本申請(qǐng)是于2013年3月26日進(jìn)入中國(guó)國(guó)家階段的、國(guó)家申請(qǐng)?zhí)枮?01180047558.x、發(fā)明名稱為“數(shù)字顯微鏡”的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

數(shù)字顯微鏡。

背景技術(shù)：

在各種設(shè)置中，出于診斷的目的而需要對(duì)生物樣品進(jìn)行檢驗(yàn)。一般而言，病理學(xué)家和其它診斷醫(yī)生從患者收集樣本并利用顯微鏡檢驗(yàn)以及在分子水平評(píng)估樣本的其它設(shè)備對(duì)樣本進(jìn)行研究。在病理和其它診斷過(guò)程中通常涉及多個(gè)步驟，包括收集諸如血液和組織之類的生物樣本、處理樣本、制備顯微鏡載片、著色、檢驗(yàn)、重新測(cè)試或重新著色、收集額外的樣本、重新檢驗(yàn)樣本以及最終給出診斷結(jié)論。

生物樣本的檢驗(yàn)通常涉及放大樣本或樣本的感興趣區(qū)域，并且由病理學(xué)家或診斷醫(yī)生進(jìn)行評(píng)估。傳統(tǒng)上，這是通過(guò)將包含樣本的載片放置在顯微鏡上并且查看通過(guò)顯微鏡所放大的組織樣本或組織樣本的感興趣區(qū)域的視圖來(lái)進(jìn)行的。近來(lái)，已經(jīng)研發(fā)出了數(shù)字顯微鏡，其中樣本特別是顯微鏡載片上的樣本被放置在儀器中并且樣本或樣本的感興趣區(qū)域的放大數(shù)字圖像被捕捉并顯示在諸如薄膜液晶顯示監(jiān)視器之類的監(jiān)視器上。雖然能夠在顯示器上而不是通過(guò)顯微鏡的透鏡來(lái)觀看樣本或者樣本的感興趣區(qū)域?qū)τ诓±韺W(xué)家或其它診斷醫(yī)生可能是有益的，但是在需要對(duì)多個(gè)樣本進(jìn)行處理(放大)時(shí)，對(duì)放大圖像進(jìn)行掃描并且顯示該圖像所占用的時(shí)間會(huì)出現(xiàn)令人感到不便的延遲或明顯延遲。

附圖說(shuō)明

圖1是包括用于檢驗(yàn)樣本的數(shù)字顯微鏡的系統(tǒng)的框圖。

圖2是用于在數(shù)字顯微鏡系統(tǒng)中使用的載片載體的實(shí)施例的頂部透視圖。

圖3是通過(guò)圖2的線條3-3’的截面?zhèn)纫晥D。

圖4示出了其上具有樣本和標(biāo)簽的載片實(shí)施例的上部視圖并且指示了數(shù)字顯微鏡實(shí)施例的傳感器視場(chǎng)。

圖5示出了均由數(shù)字顯微鏡的傳感器所捕捉的三個(gè)相鄰圖像的表示形式。

圖6示出了它們被接合在一起之后的圖5的三個(gè)相鄰圖像。

圖7示出了包括接合在一起的圖5的三個(gè)相鄰圖像以及載片標(biāo)簽的載片的圖像。

圖8描述了由包括數(shù)字顯微鏡的系統(tǒng)進(jìn)行的圖像捕捉實(shí)施例的流程圖。

圖9是示出包括數(shù)字顯微鏡的系統(tǒng)的不同使用模式實(shí)施例的顯示器截屏的實(shí)施例。

圖10是示出四個(gè)載片及其標(biāo)簽的低分辨率圖像的顯示器截屏的實(shí)施例。

圖11是以直播模式示出樣本的一部分的顯示器截屏的實(shí)施例。

圖12是以直播模式示出三個(gè)不同樣本的一部分的顯示器截屏的實(shí)施例。

圖13是在高分辨率掃描期間示出單個(gè)樣本的一部分的顯示器截屏的實(shí)施例。

圖14是在高分辨率掃描期間示出單個(gè)樣本的一部分的顯示器截屏的實(shí)施例。

具體實(shí)施方式

圖1示出了用于對(duì)諸如組織樣本之類的樣本進(jìn)行檢驗(yàn)的系統(tǒng)的框圖。參考圖1，系統(tǒng)100包括計(jì)算機(jī)110。計(jì)算機(jī)110例如包括中央處理器，其在一個(gè)實(shí)施例中是intelcore2quad，或者最好具有至少4gb的隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)以及至少1tb的硬盤存儲(chǔ)器。計(jì)算機(jī)110還包括dvd寫入器以及諸如windows7的操作系統(tǒng)。

顯示器120連接至計(jì)算機(jī)110，其被配置為顯示從計(jì)算機(jī)110傳送的信息。顯示器120例如是基于s-ips或pva技術(shù)的薄膜液晶顯示監(jiān)視器。24英寸或更大的彩色顯示器是代表性示例。可替換地，可以將兩個(gè)、三個(gè)或更多顯示器連接至計(jì)算機(jī)110而以更具結(jié)構(gòu)化的方式向用戶提供更多信息。例如，一個(gè)顯示器可以提供具有蘇木精伊紅(h&e)染色劑的樣本圖像，而另一個(gè)顯示器則示出使用不同類型的染色方法的相同案例的圖像，并且第三顯示器可以示出來(lái)自諸如臨床化學(xué)、血液學(xué)、放射學(xué)的其它學(xué)科的臨床數(shù)據(jù)。鍵盤130、鼠標(biāo)1400a和鼠標(biāo)1400b也連接到計(jì)算機(jī)110。在一個(gè)實(shí)施例中，鼠標(biāo)1400a是二維常規(guī)鼠標(biāo)而鼠標(biāo)1400b則是諸如3dconnexionspacenavigator^tm的三維鼠標(biāo)。三維鼠標(biāo)1400b例如可以被用來(lái)定位或?qū)Ш江h(huán)境，而鼠標(biāo)1400a則例如可以被用來(lái)進(jìn)行選擇、創(chuàng)建和編輯

