一種遠程由玻璃切片獲得數字切片的裝置的製作方法

2023-07-17 17:53:16 2

專利名稱：一種遠程由玻璃切片獲得數字切片的裝置的製作方法
技術領域：
該方案主要應用於遠程醫學會診分析，用於醫院醫生進行病理分析、遠程會診等過程中對玻璃切片轉化為數字切片的製備。
背景技術：
遠程醫學是將計算機、圖像處理和通訊技術相互整合，最終實現大數據真彩色圖像異地傳輸的一門學科。隨著網絡傳輸技術及其醫學可視化水平的不斷發展，該領域為最大程度整合與共享醫學資源提供了可能，已經越來越廣泛地應用於醫療診斷和治療，並日益顯示出其重要性。[I]朱晨雁，施華強.遠程病理診斷的現狀與發展趨勢[M].診斷病理學雜誌.2010，17(1):49,530目前，我國醫療資源總體嚴重不足，且分布極不均衡。中國人口佔世界的五分之一，但醫療衛生資源僅佔世界的百分之二。醫療資源的大部分都集中在城市，而在城市中又有80%的資源集中在大醫院。其次，由於我國醫療資源存在配置不合理的問題，因此導致看病難的問題普遍存在。一方面是不少人異地就醫，即增加了就醫困難，又加大經濟負擔 』另一方面造成大醫院人滿為患。隨著網絡醫療異地專家會診的發展，遠程醫療已經成為現實，數據更加便於傳輸，讓為數不多的醫術高明的專家不出門就可以給各地的病人會診進行病理分析，節省了醫生的時間和精力，也減輕了病人來往奔波的經濟負擔。[2]新聞:看病難之二，醫療資源不足、分布不均。此外，病理分析大多以細胞、組織或器官的玻璃切片為研究對象，玻璃切片在使用中存在較大的局限性，例如醫生對切片的觀察必須局限在實驗室，要藉助於顯微鏡才能實現，因此研究的時間和空間受到一定程度的限制。其次，玻璃切片在製作和使用過程中容易破損，而且標本容易裡色，不易永久保存。

實用新型內容為了解決現有技術的不足，避免傳統玻璃切片的上述缺點，為了給遠程會診提供病理依據，提出了數字切片的概念。數字切片並非一張靜態圖片，它是包含了玻璃切片上的所有病變信息，此數字切片(超大空間、高解析度圖片)可以在電腦上進行任意的放大和縮小，並利用數字切片可以觀測到玻璃切片上的任何一個位置，也可以將相應的位置放大到5倍、10倍、20倍、40倍，如同在顯微鏡上的放大縮小一樣。使用者可以在計算機或其他服務終端上遠程觀察數字切片上的圖像，而無需藉助顯微鏡，具有遠在咫尺卻身臨其境的效果。本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案為:—種遠程由玻璃切片獲得數字切片的裝置，包括以下特徵:載片盒總成:載片盒總成是由安裝在同一旋轉平臺上的若干載片盒組成的，且在所述載片盒中具有上下並列設置的玻璃切片插槽，所述載片盒在上下方向上位置可移動；整個載片盒可以沿軌道上下移動，來實現玻璃切片相對上下位置的改變；通過載片盒總成繞安裝軸的轉動 實現不同載片盒位置改變；[0009]載物平臺總成:載物平臺總成具備在水平方向、垂直方向和豎直方向的三維移動功能，滿足玻璃切片在光學顯微鏡下聚焦的要求；成像掃描總成:包括光學顯微鏡、照相機和存儲器，所述成像掃描總成以懸臂的形式探伸於載物平臺總成的正上方，所述光學顯微鏡:用於聚焦、放大玻璃切片中的圖像；照相機:從光學顯微鏡的目鏡處的數字圖像獲取裝置；存儲器:用於存儲圖像；取片機械手總成，取片機械手總成從載片盒中取出玻璃切片並準確的放置在載物平臺總成上，準確放置後機械手轉動九十度，等待平臺聚焦掃描，圖像掃描完畢後機械手迴轉九十度，取片放置在盛放掃描後玻璃切片的專用載片盒內，可實現水平面內X、y方向的移動；控制及數據處理單元:用於控制取片機械手總成、載物平臺總成和載片盒總成中驅動電機的動作，以及控制成像掃描總成的採集信息、讀取和存儲。