基于顯微鏡的數(shù)字切片自動(dòng)掃描裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了基于顯微鏡的數(shù)字切片自動(dòng)掃描裝置，包括三目顯微鏡，該三目顯微鏡具有兩個(gè)觀察目鏡和一個(gè)掃描目鏡，該掃描目鏡上安裝有數(shù)碼相機(jī)，該三目顯微鏡還安裝有調(diào)焦旋鈕，該調(diào)焦旋鈕連接有Z軸電機(jī)；自動(dòng)載物臺(tái)，可拆卸地安裝于三目顯微鏡上，該自動(dòng)載物臺(tái)上設(shè)置有X軸電機(jī)和Y軸電機(jī)；自動(dòng)載物臺(tái)控制器，與所述X軸電機(jī)、Y軸電機(jī)和Z軸電機(jī)相連；計(jì)算機(jī)，與所述數(shù)碼相機(jī)、自動(dòng)載物臺(tái)控制器相連。本實(shí)用新型采用高精度的自動(dòng)載物臺(tái)與高速面陣數(shù)碼相機(jī)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)病理切片的快速數(shù)字化成像并進(jìn)行高精度全景顯微圖像拼接，保證了數(shù)字切片掃描成像質(zhì)量的同時(shí)進(jìn)一步提升了基于顯微鏡的數(shù)字切片掃描裝置的成像速度。
【專利說(shuō)明】基于顯微鏡的數(shù)字切片自動(dòng)掃描裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及數(shù)字病理學(xué)領(lǐng)域，涉及整個(gè)病理玻片的數(shù)字化掃描，尤其涉及一種基于顯微鏡的數(shù)字切片自動(dòng)掃描裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著信息技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展應(yīng)用，數(shù)字病理學(xué)將病理學(xué)發(fā)展的重要方向之一。數(shù)字病理切片可使病理資源數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化，實(shí)現(xiàn)可視化數(shù)據(jù)的永久儲(chǔ)存和不受時(shí)間空間限制的同步瀏覽，將在病理臨床診斷、病理學(xué)教學(xué)及病理科研等領(lǐng)域發(fā)揮愈加重要的作用。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)所公開(kāi)的數(shù)字切片掃描系統(tǒng)要么掃描速度慢，掃描圖像質(zhì)量不能滿足臨床診斷要求，要么產(chǎn)品價(jià)格高昂，使得有較大需求的中低端醫(yī)療服務(wù)機(jī)構(gòu)或者用戶難以接受，最終阻礙了數(shù)字病理相關(guān)產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的推廣和應(yīng)用。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]為解決以上問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種高速、自動(dòng)、清晰且全景顯微拍攝圖像的基于顯微鏡的數(shù)字切片自動(dòng)掃描裝置。
[0005]本實(shí)用新型提供的基于顯微鏡的數(shù)字切片自動(dòng)掃描裝置，包括:
[0006]三目顯微鏡，該三目顯微鏡具有三個(gè)目鏡，包括兩個(gè)用于人眼觀察的觀察目鏡和一個(gè)用于掃描的掃描目鏡，該三目顯微鏡還安裝有調(diào)焦旋鈕，該調(diào)焦旋鈕連接有Z軸電機(jī)；
[0007]數(shù)碼相機(jī)，安裝于所述掃描目鏡處；
[0008]自動(dòng)載物臺(tái)，可拆卸地安裝于三目顯微鏡上，用于沿X軸、Y軸和Z軸方向移動(dòng)，該自動(dòng)載物臺(tái)上設(shè)置有X軸電機(jī)和Y軸電機(jī)；
[0009]自動(dòng)載物臺(tái)控制器，與所述X軸電機(jī)、Y軸電機(jī)和Z軸電機(jī)相連；
[0010]計(jì)算機(jī)，與所述數(shù)碼相機(jī)、自動(dòng)載物臺(tái)控制器相連。
