一種用於自動顯微鏡的灰度攝像頭及細胞綜合分析裝置製造方法
2023-06-20 11:21:16 2
一種用於自動顯微鏡的灰度攝像頭及細胞綜合分析裝置製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種用於自動顯微鏡的附件形式的灰度攝像頭，以及安裝有所述灰度攝像頭的細胞綜合分析裝置，包括入光口、出光口，以及同軸設置的分光稜鏡、濾光片、透鏡裝置、灰度圖像傳感器，光線由入光口射入，經分光稜鏡形成兩路光線，一路光線由出光口射出，另一路光線照射至灰度圖像傳感器進行成像。利用本發明所述的裝置可同時採集定性分析所需的彩色圖像和定量分析所需的灰度圖像，提高細胞分類及分析的準確性。灰度攝像頭可在自動顯微鏡的基礎上實現灰度圖像的採集。保留了顯微鏡原有的目視功能，滿足鏡下複查的需要；灰度攝像頭作為數碼中間體，採用附件形式設計，易於安裝，安裝後不需要調整；維持了原有顯微結構的穩定性。
【專利說明】一種用於自動顯微鏡的灰度攝像頭及細胞綜合分析裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種細胞分析裝置，更具體地說，涉及一種用於自動顯微鏡的附件形式的灰度攝像頭，以及安裝有所述灰度攝像頭的細胞綜合分析裝置。
【背景技術】
[0002]目前對細胞的分析主要包括定性和定量兩種方法。定性分析方法，一般是基於細胞形態學分析，即通過在顯微鏡下通過觀察經過染色的脫落細胞的形態學特徵來對細胞進行定性分析，包括細胞漿與細胞核染色的深淺，體積大小，細胞核內染色體粗細、染色體排列以及細胞核與細胞漿的比值，根據觀測者的經驗判斷細胞是否癌變，此種觀測方法主觀因素太強，依賴醫生的經驗和技巧，誤診率較高，準確率一般只有60%左右。
[0003]定量分析方法，就是對細胞內的化學成分進行定量分析，比如遺傳物質一脫氧核糖核酸(DNA)。細胞癌變的本質是細胞迅速無限增殖和轉移，當生物體細胞發生癌變時，細胞核內的DNA含量會增加，可將染料或顯色劑與細胞核內DNA特異性相結合，當細胞核內DNA含量增高時，DNA結合染料或顯色劑相應增多，其光學密度增高。繼而通過測量顯微鏡圖像的光學密度，即可進行細胞核的DNA定量分析，，通過與正常細胞進行比較，發現早期癌變的細胞。
[0004]雖然DNA定量分析方法可以提供較為客觀的數據，但該方法只是針對細胞核進行分析，信息不全面，且早期患者的腫瘤細胞核內DNA含量增加不顯著，需要綜合細胞的形態學信息，以提供更為準確的分析結果。
[0005]中國發明專利申請200810070940.2公開了一種細胞綜合檢測方法，即能同時進行細胞形態學分析與DNA定量檢測，綜合了兩種方法的優點，提高分析的準確率。
`[0006]上述發明申請僅公開了方法，沒有提供實現方法的裝置，即可同時獲取同一視野的彩色圖像和特定波長的灰度圖像，其中彩色圖像用以細胞形態分析，灰度圖像用以細胞核DNA定量分析。
[0007]中國發明專利申請201110071790.6公開了一種全自動雙ccd感光元件數字顯微鏡，同時利用彩色CCd感光元件以及黑白CCd感光元件進行標本圖像信息採集，以獲得標本的多焦面全息三維圖像，同時根據黑白CCd感光元件採集的細胞核積分光密度信息輸出標本的閱片結論，最終輸出標本圖文報告。另本發明採用上下片裝置、水平移動夾持裝置自動完成標本載玻片的更換，然後對採用三維機架對載玻片進行三維定位，以便於彩色CCd感光元件以及黑白ccd感光元件對標本的圖像信息採集。