所述載片盒為四個，且豎直狀態的安裝在旋轉平臺上形成四個單元，由控制系統控制其轉動實現不同玻璃切片取片功能，以滿足取片機械手水平取片位置固定的要求，每一單元中可以盛放多個玻璃切片，一次最多可放120片，玻璃切片上下陣列的插放在玻璃切片插槽中，等待使用，是玻璃切片樣品庫。載物平臺總成包括平臺和三維調整機架，所述三維調整機架由三套絲槓導軌和驅動電機組成，具有在水平方向、垂直方向和豎直方向的三維移動的功能，所述平臺安裝在三維調整機架的立柱上,處於水平狀態。取片機械手總成包括機械臂和取片機械手，所述取片機械手為鉗夾式機械手，所述機械臂具有水平旋轉和直線移動兩個自由度，首先取片機械手抓取玻璃切片，然後機械臂直線運動和水平旋轉後將玻璃切片準確置於載物平臺總成後釋放，放置後機械臂轉動九十度，等待平臺聚焦掃描，圖像掃描完畢後機械臂迴轉九十度，取玻璃切片並送回載片盒內。本實用新型的有益效果是:解決了現有的遠程醫療僅僅停留在理論水平的問題，提供一種實用的設備。同時該設備可以提升醫院的診斷水平，加強質量控制，提高競爭力；確診率提高，時間縮短，及時治療，福及病人；病人不再到大城市、大醫院疲於奔命，留住病人，醫院效益提升；降低誤診和醫療事故，減少醫患糾紛。

圖1為本實用新型的立體圖之一；圖2為本實用新型的立體圖之二；圖3為取片機械手總成立體圖；圖4為載物平臺總成立體圖；圖5為載片盒總成立體圖；圖6為載片盒立體圖；圖中:1載片盒總成，11載片盒，12旋轉平臺，13玻璃切片插槽，2載物平臺總成，21平臺，22三維調整機架，3成像掃描總成，31光學顯微鏡，32照相機，4取片機械手總成，41機械臂，42取片機械手，43電磁吸合機構。
具體實施方式
如圖1至圖6所示，一種遠程由玻璃切片獲得數字切片的裝置，包括以下特徵:載片盒總成1:載片盒總成是由安裝在同一旋轉平臺12上的若干載片盒11組成的，旋轉平臺12有一獨立的驅動電機進行驅動，且在載片盒中具有上下並列設置的玻璃切片插槽13，載片盒在獨立驅動裝置的作用下可以上下移動，隨時調整插槽的上下位置，配合數字編碼，可以實現精確調整。在該總成中載片盒11為四個，且豎直狀態的安裝在旋轉平臺上形成四個單元，由控制系統控制其轉動實現不同玻璃切片取片功能，以滿足取片機械手水平取片位置固定的要求，每一單元中可以盛放多個玻璃切片，一次最多可放120片，玻璃切片上下陣列的插放在玻璃切片插槽中，等待使用，是玻璃切片樣品庫，可以根據需要進行取樣。載物平臺總成2:載物平臺總成包括平臺21和三維調整機架22，三維調整機架由三套絲槓導軌和驅動電機組成，具有在水平方向、垂直方向和豎直方向的三維移動的功能，和數控工具機的上將平臺具有類似的結構，如圖所示，平臺21安裝在三維調整機架的立柱上，處於水平狀態，這樣通過調整三維調整機架的狀態調整平臺的位置，使得載物平臺總成具備在水平方向、垂直方向和豎直方向的三維移動，滿足玻璃切片在光學顯微鏡下聚焦的要求。