計(jì)算機(jī)110可以具有互聯(lián)網(wǎng)和/或互聯(lián)網(wǎng)連接145以允許系統(tǒng)100遠(yuǎn)程傳輸操作和/或連接至網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。

在系統(tǒng)100的該實(shí)施例中，數(shù)字顯微鏡150連接至計(jì)算機(jī)110。數(shù)字顯微鏡150可以包括一個(gè)或多個(gè)成像系統(tǒng)，其中包括傳感器160和傳感器165、光學(xué)成像子系統(tǒng)168和光學(xué)成像子系統(tǒng)170、自動(dòng)對(duì)焦光學(xué)器件和照明器件。每個(gè)成像系統(tǒng)可以具有不同的光學(xué)分辨率或分辨率范圍。至少一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)放大，m≤1。該系統(tǒng)還可以提供具有放大的高分辨率，m>1。該數(shù)字顯微鏡還包括可在x、y和z方向平移的臺(tái)180以及控制用電子器件。

數(shù)字顯微鏡150可以作為明亮視場(chǎng)和/或熒光顯微鏡進(jìn)行操作。在明亮視場(chǎng)操作的情況下，一個(gè)或多個(gè)傳感器感測(cè)樣本的吸收并且利用關(guān)于樣本處于(多個(gè))傳感器相對(duì)一側(cè)的光源來(lái)捕捉臺(tái)180上的樣本圖像。如圖1所示，均例如為發(fā)光二極管(led)光源的光源195和光源196被定位在臺(tái)180下方。臺(tái)180中的開口允許光線通過(guò)臺(tái)180射出以照亮諸如臺(tái)180上的載片的樣本。在熒光顯微鏡操作的情形中，成像系統(tǒng)對(duì)已經(jīng)被熒光照明光源所激勵(lì)的熒光標(biāo)記進(jìn)行成像。熒光光線通常經(jīng)由校準(zhǔn)到無(wú)限遠(yuǎn)的顯微鏡物鏡和鏡筒透鏡之間的二色鏡耦合到光學(xué)系統(tǒng)中。在這樣的情況下，傳感器和照明光源都處于樣本的同一側(cè)。參見(jiàn)光學(xué)成像子系統(tǒng)168和傳感器160，在一個(gè)實(shí)施例中，傳感器160包括可商業(yè)獲得的數(shù)碼相機(jī)，其具有例如電荷耦合器件(ccd)的區(qū)域傳感器。ccd傳感器被細(xì)分為對(duì)傳感器分辨率進(jìn)行表述的數(shù)百萬(wàn)個(gè)光敏正方形單元(像素)。這樣的傳感器的典型像素大小(傳感器分辨率)大約為5微米(μm)×5微米。使用光學(xué)系統(tǒng)在樣本上的放大率所表示的像素的大小通常被稱作像素分辨率。使用具有放大率0.1<m<40的光學(xué)系統(tǒng)，產(chǎn)生大約50微米至125納米的像素分辨率。

在成像系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例中，傳感器160被配置為感測(cè)并捕捉樣本圖像，諸如臺(tái)180上的載片或部分載片的圖像。數(shù)字顯微鏡150中的光學(xué)成像子系統(tǒng)168包括透鏡或物鏡1680，其將來(lái)自照明子系統(tǒng)的光源195的光線聚焦至傳感器60上。通過(guò)臺(tái)180上的載片，來(lái)自光源195的光線通過(guò)臺(tái)180中的開口射出。光學(xué)成像子系統(tǒng)168的鏡1682將光線指向透鏡或物鏡1680。傳感器160可以通過(guò)感測(cè)圖像來(lái)捕捉這樣的圖像，而并不通過(guò)光學(xué)成像子系統(tǒng)168進(jìn)行放大(m＝1)或者放大率小于1(m<1)。在一個(gè)實(shí)施例中，光學(xué)成像子系統(tǒng)168和傳感器的位置是固定的。鏡1682可以通過(guò)xy步進(jìn)電機(jī)172在x和y方向移動(dòng)并且通過(guò)z步進(jìn)電機(jī)174在z方向移動(dòng)。

計(jì)算機(jī)110從傳感器160接收表示所感測(cè)圖像的信號(hào)并且生成用于顯示的圖像并在顯示器120上顯示這樣生成的圖像。

在一個(gè)實(shí)施例中，傳感器165與傳感器160相類似。傳感器165被配置為捕捉樣本圖像，諸如臺(tái)180上的載片或部分載片的圖像。傳感器165通過(guò)光學(xué)成像系統(tǒng)170(m>1)捕捉這樣的圖像。數(shù)字顯微鏡150中的光學(xué)成像子系統(tǒng)170可以包括多個(gè)物鏡。示出了物鏡1700a、物鏡1700b和物鏡1700c。物鏡1700a例如是來(lái)自carlzeiss的具有2.5x放大率的無(wú)限遠(yuǎn)校準(zhǔn)類型。物鏡1700b例如是來(lái)自carlzeiss的具有20倍(20x)放大率的無(wú)限遠(yuǎn)校準(zhǔn)類型。物鏡1700c例如是具有40倍(40x)放大率的carlzeissa-plan物鏡。互換這些物鏡產(chǎn)生不同的光學(xué)系統(tǒng)，其中每個(gè)系統(tǒng)導(dǎo)致不同的像素分辨率(例如，針對(duì)放大率2.5的2微米和針對(duì)放大率20的250納米)。按照需要，能夠替換其它物鏡或者能夠添加更多物鏡。單獨(dú)物鏡可通過(guò)xy步進(jìn)電機(jī)172在x和y方向進(jìn)行移動(dòng)，這允許特定物鏡在需要時(shí)與傳感器165以及臺(tái)180上的載片相關(guān)聯(lián)。代表性地，在需要時(shí)，物鏡和鏡1682可以被單獨(dú)連接至軌道并且通過(guò)電機(jī)化而沿著該軌道移動(dòng)并被驅(qū)使就位。