[0008]上述發明申請的技術方案直接在觀察頭的雙目上分別安裝一個彩色攝像頭和一個黑白攝像頭，但因此沒有了目視觀察功能，不便於醫生進行鏡下復檢；且目鏡一般有屈光度調節，是可轉動的，在使用時易導致兩個攝像頭不齊焦或者視場有偏差；同時由於在觀察頭部直接安裝兩個攝像頭及相應的光機結構，其重量較大，也會影響顯微鏡結構的穩定性。
【發明內容】
[0009]本發明的目的在於克服現有技術的不足，提供一種更為穩定可靠，易於操作的彩色及黑白圖像獲取裝置，同時保留目視觀察功能，以保證鏡下復檢的細胞綜合分析裝置，以及作為數碼中間件的用於自動顯微鏡的附件形式的灰度攝像頭。
[0010]本發明的技術方案如下:
[0011]一種用於自動顯微鏡的附件形式的灰度攝像頭，包括入光口、出光口，以及同軸設置的分光稜鏡、濾光片、透鏡裝置、灰度圖像傳感器，光線由入光口射入，經分光稜鏡形成兩路光線，一路光線由出光口射出，另一路光線照射至灰度圖像傳感器進行成像。
[0012]作為優選，分光稜鏡的透光比為50:50o
[0013]作為優選，濾光片中心透過波長、帶寬與細胞核的染色方法相匹配。
[0014]作為優選,濾光片中心透過波長為590nm,帶寬為10nm。
[0015]一種細胞綜合分析裝置，包括自動顯微鏡、彩色攝像頭、灰度攝像頭、圖像分析系統；灰度攝像頭作為附件，安裝在自動顯微鏡的目鏡與物鏡的光路之間，彩色攝像頭設置在目鏡上方；自動顯微鏡、彩色攝像頭、灰度攝像頭分別與圖像分析系統連接，進行數據採集與分析。
[0016]作為優選，彩色攝像頭、灰度攝像頭與圖像分析系統的連接採用不相同的通訊接□。
[0017]作為優選，彩色攝 像頭與灰度攝像頭對應的物方採樣解析度相同。
[0018]作為優選，彩色攝像頭與灰度攝像頭對應的視場中心重合。
[0019]作為優選，圖像分析系統同時採集彩色攝像頭的彩色圖像和灰度攝像頭的灰度圖像，進行空間配準後，分別用彩色圖像和灰度圖像對同一個細胞進行定性分析和定量分析，結合定性分析和定量分析得出分析結果。
[0020]作為優選，所述的定性分析是基於彩色圖像進行分析，包括細胞的分類，細胞漿的顏色及大小，細胞核內染色體粗細，染色體排列以及細胞核與細胞漿的比值。
[0021]作為優選，所述的定量分析是基於灰度圖像對細胞核進行DNA定量分析，包括細胞核灰度、積分光密度信息。
[0022]本發明的有益效果如下:
[0023]本發明提供一種能同時進行細胞形態學分析和細胞核DNA定量檢測的細胞綜合分析裝置，利用本發明所述的裝置可同時採集定性分析所需的彩色圖像和定量分析所需的灰度圖像，提高細胞分類及分析的準確性。本發明還提供了一種用於自動顯微鏡的附件形式的灰度攝像頭，可在自動顯微鏡的基礎上實現灰度圖像的採集。本發明所述的灰度攝像頭與細胞綜合分析裝置，保留了顯微鏡原有的目視功能，滿足鏡下複查的需要；灰度攝像頭作為數碼中間體，採用附件形式設計，易於安裝，安裝後不需要調整；維持了原有顯微結構的穩定性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]圖1是細胞綜合分析裝置的結構示意圖；
[0025]圖2是自動顯微鏡的結構示意圖；
[0026]圖3是灰度攝像頭的剖視圖；