[0011]本技術(shù)方案中自動(dòng)載物臺(tái)的控制元件一自動(dòng)載物臺(tái)控制器與計(jì)算機(jī)相連，可由計(jì)算機(jī)上設(shè)計(jì)的程序控制自動(dòng)載物臺(tái)運(yùn)作，達(dá)到在自動(dòng)載物臺(tái)與數(shù)碼相機(jī)的配合下進(jìn)行全景顯微圖像拼接成像。
[0012]本技術(shù)方案中計(jì)算機(jī)與數(shù)碼相機(jī)相連，可獲取所述數(shù)碼相機(jī)拍攝到的高清數(shù)字圖像；計(jì)算機(jī)與載物臺(tái)控制器相連，可控制載物臺(tái)控制器的運(yùn)作，進(jìn)而控制X軸電機(jī)、Y軸電機(jī)和Z軸電機(jī)的運(yùn)作，進(jìn)而控制自動(dòng)載物臺(tái)的X、Y、Z軸運(yùn)動(dòng)。
[0013]進(jìn)一步的，所述掃描目鏡是用于病理玻片數(shù)字成像的掃描目鏡。
[0014]本技術(shù)方案中具體描述了本實(shí)用新型使用掃描目鏡是為了對(duì)病理玻片進(jìn)行數(shù)字成像。
[0015]進(jìn)一步的，所述數(shù)碼相機(jī)與掃描目鏡的連接為卡槽連接或螺紋連接。
[0016]本技術(shù)方案中具體描述了數(shù)碼相機(jī)與掃描目鏡的連接方式。
[0017]進(jìn)一步的，所述數(shù)碼相機(jī)為高速面陣數(shù)碼相機(jī)，通過(guò)USB3.0連接線與計(jì)算機(jī)連接，該高速面陣數(shù)碼相機(jī)的幀頻為100幀以上。
[0018]本技術(shù)方案中采用的高速面陣數(shù)碼相機(jī)可使全景顯微成像的速度大大提高，大大提高了本實(shí)用新型的使用效率。
[0019]進(jìn)一步的，所述自動(dòng)載物臺(tái)通過(guò)卡槽連接可拆卸地安裝于三目顯微鏡上。
[0020]本技術(shù)方案中具體描述了自動(dòng)載物臺(tái)與三目顯微鏡的連接方式。
[0021]進(jìn)一步的，所述自動(dòng)載物臺(tái)沿X軸、Y軸方向重復(fù)定位精度小于I μ m，沿Z軸方向重復(fù)定位精度小于0.1 μ m。
[0022]本技術(shù)方案使自動(dòng)載物平臺(tái)的移動(dòng)更加精確，最后形成的全景圖的拼接更加自然、真實(shí)。
[0023]進(jìn)一步的，所述自動(dòng)載物臺(tái)控制器與X軸電機(jī)、Y軸電機(jī)和Z軸電機(jī)均通過(guò)RS232連接線相連。
[0024]本技術(shù)方案中具體描述了自動(dòng)載物臺(tái)控制器與X軸電機(jī)、Y軸電機(jī)和Z軸電機(jī)之間的連接方式。
[0025]進(jìn)一步的,所述自動(dòng)載物臺(tái)上固連有聚焦套筒,所述調(diào)焦旋鈕與Z軸電機(jī)通過(guò)聚焦套筒連接。
[0026]本技術(shù)方案中具體描述了調(diào)焦旋鈕與Z軸電機(jī)的連接方式，Z軸電機(jī)通過(guò)聚焦套筒控制調(diào)焦旋鈕的轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)目鏡對(duì)載物臺(tái)上玻片樣本區(qū)域的自動(dòng)聚焦，保證目鏡采集的畫(huà)面清晰。
[0027]本實(shí)用新型進(jìn)行自動(dòng)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(dòng)載物臺(tái)上并固定；
[0029]2)采用低倍率物鏡掃描載玻片上的切片樣品，通過(guò)高速面陣數(shù)碼相機(jī)的數(shù)據(jù)傳遞，在計(jì)算機(jī)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(cè)區(qū)域，確定初始移動(dòng)點(diǎn)后，轉(zhuǎn)成高倍率物鏡在待測(cè)區(qū)域內(nèi)確定自動(dòng)聚焦點(diǎn)，設(shè)置聚焦路徑；
[0031]4)通過(guò)自動(dòng)載物臺(tái)帶動(dòng)放有切片樣品的載玻片沿XY軸方向逐幅移動(dòng)，同時(shí)由自動(dòng)對(duì)焦控制器調(diào)節(jié)自動(dòng)載物臺(tái)在X軸方向的位置，以使切片樣品位于物鏡的焦平面內(nèi)；