在一個(gè)實(shí)施例中，可以將自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng)167部署在傳感器165和光學(xué)成像子系統(tǒng)170之間，其包括分束器、自動(dòng)對(duì)焦檢測(cè)器和自動(dòng)對(duì)焦照明。紅外濾波器和鏡筒透鏡也可以被部署在傳感器165和光學(xué)成像子系統(tǒng)150之間，諸如自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng)167和傳感器165之間。

在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)通過(guò)光學(xué)成像子系統(tǒng)170捕捉圖像時(shí)，顯微鏡150使用位于臺(tái)180下方的照明子系統(tǒng)的光源196。光源196可以類似于光源195。電機(jī)化光圈或光闌與光源196相關(guān)聯(lián)(即，部署在光源196和臺(tái)180之間)并且包括于照明子系統(tǒng)內(nèi)，其提供對(duì)光譜照明有所改善的科勒照明。

計(jì)算機(jī)110從傳感器165接收表示感測(cè)圖像的信號(hào)并且生成用于顯示的圖像。所生成的圖像被顯示在顯示器120上。

在以上所描述的實(shí)施例中，多個(gè)傳感器(傳感器160，傳感器165)被描述為捕捉載片上的樣本的圖像。在成像系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)100包括單個(gè)傳感器，其被配置為捕捉載片或部分載片的圖像而并不進(jìn)行放大(m＝1)或利用小于1的放大率進(jìn)行放大(m<1)，以及通過(guò)放大的光學(xué)成像子系統(tǒng)170(m>1)捕捉圖像或部分圖像。在該實(shí)施例中，可以結(jié)合可互換光學(xué)器件(例如，光學(xué)成像子系統(tǒng)168和170)使用單個(gè)傳感器。類似地，在以上實(shí)施例中，不同于用于光學(xué)成像系統(tǒng)168的光源195以及用于光學(xué)成像系統(tǒng)170的光源196，可以對(duì)每個(gè)成像系統(tǒng)使用單個(gè)光源。

在一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)字顯微鏡150包括控制單元175?？刂茊卧?75連接至計(jì)算機(jī)110?？刂茊卧?75連接至計(jì)算機(jī)110。控制單元175還連接至數(shù)字顯微鏡150的各個(gè)組件以基于從計(jì)算機(jī)110接收的信號(hào)對(duì)數(shù)字顯微鏡的操作進(jìn)行控制。代表性地，控制單元控制xy步進(jìn)電機(jī)、z步進(jìn)電機(jī)、光源185、光源196、電機(jī)化光圈或光闌187、光學(xué)成像子系統(tǒng)168、光學(xué)成像子系統(tǒng)170、傳感器160和傳感器165。

參考作為明亮場(chǎng)顯微鏡進(jìn)行操作的數(shù)字顯微鏡150，在一個(gè)實(shí)施例中，其中組織樣本是具有其上印刷有患者標(biāo)識(shí)信息和/或其它信息的標(biāo)簽，該信息例如包括染色劑類型或樣本所經(jīng)受的處理，數(shù)字顯微鏡150能夠感測(cè)并捕捉這樣的信息。然而，使用標(biāo)簽以下的光源照亮標(biāo)簽可能不會(huì)使標(biāo)簽信息可見(jiàn)。因此，在一個(gè)實(shí)施例中，第二光源198被用來(lái)照亮載片或載片的標(biāo)簽部分以使得載片標(biāo)簽上的數(shù)據(jù)可以經(jīng)由反射而被感測(cè)。例如可以利用傳感器160和光學(xué)成像子系統(tǒng)168捕捉標(biāo)簽圖像。

參考圖1，臺(tái)180由控制單元175在三個(gè)方向上操控：x方向(如所看到的的邊到邊)、z方向(如所看到的的上下)以及y方向(如所看到的的頁(yè)面內(nèi)外)。z方向也可以通過(guò)將光學(xué)器件關(guān)于樣本進(jìn)行移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。臺(tái)180在x方向和y方向中由控制單元175所控制的xy步進(jìn)電機(jī)172操控而在z方向中由控制單元175所控制的z步進(jìn)電機(jī)操控。

再次參考系統(tǒng)100的數(shù)字顯微鏡150，該顯微鏡包括臺(tái)180。在一個(gè)實(shí)施例中，臺(tái)180的大小被設(shè)置為運(yùn)載一個(gè)或多個(gè)載片。在一個(gè)實(shí)施例中，可以在臺(tái)180上包含以包括四個(gè)載片的載片托盤。系統(tǒng)1示出了載片載體210。在另一個(gè)實(shí)施例中，載片裝載器可以接合至系統(tǒng)100，其允許自動(dòng)裝載和卸載多達(dá)大約240個(gè)載片。載片裝載器允許系統(tǒng)100自動(dòng)執(zhí)行載片成像，而無(wú)論在反射成像模式中是否存在用戶。用戶能夠選擇使用自動(dòng)載片裝載器或載片托盤。

圖2示出了顯微鏡150內(nèi)的臺(tái)180上的載片載體210的代表性示例。載片載體210例如是模塑聚合物材料，其包括均用于保持單獨(dú)載片(例如，25毫米×76毫米的載片)的四個(gè)載片腔室220a、220b、220c和220d。在圖2的圖示中，三個(gè)載片腔室(220a、220b和220c)包含載片，而第四腔室(腔室220d)為空。載片可以由用戶或者例如與載片裝載器相關(guān)聯(lián)的機(jī)制(例如，拾取和放置機(jī)器人儀器)自動(dòng)地放置在相應(yīng)載片腔室中。在一個(gè)實(shí)施例中，載片并不被載片載體210機(jī)械限制而是部分地?？吭谳d片腔室內(nèi)。