[0027]圖中:100是觀察頭部，101是目鏡，102是物鏡，103是載物臺，104是主體，105是第三筒，200是灰度攝像頭，201是入光口，202是出光口，203是濾光片，204是透鏡裝置，205是灰度圖像傳感器，206是分光稜鏡，300是彩色攝像頭，400是圖像分析系統。
【具體實施方式】
[0028]以下結合附圖及實施例對本發明進行進一步的詳細說明。
[0029]如圖1所示，一種細胞綜合分析裝置，包括如圖2所示的自動顯微鏡、彩色攝像頭300、灰度攝像頭200、圖像分析系統400 ;灰度攝像頭200作為附件，安裝在自動顯微鏡的目鏡101與物鏡102的光路之間，本實施例中，灰度攝像頭200安裝在自動數碼顯微鏡的觀察頭部100和顯微鏡主體104之間。彩色攝像頭300設置在目鏡101上方，本實施例中，彩色攝像頭300安裝在自動顯微鏡觀察頭部100的第三筒105上。自動顯微鏡、彩色攝像頭300、灰度攝像頭200分別與圖像分析系統400連接，進行數據採集與分析。所述的自動顯微鏡，光學系統為無限遠色差校正CCIS結構，觀察頭部100為三目，載物臺103為電動，可以選用Motic公司的BA610Mot。
[0030]灰度攝像頭200作為顯微鏡的附件的形式進行設計，本發明所述的一種用於自動顯微鏡的附件形式的灰度攝像頭200如圖3所示，包括入光口 201、出光口 202，以及同軸設置的分光稜鏡206、濾光片203、透鏡裝置204、灰度圖像傳感器205，光線由入光口 201射入，經分光稜鏡206形成兩路光線，一路光線由出光口 202射出，進入目鏡101，另一路光線照射至灰度圖像傳感器205進行成像。分光稜鏡206設置於灰度攝像頭200的前部位置，其上下分別正對出光口 202、入光口 201。濾光片203用於選擇特定波長的光，即對進入灰度攝像頭200的光過濾成特定波長的光；透鏡裝置204用於對進入灰度攝像頭200的光路進行會聚成像 ；灰度圖像傳感器205用於接收經透鏡裝置204會聚後的成像。
[0031]為了得到最佳的拍攝效果，分光稜鏡206的透光比優選為50:50。使彩色攝像頭300與灰度攝像頭200最終成像的效果基本相同。
[0032]濾光片203中心透過波長、帶寬與細胞核的染色方法相匹配，即濾光片203的光譜特性由細胞核的染色方法決定，當對細胞核進行Feulgen染色，濾光片203中心透過波長為590nm,帶寬為 10nm。
[0033]為了避免同類型通訊接口在同時傳輸數據時相互影響而降低速度，彩色攝像頭300、灰度攝像頭200與圖像分析系統400的連接採用不相同的通訊接口。例如彩色攝像頭300可選用Moticam Pro285E，為1394接口，灰度攝像頭200選用USB接口，或者其他通訊接口。
[0034]彩色攝像頭300與灰度攝像頭200對應的物方採樣解析度相同。彩色攝像頭300與灰度攝像頭200對應的視場中心重合。
[0035]圖像分析系統400同時採集彩色攝像頭300的彩色圖像和灰度攝像頭200的灰度圖像，進行空間配準後，確保是對同一個細胞同時進行定量分析與定性的分析。圖像分析系統400分別用彩色圖像和灰度圖像對同一個細胞進行定性分析和定量分析，結合定性分析和定量分析得出分析結果。
[0036]所述的定性分析是基於彩色圖像進行分析，包括細胞的分類，細胞漿的顏色及大小，細胞核內染色體粗細，染色體排列以及細胞核與細胞漿的比值。所述的定量分析是基於灰度圖像對細胞核進行DNA定量分析，包括細胞核灰度、積分光密度信息。[0037]具體應用時，首先對切片進行染色處理，包括對細胞核進行Feulgen染色和對細胞漿進行EA50或伊紅染色。