同時在平臺上設有玻璃切點固定機構，如定位槽。成像掃描總成3:包括光學顯微鏡31、照相機32和存儲器，成像掃描總成以懸臂的形式探伸於載物平臺總2成的正上方，光學顯微鏡31:用於聚焦、放大玻璃切片中的圖像；照相機32:從光學顯微鏡的目鏡處的數字圖像獲取裝置；存儲器:用於存儲圖像；用於從玻璃切片上提取信心並轉化為數字信息。取片機械手總成4，取片機械手總成包括機械臂41和取片機械手42，取片機械手42為鉗夾式機械手，在一電磁吸合機構43的作用下可以張開和合攏，機械臂41具有水平旋轉和直線移動兩個自由度，如圖所示，這是很容易實現的，首先取片機械手抓取玻璃切片，然後機械臂直線運動和水平旋轉後將玻璃切片準確置於載物平臺總成後釋放，放置後機械臂轉動九十度，等待平臺聚焦掃描，圖像掃描完畢後機械臂迴轉九十度，取玻璃切片並送回載片盒內。取片機械手總成的作用就是從載片盒中取出玻璃切片並準確的放置在載物平臺總成上。控制及數據處理單元:用於控制取片機械手總成、載物平臺總成和載片盒總成中驅動電機的動作，以及控制成像掃描總成的採集信息、讀取和存儲。結合本裝置詳細步驟構成如下:第一步:控制及數據處理單元中的控制器對所控部件發出信號；第二步:載片盒總成中的驅動電機接收信號後，驅動載片盒調整位置，到達指定位置後向控制器發出反饋信號；取片機械手總成中的驅動電機接收信號後，驅動機械手到達取片位置向控制器發出反饋信號；載物平臺總成中的驅動電機收到信號後，調整平臺位置，平臺到達指定位置後向控制器發出反饋信號；第三步:控制器收到步驟2中的反饋信號，向取片機械手驅動電機發出取片控制信號，其驅動取片機械手完成取片後向控制器發出反饋信號；第四步:控制器收到步驟三中的反饋信號，向取片機械手驅動電機發出移動控制信號，取片機械手驅動電機收到信號後，驅動取片機械手向平臺前方指定位置移動，到達指定位置後，向控制器發出反饋信號；第五步:控制器收到步驟四中的反饋信號，向取片機械手驅動電機發出送片控制信號，取片機械手驅動電機收到信號後，驅動取片機械手向平臺放片，放片結束退回指定位置，並轉動九十度，向控制器發出反饋信息後等待指令；第六步:載物平臺總成調整好玻璃切片的位置後，向控制器I發出反饋信號，控制器I收到信號後向載物平臺總成發出調整位置信號，載物平臺總成驅動電機收到信號後，調整平臺的位置，實現聚焦後向控制器發出反饋信號；第七步:控制器收到步驟五和步驟六中的反饋信號後向數據讀取裝置發出讀取信號，完成數據讀取後，向控制器I發出反饋信號，並將數據存入圖像處理系統3 ；第八步:控制器收到步驟七中的反饋信號後向載物平臺總成驅動電機發出調整位置信號，重複第六步、第七步，直至讀取完畢，向控制器接發出完畢信號。第九步:控制器收到步驟八中的反饋信號後，向取片機械手總成發出從平臺取片、送片控制信號，取片機械手總成驅動電機收到信號後，驅動機械手從平臺取片，取片結束退回指定位置，並轉動九十度，送回載片盒，並向控制器I發出反饋信號；第十步:控制器收到步驟九中的反饋信號後，載片盒總成接收信號後，驅動載片盒調整位置，到達指定位置後向控制器I發出反饋信號；第十一步:控制器收到步驟十中的反饋信號後，向取片機械手總成發出送片信號，取片機械手驅動電機收到信號後，驅動機械手向載片盒放片，放片結束退回指定位置，向控制器I發出反饋信息後等待指令；第十二步:一個讀片過程結束，控制器繼續發出信號重複上述步驟，直至最後一片讀取完畢，發出完成信號，讀片過程結束。