圖3示出了通過(guò)圖2的線條3-3'的臺(tái)180上的載片載體210的側(cè)視圖。在該實(shí)施例中，載片320a、320b和320c被示為分別處于載片腔室220a、220b和220c中，還示出在載片腔室220d中沒(méi)有載片。每個(gè)載片腔室包括腔室(切除)位置以及高臺(tái)(plateau)位置(330a、330b、330c和330d)。載片水平停靠在高臺(tái)部分上。每個(gè)高臺(tái)部分具有高度尺寸以使得當(dāng)載片停靠在高臺(tái)部分的上表面上時(shí)(如所看到的)，載片的部分厚度在載片載體210的高度尺寸上方延伸一段距離315(如所看到的)。

參考圖2和圖3，可以看到載片載體210處于臺(tái)180的容器(pocket)或固定器之內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施例中，臺(tái)180是具有支撐數(shù)字顯微鏡150內(nèi)的載片載體210的大小的模塑塑料件。臺(tái)180的容器或固定器由從臺(tái)180的表面181(如所看到的頂部表面)突出的相對(duì)的l形支架所形成。圖2示出了支架183和184，它們均具有反轉(zhuǎn)的l形狀并且彼此相對(duì)(其中反轉(zhuǎn)l的基部或懸臂部分朝向相對(duì)支架)。支架183和支架184以至少大于載片固定器210的寬度尺寸的距離間隔開來(lái)。(例如，如果載片固定器210具有10厘米(cm)到12cm量級(jí)的寬度尺寸，則支架183和184以加上0.25cm-0.5cm的距離間隔開來(lái))。每個(gè)支架從表面181延伸出大于載片固定器的厚度加上距離315的高度尺寸，載片固定器210的載片腔室中的載片以上述距離315突出超過(guò)載片固定器210的表面181。例如，如果載片固定器具有1cm量級(jí)的厚度，則每個(gè)支架183和184的懸臂或反轉(zhuǎn)l部分的基部處于距離臺(tái)180的表面181為1cm加上距離315之處。例如，如果距離315為1mm，則每個(gè)支架183和184的懸臂部分處于距離臺(tái)180的表面181為1.2cm或更遠(yuǎn)處。臺(tái)180的支架183和184的方位和配置允許載片固定器210被引導(dǎo)進(jìn)出支架所形成的容器。

參考圖3，在一個(gè)實(shí)施例中，臺(tái)180在表面181上包括處于支架183和支架184所形成的容器遠(yuǎn)端(遠(yuǎn)離載片固定器210進(jìn)入容器的點(diǎn))的突起188。突起188具有足以使得臺(tái)固定器210從臺(tái)180的表面181抬起并且使得載片固定器210的載片腔室中的任意載片與支架183和支架184的懸臂部分相接觸的尺寸。以這種方式，支架183和支架184的懸臂部分用來(lái)在載片固定器210處于臺(tái)180上時(shí)固定或支撐載片的位置。代表性地，突起具有數(shù)毫米量級(jí)的厚度或高度尺寸以及0.5cm的長(zhǎng)度尺寸，以及在支架183和支架184之間進(jìn)行延伸的寬度?？商鎿Q地，可以使用兩個(gè)或更多較小寬度尺寸的突起。

在操作中，數(shù)字顯微鏡150使用傳感器160和165之一來(lái)感測(cè)或捕捉載片上的樣本或感興趣樣本區(qū)域的圖像。傳感器捕捉樣本的載片圖像并且將那些圖像以數(shù)字信號(hào)傳送至計(jì)算機(jī)110，并且這樣的信號(hào)被顯示在顯示器120上。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)捕捉圖像并且在顯示器120上顯示該圖像時(shí)，可能并不期望以其可以在將來(lái)被獲取的意義而存儲(chǔ)該圖像。相反，圖像從傳感器160或165傳送至計(jì)算機(jī)110而并沒(méi)有來(lái)自用戶或系統(tǒng)的一些采取另一動(dòng)作的指示，代表性地，該圖像以每秒鐘數(shù)個(gè)圖像這種量級(jí)的刷新率進(jìn)行刷新。該刷新率可以有所變化。如果沒(méi)有顯微鏡的動(dòng)作，則例如無(wú)需刷新圖像。

在一個(gè)實(shí)施例中，傳感器160在等于或小于1的放大率(m≤1)下捕捉載片上的樣本圖像。換句話說(shuō)，在放大率小于1(m<1)的情況下，光學(xué)成像子系統(tǒng)168在傳感器上投影未放大或縮小的樣本圖像。代表性地，傳感器160小于載片(例如，傳感器直徑大約為3至4毫米，而載片大約為25毫米乘76毫米)。光學(xué)成像子系統(tǒng)168包括在傳感器160上投影較大視場(chǎng)的物鏡。

在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)100創(chuàng)建載片上整個(gè)樣本或整個(gè)樣本的一部分的概要圖像。該概要圖像是在如以上所描述的沒(méi)有進(jìn)行放大的情況下所捕捉的圖像(即，放大率等于或小于1)。捕捉概要圖像的優(yōu)勢(shì)在于其所能夠被捕捉的速度。例如，可以以1至2秒的量級(jí)捕捉整個(gè)載片的圖像，而捕捉放大圖像則可能需要20秒或更多的量級(jí)。

如以上所提到的，傳感器小于載片并且通常小于載片上的樣本或部分樣本。為了獲得可接受的圖像分辨率，諸如概要圖像，傳感器單個(gè)像素所表示的面積有所減小。在一個(gè)實(shí)施例中，為了獲得載片上樣本的可接受概要圖像，傳感器160將取得多個(gè)圖像并且將那些圖像接合在一起。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，諸如載片上整個(gè)樣本的載片或圖像樣本被劃分為三份，其中傳感器捕捉通過(guò)概要圖像的所期望面積的三分之一(例如，載片可用面積的三分之一)的光線。為了對(duì)表示三分之一樣本的光線的捕捉進(jìn)行協(xié)調(diào)，在一個(gè)實(shí)施例中，臺(tái)180被移動(dòng)到傳感器160的視場(chǎng)內(nèi)的期望部分。