[0038]經過兩次染色後，將切片放置在自動顯微鏡的載物臺103上，由圖像分析系統400控制載物臺103移動到感興趣位置並調焦，同時控制彩色攝像頭300和灰度攝像頭200進行圖像獲取，分別獲得同一感興趣區域的彩色圖像和590nm波長的灰度圖像，將兩幅圖像進行空間配準。
[0039]通過圖像分析系統400對圖像進行分析處理:用彩色圖像根據細胞的形態特徵參數進行分類，並分析細胞漿的顏色及大小，細胞核內染色體粗細，染色體排列以及細胞核與細胞漿的比值等；用灰度圖像對同一細胞的細胞核進行DNA定量分析，包括細胞核灰度、積分光密度信息等；最後根據空間配準信息，綜合某個細胞的細胞核DNA含量、細胞的形態學信息給出綜合分析報告。
[0040]上述實施例僅是用來說明本發明，而並非用作對本發明的限定。只要是依據本發明的技術實質，對上述 實施例進行變化、變型等都將落在本發明的權利要求的範圍內。
【權利要求】
1.一種用於自動顯微鏡的附件形式的灰度攝像頭，其特徵在於，包括入光口、出光口，以及同軸設置的分光稜鏡、濾光片、透鏡裝置、灰度圖像傳感器，光線由入光口射入，經分光稜鏡形成兩路光線，一路光線由出光口射出，另一路光線照射至灰度圖像傳感器進行成像。
2.根據權利要求1所述的用於顯微鏡的附件形式的灰度攝像頭，其特徵在於，分光稜鏡的透光比為50:50。
3.根據權利要求1所述的用於顯微鏡的附件形式的灰度攝像頭，其特徵在於，濾光片中心透過波長、帶寬與細胞核的染色方法相匹配。
4.根據權利要求3所述的用於顯微鏡的附件形式的灰度攝像頭，其特徵在於，濾光片中心透過波長為590nm,帶寬為10nm。
5.一種細胞綜合分析裝置，其特徵在於，包括自動顯微鏡、彩色攝像頭、灰度攝像頭、圖像分析系統；灰度攝像頭作為附件，安裝在自動顯微鏡的目鏡與物鏡的光路之間，彩色攝像頭設置在目鏡上方；自動顯微鏡、彩色攝像頭、灰度攝像頭分別與圖像分析系統連接，進行數據採集與分析。
6.根據權利要求5所述的細胞綜合分析裝置，其特徵在於，彩色攝像頭、灰度攝像頭與圖像分析系統的連接採用不相同的通訊接口。
7.根據權利要求5所述的細胞綜合分析裝置，其特徵在於，彩色攝像頭與灰度攝像頭對應的物方採樣解析度相同。
8.根據權利要求5所述的細胞綜合分析裝置，其特徵在於，彩色攝像頭與灰度攝像頭對應的視場中心重合。
9.根據權利要求5所述的細胞綜合`分析裝置，其特徵在於，圖像分析系統同時採集彩色攝像頭的彩色圖像和灰度攝像頭的灰度圖像，進行空間配準後，分別用彩色圖像和灰度圖像對同一個細胞進行定性分析和定量分析，結合定性分析和定量分析得出分析結果。
10.根據權利要求9所述的細胞綜合分析裝置，其特徵在於，所述的定性分析是基於彩色圖像進行分析，包括細胞的分類，細胞漿的顏色及大小，細胞核內染色體粗細，染色體排列以及細胞核與細胞漿的比值。
11.根據權利要求9所述的細胞綜合分析裝置，其特徵在於，所述的定量分析是基於灰度圖像對細胞核進行DNA定量分析，包括細胞核灰度、積分光密度信息。
【文檔編號】G02B21/36GK103695305SQ201310698737
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月18日 優先權日:2013年12月18日
【發明者】陳木旺 申請人:麥克奧迪實業集團有限公司