Y軸電機8用於控制自動載物臺5沿Y軸運動，重複定位精度均為0.7 μ m ;該調焦旋鈕6通過聚焦套筒12連接有Z軸電機9，該Z軸電機9用於控制自動載物臺5沿Z軸運動，重複定位精度為0.07 μ m ;該X軸電機7、Y軸電機8和Z軸電機均通過RS232連接線連接自動載物臺控制器11 ;該高速面陣數位相機4通過USB3.0連接線與計算機連接，該高速面陣數位相機的幀頻為120幀，該載物臺控制器11通過線路也與計算機10相連。
[0039]本實施例中計算機10與高速面陣數位相機4相連，可將所述高速面陣數位相機4拍攝到的圖像顯示出來；計算機10與載物臺控制器11相連，可通過控制自動載物臺控制器，進而控制X軸電機7、Y軸電機8和Z軸電機9的運作，其中X軸電機7、Y軸電機8可控制自動載物臺5進行X軸、Y軸方向的移動，Z軸電機可控制調焦旋鈕6的轉動，進而控制聚焦套筒12推動自動載物臺5進行Z軸方向的移動；最終控制目鏡對載物臺上物體的聚焦，保證目鏡採集的畫面清晰。
[0040]本實施例提供的基於顯微鏡的數字切片自動掃描裝置採用高精度的自動載物臺與高速面陣數位相機，可實現對病理切片的快速數位化成像並進行高精度全景顯微圖像拼接，保證了數字切片掃描成像質量的同時進一步提升了基於顯微鏡的數字切片掃描裝置的成像速度；此外，採用了基於USB3.0數據傳輸技術結合高幀頻面陣數位相機，使得產品的成本大幅度下降，可進一步推廣數字病理產品的應用與發展。
【權利要求】
1.基於顯微鏡的數字切片自動掃描裝置，其特徵在於，包括: 三目顯微鏡，該三目顯微鏡具有三個目鏡，包括兩個用於人眼觀察的觀察目鏡和一個用於掃描的掃描目鏡，該三目顯微鏡還安裝有調焦旋鈕，該調焦旋鈕連接有Z軸電機； 數位相機，安裝於所述掃描目鏡處； 自動載物臺，可拆卸地安裝於三目顯微鏡上，用於沿X軸、Y軸和Z軸方向移動，該自動載物臺上設置有X軸電機和Y軸電機； 自動載物臺控制器，與所述X軸電機、Y軸電機和Z軸電機相連； 計算機，與所述數位相機、自動載物臺控制器相連。
2.根據權利要求1所述的基於顯微鏡的數字切片自動掃描裝置，其特徵在於:所述掃描目鏡是用於病理玻片數字成像的掃描目鏡。
3.根據權利要求1所述的基於顯微鏡的數字切片自動掃描裝置，其特徵在於:所述數位相機與掃描目鏡的連接為卡槽連接或螺紋連接。
4.根據權利要求1所述的基於顯微鏡的數字切片自動掃描裝置，其特徵在於:所述數位相機為高速面陣數位相機，通過USB3.0連接線與計算機連接，該高速面陣數位相機的幀頻為100幀以上。
5.根據權利要求1所述的基於顯微鏡的數字切片自動掃描裝置，其特徵在於:所述自動載物臺通過卡槽連接可拆卸地安裝於三目顯微鏡上。
6.根據權利要求1所述的基於顯微鏡的數字切片自動掃描裝置，其特徵在於:所述自動載物臺沿X軸、Y軸方向重複定位精度小於I μ m，沿Z軸方向重複定位精度小於0.1 μ m。
7.根據權利要求1所述的基於顯微鏡的數字切片自動掃描裝置，其特徵在於:所述自動載物臺控制器與X軸電機、Y軸電機和Z軸電機均通過RS232連接線相連。
8.根據權利要求1所述的基於顯微鏡的數字切片自動掃描裝置，其特徵在於:所述自動載物臺上固連有聚焦套筒，所述調焦旋鈕與Z軸電機通過聚焦套筒連接。
【文檔編號】G02B21/36GK204065550SQ201420420879
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年7月29日 優先權日:2014年7月29日
【發明者】葉志前, 姜磊, 王鑫鑫 申請人:杭州卓騰信息技術有限公司