參考圖2，臺(tái)180可在x和y方向平移。傳感器160保持靜止。在一個(gè)實(shí)施例中，臺(tái)180響應(yīng)于從控制單元175到xy步進(jìn)電機(jī)172的信號(hào)而平移。

在一個(gè)實(shí)施例中，使用基準(zhǔn)載片載體對(duì)顯微鏡150和系統(tǒng)100進(jìn)行校準(zhǔn)以使得載片的標(biāo)稱位置已知處于定義公差之內(nèi)。定義公差是臺(tái)180的xz坐標(biāo)系統(tǒng)的結(jié)果(±p)；載片載體210及其位置在插入顯微鏡150時(shí)的機(jī)械公差(±q)；以及載片載體210中容納載片的載片腔室的機(jī)械公差(±r)?？紤]這些因素的定義公差是p+q+r。在一個(gè)實(shí)施例中，載片的概要圖像由三個(gè)交迭圖像所構(gòu)成，其中每個(gè)圖像的視場(chǎng)和交迭被選擇以符合定義公差并且共同捕捉整個(gè)載片的圖像。換句話說(shuō)，由于由傳感器160所捕捉的圖像將被接合，所以在一個(gè)實(shí)施例中，臺(tái)180從傳感器160的視場(chǎng)平移至不同視場(chǎng)，以使得在不同視場(chǎng)中存在另一個(gè)視場(chǎng)(例如，之前的成像視場(chǎng))的交迭。在一個(gè)實(shí)施例中，該交迭至少比臺(tái)、載片載體以及載片載體內(nèi)的腔室的最大公差大20個(gè)像素(例如，20至50個(gè)像素)。

圖4展現(xiàn)了圖像或部分圖像的圖像捕捉。參考圖4，臺(tái)180被定位為使得載片220a處于傳感器160的視場(chǎng)之內(nèi)。載片220a被定位成使得傳感器160所捕捉的第一圖像將是載片的一個(gè)邊緣。例如，假設(shè)載片大約為76毫米長(zhǎng)，在其一端具有占據(jù)該長(zhǎng)度大約16毫米的載片標(biāo)簽，剩余的大約60毫米的載片將構(gòu)成該載片的可用區(qū)域(即，可以放置樣本的區(qū)域)。傳感器160將被定位在相對(duì)一端以使得其從該端捕捉載片的第一個(gè)20至25毫米長(zhǎng)度。載片邊緣或載片上的載片標(biāo)簽的邊緣可以提供x坐標(biāo)和y坐標(biāo)。臺(tái)180能夠使用這些坐標(biāo)來(lái)建立位置以從載片標(biāo)簽開始捕捉載片的第一個(gè)20至25毫米。在將圖像接合在一起時(shí)，第一圖像可以被認(rèn)為是其它圖像要與之相接合以形成概要圖像的固定基準(zhǔn)。在圖像的第一部分，圖4示出了傳感器160捕捉在區(qū)域310中指定的載片220a部分作為第一或time1圖像。臺(tái)180隨后在x方向移動(dòng)大約20毫米并且傳感器160在區(qū)域320所表示的time2捕捉第二圖像。最后，臺(tái)180移動(dòng)至傳感器160視場(chǎng)內(nèi)的區(qū)域330中的第三位置并且傳感器在time3捕捉區(qū)域330的圖像。

在相鄰圖像的圖像捕捉的描述中，在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)要求所捕捉的圖像有所交迭。交迭在圖5中示出，其中區(qū)域420與區(qū)域410的一部分交迭并且區(qū)域430與區(qū)域420的一部分交迭。交迭在圖像被接合在一起時(shí)是有用的。在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)力求在相鄰圖像之間有大約20至50像素的交迭。在捕捉相鄰圖像之后，相鄰圖像被組合或結(jié)合在一起。

圖5和6圖示了接合的實(shí)施例。在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)使用樣本的地標(biāo)(landmark)并且試圖將共用地標(biāo)對(duì)準(zhǔn)以形成整體圖像。圖5和6示出了簡(jiǎn)單的幾何地標(biāo)或特征以表示這一概念。圖5示出了使用幾何符號(hào)作為相鄰區(qū)域共用的地標(biāo)或特征而將區(qū)域410所表示的圖像和區(qū)域420所表示的圖像放置在一起。在該示例中，區(qū)域410所表示的圖像和區(qū)域420所表示的圖像需要沿單一軸線進(jìn)行移動(dòng)以便對(duì)準(zhǔn)。然而，系統(tǒng)也允許更多的對(duì)準(zhǔn)可能性，諸如沿兩條軸線和旋轉(zhuǎn)。例如，區(qū)域430所表示的圖像被示為在y方向關(guān)于區(qū)域420所表示的圖像有所偏移。因此，區(qū)域480所表示的圖像可以在兩個(gè)方向(x方向，y方向)進(jìn)行移動(dòng)以對(duì)準(zhǔn)圖像之間所識(shí)別的共用地標(biāo)或特征。