上面所述的實施例僅僅是對本實用新型的優選實施方式進行描述，並非對本實用新型的範圍進行限定，在不脫離本實用新型設計精神的前提下，本領域相關技術人員對本實用新型的各種變形和改進，均應擴如本實用新型權利要求書所確定的保護範圍內。
權利要求1.一種遠程由玻璃切片獲得數字切片的裝置，其特徵在於，包括以下特徵: 載片盒總成:載片盒總成是由安裝在同一旋轉平臺上的若干載片盒組成的，且在所述載片盒中具有上下並列設置的玻璃切片插槽，所述載片盒在上下方向上位置可移動； 載物平臺總成:載物平臺總成具備在水平方向、垂直方向和豎直方向的三維移動功能，滿足玻璃切片在光學顯微鏡下聚焦的要求； 成像掃描總成:包括光學顯微鏡、照相機和存儲器，所述成像掃描總成以懸臂的形式探伸於載物平臺總成的正上方，所述光學顯微鏡:用於聚焦、放大玻璃切片中的圖像；照相機:從光學顯微鏡的目鏡處的數字圖像獲取裝置；存儲器:用於存儲圖像； 取片機械手總成，取片機械手總成從載片盒中取出玻璃切片並準確的放置在載物平臺總成上； 控制及數據處理單元:用於控制取片機械手總成、載物平臺總成和載片盒總成中驅動電機的動作，以及控制成像掃描總成的採集信息、讀取和存儲。
2.根據權利要求1所述的一種遠程由玻璃切片獲得數字切片的裝置，其特徵在於，在所述載物平臺總成的下方設有光源。
3.根據權利要求1所述的一種遠程由玻璃切片獲得數字切片的裝置，其特徵在於，所述載片盒為四個，且豎直狀態的安裝在旋轉平臺上形成四個單元，每一單元中可以盛放多個玻璃切片，玻璃切片上下陣列的插放在玻璃切片插槽中。
4.根據權利要求1所述的一種遠程由玻璃切片獲得數字切片的裝置，其特徵在於，載物平臺總成包括平臺和三維調整機架，所述三維調整機架由三套絲槓導軌和驅動電機組成，具有在水平方向、垂直方向和豎直方向的三維移動的功能，所述平臺安裝在三維調整機架的立柱上，處於水平狀態。
5.根據權利要求1所述的一種遠程由玻璃切片獲得數字切片的裝置，其特徵在於，取片機械手總成包括機械臂和取片機械手，所述取片機械手為鉗夾式機械手，所述機械臂具有水平旋轉和直線移動兩個自由度。
專利摘要本實用新型設計了一種實現了快速由玻璃切片獲得數字切片的裝置，通過本裝置解決了玻璃切片的缺陷帶來的問題。包括載片盒總成、載物平臺總成、成像掃描總成、取片機械手總成和控制及數據處理單元，載片盒總成為載片安放庫；載物平臺總成具備在水平方向、垂直方向和豎直方向的三維移動，滿足玻璃切片在光學顯微鏡下聚焦的要求；取片機械手總成從載片盒中取出玻璃切片並準確的放置在載物平臺總成上。本實用新型對玻璃切片讀取技術人員的技術要求也有所降低，只要可以操作裝置就能完成數字切片製備工作。另外，本裝置可以適用於其他的控制方式，同時也能完成工作。
文檔編號G01N1/36GK203083858SQ201320010990
公開日2013年7月24日 申請日期2013年1月9日 優先權日2013年1月9日
發明者來小麗, 周春梅 申請人:山東英才學院