[0032]5)在步驟4)的處理過(guò)程中，由高速面陣數(shù)碼相機(jī)將拍攝到的圖像傳遞至計(jì)算機(jī)內(nèi)，生成數(shù)字化圖像，并將每次生成的數(shù)字化圖像與前一幅生成的數(shù)字化圖像進(jìn)行拼接成數(shù)字化全景圖像；
[0033]6)如果自動(dòng)載物臺(tái)在XY軸方向未移動(dòng)完畢，則重復(fù)步驟3)至步驟5)，直至自動(dòng)載物臺(tái)在XY軸方向移動(dòng)完畢，當(dāng)自動(dòng)載物臺(tái)在XY軸方向移動(dòng)完畢后，輸出得到拼接完成的切片樣品完整數(shù)字切片。
[0034]本實(shí)用新型提供的基于顯微鏡的數(shù)字切片自動(dòng)掃描裝置采用高精度的自動(dòng)載物臺(tái)與高速面陣數(shù)碼相機(jī)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)病理切片的快速數(shù)字化成像并進(jìn)行高精度全景顯微圖像拼接，保證了數(shù)字切片掃描成像質(zhì)量的同時(shí)進(jìn)一步提升了基于顯微鏡的數(shù)字切片掃描裝置的成像速度；此外，采用了基于USB3.0數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)結(jié)合高幀頻面陣數(shù)碼相機(jī)，使得產(chǎn)品的成本大幅度下降，可進(jìn)一步推廣數(shù)字病理產(chǎn)品的應(yīng)用與發(fā)展。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0035]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0036]為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。
[0037]實(shí)施例1
[0038]如圖1所示，本實(shí)施例提供的基于顯微鏡的數(shù)字切片自動(dòng)掃描裝置，包括三目顯微鏡1，該三目顯微鏡I具有三個(gè)目鏡，包括兩個(gè)用于人眼觀察的觀察目鏡2和一個(gè)用于病理玻片數(shù)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(shù)碼相機(jī)4 ;該三目顯微鏡I上還安裝有自動(dòng)載物臺(tái)5和調(diào)焦旋鈕6，其中自動(dòng)載物臺(tái)5卡槽連接在三目顯微鏡I上，該自動(dòng)載物臺(tái)5上設(shè)置有X軸電機(jī)7和Y軸電機(jī)8，X軸電機(jī)7用于控制自動(dòng)載物臺(tái)5沿X軸運(yùn)動(dòng)，Y軸電機(jī)8用于控制自動(dòng)載物臺(tái)5沿Y軸運(yùn)動(dòng)，重復(fù)定位精度均為0.7 μ m ;該調(diào)焦旋鈕6通過(guò)聚焦套筒12連接有Z軸電機(jī)9，該Z軸電機(jī)9用于控制自動(dòng)載物臺(tái)5沿Z軸運(yùn)動(dòng)，重復(fù)定位精度為0.07 μ m ;該X軸電機(jī)7、Y軸電機(jī)8和Z軸電機(jī)均通過(guò)RS232連接線連接自動(dòng)載物臺(tái)控制器11 ;該高速面陣數(shù)碼相機(jī)4通過(guò)USB3.0連接線與計(jì)算機(jī)連接，該高速面陣數(shù)碼相機(jī)的幀頻為120幀，該載物臺(tái)控制器11通過(guò)線路也與計(jì)算機(jī)10相連。
[0039]本實(shí)施例中計(jì)算機(jī)10與高速面陣數(shù)碼相機(jī)4相連，可將所述高速面陣數(shù)碼相機(jī)4拍攝到的圖像顯示出來(lái)；計(jì)算機(jī)10與載物臺(tái)控制器11相連，可通過(guò)控制自動(dòng)載物臺(tái)控制器，進(jìn)而控制X軸電機(jī)7、Y軸電機(jī)8和Z軸電機(jī)9的運(yùn)作，其中X軸電機(jī)7、Y軸電機(jī)8可控制自動(dòng)載物臺(tái)5進(jìn)行X軸、Y軸方向的移動(dòng)，Z軸電機(jī)可控制調(diào)焦旋鈕6的轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而控制聚焦套筒12推動(dòng)自動(dòng)載物臺(tái)5進(jìn)行Z軸方向的移動(dòng)；最終控制目鏡對(duì)載物臺(tái)上物體的聚焦，保證目鏡采集的畫(huà)面清晰。