如以上所提到的，在一個(gè)實(shí)施例中，接合圖像部分以聚集概要圖像是在圖像被捕捉時(shí)執(zhí)行。雖然圖5示出了三個(gè)單獨(dú)圖像，但是在一個(gè)實(shí)施例中，在與之相關(guān)的示例中，區(qū)域410所表示的圖像和區(qū)域430所表示的圖像在每個(gè)圖像捕捉時(shí)立即被接合在一起。當(dāng)捕捉區(qū)域430所表示的圖像時(shí)，該圖像被對(duì)準(zhǔn)并且與區(qū)域410和420所表示的合并圖像進(jìn)行接合。單獨(dú)區(qū)域的圖像并不保存。相反一旦接合并組合出了足夠大的樣本圖像區(qū)域，所組合的區(qū)域就被分解為大小相似的分塊并且在文件結(jié)構(gòu)中保存，或者可以使用壓縮格式(例如，jpeg)進(jìn)行壓縮。所保存的圖像區(qū)域從計(jì)算機(jī)110的隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)器(ram)被刪除。

系統(tǒng)100能夠基于用來(lái)組合概要圖像的視場(chǎng)圖像來(lái)建立樣本大致處于載片上的哪里以及顯著特征的位置。例如，概要圖像的每個(gè)像素表示具體區(qū)域，例如5.4μm×5.4μm。另外，所組合圖像由傳感器160中的能夠按照x和y坐標(biāo)得到描述的像素?cái)?shù)量表示，例如2504個(gè)x方向像素乘3324個(gè)y方向像素。利用該信息，鼠標(biāo)1400a或鼠標(biāo)1400b在概要圖像中進(jìn)行的位置選擇是該圖像中一個(gè)或多個(gè)像素的選擇。由于每個(gè)像素的大小是已知的，所以系統(tǒng)100能夠確定所選擇位置(例如，圖像特征的位置)相對(duì)于例如圖像邊緣的起始位置處在x方向和y方向中的像素?cái)?shù)量。因此能夠針對(duì)圖像建立近似的坐標(biāo)系統(tǒng)，以使得系統(tǒng)100能夠識(shí)別包括特定的一個(gè)或多個(gè)像素所表示的特征的區(qū)域的位置。

如以上所提到的，載片通常具有固定至表面的標(biāo)簽。在一個(gè)實(shí)施例中，希望使得概要圖像不僅包括載片上的樣本而且還包括載片標(biāo)簽。由于載片標(biāo)簽將會(huì)遮擋從載片下方引入數(shù)字顯微鏡150的光線，所以數(shù)字顯微鏡150包括以反射捕捉載片標(biāo)簽的圖像的傳感器198。圖7示出了標(biāo)簽450，其可以被設(shè)置大小并操控(例如，旋轉(zhuǎn))以使得標(biāo)簽450在與取自載片場(chǎng)傳感器(傳感器160)的概要圖像進(jìn)行組合時(shí)可以與該圖像相鄰。圖7示出了被接合在一起的圖像部分(區(qū)域410所表示的部分，區(qū)域420所表示的部分和區(qū)域430所表示的部分)的概要圖像440以創(chuàng)建載片的有效部分的完全接合在一起的圖像。圖7還示出了與樣本的概要圖像相鄰的標(biāo)簽450的圖像。如以上所提到的，并不保存樣本的個(gè)體部分，而僅保存復(fù)合的接合載片圖像(例如，概要圖像)。在一個(gè)實(shí)施例中，接合的載片圖像獨(dú)立于標(biāo)簽圖像進(jìn)行保存。在另一個(gè)實(shí)施例中，接合的載片圖像和與之相鄰接合的標(biāo)簽圖像一起保存。在任一種情況下，復(fù)合圖像都可以利用常規(guī)的壓縮軟件(例如，jpeg)進(jìn)行保存。

在傳感器160和光學(xué)成像子系統(tǒng)168位于載片上的樣本上方以捕捉該載片的圖像的情況下，系統(tǒng)100的用戶能夠進(jìn)行電子“縮放”以提高分辨率。在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)100最初利用傳感器160捕捉載片上的樣本的概要圖像(例如，整個(gè)樣本的概要圖像)以及載片標(biāo)簽的圖像。初始的概要圖像可以如以上所描述的那樣被接合在一起。在一個(gè)實(shí)施例中，初始圖像以相對(duì)較大的傳感器至像素比進(jìn)行顯示(傳感器160的多個(gè)像素映射至顯示器120的一個(gè)像素)。所意識(shí)到的是，顯示器120上的像素通常大于傳感器160上的像素。例如，傳感器160上的像素具有5微米量級(jí)的大小，而顯示器120上的像素大小則為0.5毫米的量級(jí)。

在一個(gè)示例中，初始概要圖像以4比1或更大的傳感器至顯示器像素比進(jìn)行顯示。用戶隨后使用鼠標(biāo)1400a來(lái)選擇樣本中的感興趣區(qū)域。用戶隨后能夠進(jìn)行放大以提高該特定點(diǎn)或該特定感興趣區(qū)域的圖像分辨率和/或增加放大率。代表性地，為了在(如以上所描述的由鼠標(biāo)1400a所選擇并且被系統(tǒng)100所定位的)所選擇感興趣區(qū)域進(jìn)行電子放大，用戶指示鼠標(biāo)1400b進(jìn)行放大，并且系統(tǒng)100作為響應(yīng)將傳感器至顯示器像素比例如從4比1向1比1或更大進(jìn)行修改(即，將更少的傳感器像素映射至單個(gè)顯示器像素)。所意識(shí)到而是，隨著單個(gè)傳感器像素被映射至更多的顯示器像素，圖像將針對(duì)用戶表現(xiàn)為隨著感興趣區(qū)域的顯示面積在顯示器120上增大而被放大。用戶能夠以任意所期望的傳感器像素至顯示器像素比率接受并保存圖像。

在一些點(diǎn)，將會(huì)達(dá)到閾值分辨率(例如，1比1的傳感器至顯示器像素比)。如果用戶希望在感興趣區(qū)域上繼續(xù)進(jìn)行放大，則系統(tǒng)100作為響應(yīng)將自動(dòng)從等于或小于1的光學(xué)放大率切換至顯微鏡150中下一個(gè)更高的放大率。在單獨(dú)傳感器與放大光學(xué)器件相關(guān)聯(lián)的實(shí)施例中，系統(tǒng)100將自動(dòng)切換至傳感器165并且將放大光學(xué)成像子系統(tǒng)170定位在感興趣區(qū)域上方。代表性地，當(dāng)利用傳感器160和光學(xué)成像子系統(tǒng)168達(dá)到了圖像的閾值分辨率時(shí)，系統(tǒng)100將進(jìn)行切換以通過(guò)物鏡透鏡1700a來(lái)放大圖像。物鏡透鏡1700a例如為2.5x放大率。

一旦切換至通過(guò)放大光學(xué)成像子系統(tǒng)170捕捉圖像，傳感器至顯示器像素比就將再次以大于1比1的像素比(例如，4比1)作為開始。用戶能夠接受所捕捉的圖像并且保存該所捕捉圖像，或者繼續(xù)放大并且以任意所期望比率接收和保存圖像。繼續(xù)放大同樣最初涉及從大于1比1的傳感器至顯示器像素比向1比1或更大的比率修改傳感器至顯示器像素比。一旦達(dá)到閾值分辨率，系統(tǒng)100就將把物鏡從物鏡1700a改變?yōu)榫哂邢乱粋€(gè)較高光學(xué)放大率的物鏡1700b。在一個(gè)實(shí)施例中，物鏡1700b為20x放大率。繼續(xù)縮放遵循相同的操作。

以上討論涉及指示系統(tǒng)100進(jìn)行電子放大和/或增加放大率的用戶交互。在另一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)100可以自動(dòng)進(jìn)行該操作。例如，系統(tǒng)100可以被配置為執(zhí)行以上操作以捕捉以不同分辨率和/或放大率所保存的圖像。

在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)載片被置于數(shù)字顯微鏡150中時(shí)，系統(tǒng)100立即利用等于或小于1的放大率創(chuàng)建概要圖像。用戶能夠如以上所描述的對(duì)傳感器捕捉來(lái)自載片中的樣本的圖像之處進(jìn)行放大，或者可替換地，用戶能夠通過(guò)告訴系統(tǒng)增加放大率而在樣本的感興趣區(qū)域上捕捉更大的放大率。用戶這樣做的一種方式是通過(guò)使用鼠標(biāo)1400a并選擇概要圖像上的感興趣區(qū)域，并且指示所期望的放大率。在后者的情況下，要意識(shí)到，用戶可以在概要圖像上選擇特定樣本/載片當(dāng)前是否是傳感器160可以針對(duì)其捕捉圖像的載片。例如，在傳感器160當(dāng)前捕捉載片320a(見(jiàn)圖3)的圖像并且用戶想要載片320b的感興趣區(qū)域的放大圖像的情況下，用戶將使用鼠標(biāo)1400a例如利用沿顯示器120一側(cè)的其它載片的縮略圖像而導(dǎo)航至載片320b所呈現(xiàn)的縮略圖像。該縮略圖像可以是圖像或部分圖像的較小呈現(xiàn)，例如使用減少數(shù)量的像素的部分圖像的呈現(xiàn)。用戶隨后可以利用鼠標(biāo)1400a(例如，通過(guò)在其上進(jìn)行點(diǎn)擊)來(lái)選擇載片320b的縮略概要圖像。系統(tǒng)100隨后將在屏幕120上顯示載片320b的概要圖像的較大圖像并且臺(tái)180可以將載片320b移動(dòng)到供傳感器160進(jìn)行圖像捕捉的位置。如果放大圖像被存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)110的存儲(chǔ)器中，則系統(tǒng)100將獲取它并且將其顯示在顯示器120上。然而，如果放大圖像并不存在，則系統(tǒng)100將進(jìn)行生成。所要意識(shí)到，載片320b必須處于數(shù)字顯微鏡150中的載片載體210中。

使用用戶想要載片320b上的部分樣本的放大視圖的示例，載片320b所保存的概要圖像最初將被顯示在顯示器120上。例如，如果用戶想要部分圖像(例如，感興趣區(qū)域)的放大圖像，則用戶可以將鼠標(biāo)1400a拖至顯示器120的期望位置以示出載片320b上樣本并且隨后通過(guò)在鼠標(biāo)1400a上點(diǎn)擊而向系統(tǒng)指示期望放大的區(qū)域。如之前所提到的，可以不保存概要圖像的具體坐標(biāo)系統(tǒng)。然而，系統(tǒng)100了解用戶所選擇的大致位置，因?yàn)槠淞私庥脩粼陲@示器120上的何處進(jìn)行指示(例如，點(diǎn)擊)，其了解概要圖像中個(gè)體像素的大小(例如，50μm×50μm)并且其了解圖像的像素大小(例如，3324×2504像素)。由于系統(tǒng)之前識(shí)別了載片載體210中的載片320b以及載片上樣本的大致位置，所以系統(tǒng)100將大致了解感興趣區(qū)域以捕捉感興趣區(qū)域的放大圖像。類似地，如果之前已經(jīng)保存了包括感興趣區(qū)域的放大圖像，則系統(tǒng)100能夠基于用戶在概要圖像上指示感興趣區(qū)域而獲取該圖像。換句話說(shuō)，通過(guò)概要圖像中的像素位置識(shí)別感興趣區(qū)域的能力不僅應(yīng)用于樣本的概要圖像而且還應(yīng)用于該樣本的任意其它圖像。