[0040]本實(shí)施例提供的基于顯微鏡的數(shù)字切片自動(dòng)掃描裝置采用高精度的自動(dòng)載物臺(tái)與高速面陣數(shù)碼相機(jī)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)病理切片的快速數(shù)字化成像并進(jìn)行高精度全景顯微圖像拼接，保證了數(shù)字切片掃描成像質(zhì)量的同時(shí)進(jìn)一步提升了基于顯微鏡的數(shù)字切片掃描裝置的成像速度；此外，采用了基于USB3.0數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)結(jié)合高幀頻面陣數(shù)碼相機(jī)，使得產(chǎn)品的成本大幅度下降，可進(jìn)一步推廣數(shù)字病理產(chǎn)品的應(yīng)用與發(fā)展。
【權(quán)利要求】
1.基于顯微鏡的數(shù)字切片自動(dòng)掃描裝置，其特征在于，包括: 三目顯微鏡，該三目顯微鏡具有三個(gè)目鏡，包括兩個(gè)用于人眼觀察的觀察目鏡和一個(gè)用于掃描的掃描目鏡，該三目顯微鏡還安裝有調(diào)焦旋鈕，該調(diào)焦旋鈕連接有Z軸電機(jī)； 數(shù)碼相機(jī)，安裝于所述掃描目鏡處； 自動(dòng)載物臺(tái)，可拆卸地安裝于三目顯微鏡上，用于沿X軸、Y軸和Z軸方向移動(dòng)，該自動(dòng)載物臺(tái)上設(shè)置有X軸電機(jī)和Y軸電機(jī)； 自動(dòng)載物臺(tái)控制器，與所述X軸電機(jī)、Y軸電機(jī)和Z軸電機(jī)相連； 計(jì)算機(jī)，與所述數(shù)碼相機(jī)、自動(dòng)載物臺(tái)控制器相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于顯微鏡的數(shù)字切片自動(dòng)掃描裝置，其特征在于:所述掃描目鏡是用于病理玻片數(shù)字成像的掃描目鏡。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于顯微鏡的數(shù)字切片自動(dòng)掃描裝置，其特征在于:所述數(shù)碼相機(jī)與掃描目鏡的連接為卡槽連接或螺紋連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于顯微鏡的數(shù)字切片自動(dòng)掃描裝置，其特征在于:所述數(shù)碼相機(jī)為高速面陣數(shù)碼相機(jī)，通過(guò)USB3.0連接線與計(jì)算機(jī)連接，該高速面陣數(shù)碼相機(jī)的幀頻為100幀以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于顯微鏡的數(shù)字切片自動(dòng)掃描裝置，其特征在于:所述自動(dòng)載物臺(tái)通過(guò)卡槽連接可拆卸地安裝于三目顯微鏡上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于顯微鏡的數(shù)字切片自動(dòng)掃描裝置，其特征在于:所述自動(dòng)載物臺(tái)沿X軸、Y軸方向重復(fù)定位精度小于I μ m，沿Z軸方向重復(fù)定位精度小于0.1 μ m。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于顯微鏡的數(shù)字切片自動(dòng)掃描裝置，其特征在于:所述自動(dòng)載物臺(tái)控制器與X軸電機(jī)、Y軸電機(jī)和Z軸電機(jī)均通過(guò)RS232連接線相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于顯微鏡的數(shù)字切片自動(dòng)掃描裝置，其特征在于:所述自動(dòng)載物臺(tái)上固連有聚焦套筒，所述調(diào)焦旋鈕與Z軸電機(jī)通過(guò)聚焦套筒連接。
【文檔編號(hào)】G02B21/36GK204065550SQ201420420879
【公開(kāi)日】2014年12月31日 申請(qǐng)日期:2014年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月29日
【發(fā)明者】葉志前, 姜磊, 王鑫鑫 申請(qǐng)人:杭州卓騰信息技術(shù)有限公司