在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)100允許用戶在圖像上放置注釋并且保存注釋的位置。例如，用戶可能希望通過(guò)指向感興趣區(qū)域的箭頭(注釋)來(lái)識(shí)別20x圖像中的感興趣區(qū)域。在一個(gè)實(shí)施例中，用戶以20x放大率定位感興趣區(qū)域，隨后將鼠標(biāo)1400a移動(dòng)至期望進(jìn)行注釋的點(diǎn)。用戶向系統(tǒng)100指示其希望在該位置放置注釋或?qū)ο?例如，通過(guò)之前選擇顯示瀏覽器中的圖標(biāo)(在其上點(diǎn)擊))并且點(diǎn)擊鼠標(biāo)1400a以放置注釋。為了放置注釋，系統(tǒng)100必須在20x圖像中定位所述點(diǎn)。類似于在概要圖像中定位點(diǎn)，系統(tǒng)100由于其了解20x的像素分辨率、可以從其確定像素大小(5.4/20×1000＝270nm)的傳感器像素大小(例如，5.4μm×5.4μm)，并且其了解像素?cái)?shù)量(例如，3324×2504像素)，因此能夠找出該點(diǎn)?；谠撔畔?，系統(tǒng)100能夠定位并存儲(chǔ)與20x放大視圖中以及載片的概要圖像中的點(diǎn)(例如，一個(gè)或多個(gè)像素)的位置相關(guān)的信息。

在包括載片的感興趣區(qū)域或點(diǎn)的注釋或?qū)ο蟮妮d片信息被保存在系統(tǒng)100中并且載片從數(shù)字顯微鏡150和載片載體210去除的情況下，系統(tǒng)100也能夠在該載片被重新插入顯微鏡150時(shí)找出感興趣區(qū)域或點(diǎn)。如之前所描述的，存在與臺(tái)180、載片載體210和載片載體210內(nèi)的腔室相關(guān)聯(lián)的誤差公差。當(dāng)載片被去除并且隨后重新插入載片載體210和顯微鏡150中時(shí)，這些誤差公差會(huì)影響注釋與載片上樣本的特定感興趣點(diǎn)或區(qū)域的對(duì)準(zhǔn)。為了應(yīng)對(duì)這種潛在的對(duì)準(zhǔn)誤差，在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)100捕獲載片或部分載片的新圖像并且將該新圖像與所保存的具有注釋的圖像進(jìn)行比較。例如，系統(tǒng)100可以拍攝載片標(biāo)簽或樣本角落的新圖像，并且將該圖像分別覆蓋在所保存的標(biāo)簽或樣本角落的圖像上。如果圖像并未對(duì)準(zhǔn)，則系統(tǒng)100旋轉(zhuǎn)和/或線性定位新圖像直至其對(duì)準(zhǔn)。在進(jìn)行該調(diào)節(jié)時(shí)，系統(tǒng)100存儲(chǔ)與調(diào)節(jié)相關(guān)的信息并且使用該存儲(chǔ)信息來(lái)找出注釋位于新的圖像視圖中的哪里。在簡(jiǎn)單示例中，重新插入載片載體210和顯微鏡150中的載片上的樣本的新圖像被確定為在x方向與包括注釋的載片原始圖像具有3個(gè)像素長(zhǎng)度的差異。當(dāng)在新圖像中指示注釋時(shí)，系統(tǒng)100了解該注釋在舊圖像中的x方向位置并且隨后將注釋向右移動(dòng)三個(gè)像素以在新圖像中定位注釋。

關(guān)于保存圖像(例如，概要圖像、放大圖像)，在一個(gè)實(shí)施例中，保存樣本的單個(gè)組合圖像。在另一實(shí)施例中，保存樣本的圖像層級(jí)。在一個(gè)實(shí)施例中，基于傳感器到顯示器像素比來(lái)創(chuàng)建樣本的圖像層級(jí)。在該實(shí)施例中，該層級(jí)中排名最高的圖像是具有1比1像素比的圖像(將每個(gè)傳感器像素與每個(gè)顯示器像素進(jìn)行映射的全分辨率樣本)。傳感器到顯示器像素比有所增大的一個(gè)或多個(gè)較低排名的圖像(感測(cè)圖像被顯示在顯示器120上以使得一個(gè)傳感器像素被映射到多于一個(gè)的顯示器像素，例如2:1,4:1等)構(gòu)成其余的圖像層級(jí)。全分辨率樣本以及一個(gè)或多個(gè)排名較低的圖像中的每一個(gè)都可以以數(shù)據(jù)集而被存儲(chǔ)在一起。

針對(duì)具有高放大率的物鏡，景深(即，景深(z方向范圍)內(nèi)的對(duì)象)相對(duì)小。z方向范圍很小(例如，1μm)，使得所捕捉的圖像不能在一次圖像捕捉中捕捉到例如具有10μm量級(jí)厚度的樣本中的所有對(duì)象。為了捕捉盡可能多的對(duì)象，在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)100可以通過(guò)景深在不同焦平面捕捉若干圖像。在該實(shí)例中，系統(tǒng)100可以捕捉10幅圖像，其中在每次捕捉之間將臺(tái)180在z方向移動(dòng)1微米。這樣的操作將產(chǎn)生表示樣本的z方向堆疊或z堆疊的10個(gè)圖像平面。

在另一個(gè)實(shí)施例中，可以使用標(biāo)簽圖像針對(duì)每個(gè)載片建立坐標(biāo)系統(tǒng)。在一個(gè)實(shí)施例中，載片標(biāo)簽可以被印刷以多于一個(gè)的可感知斑或點(diǎn)。圖7示出了具有三個(gè)點(diǎn)(點(diǎn)4500a、點(diǎn)4500b、點(diǎn)4500c)的載片標(biāo)簽的實(shí)施例。傳感器160或傳感器165可以感知這些點(diǎn)，并且在感知了它們的情況下，系統(tǒng)100能夠確定每個(gè)點(diǎn)的像素位置以及每個(gè)點(diǎn)之間的像素?cái)?shù)量。通過(guò)關(guān)聯(lián)相鄰標(biāo)簽450的圖像440，系統(tǒng)100能夠基于其距離一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)的x和y距離來(lái)定位圖像440上的任意位置。

在一個(gè)實(shí)施例中，如果有的話，包括樣本的所保存圖像或圖像層級(jí)、z堆疊、該圖像的坐標(biāo)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集以及單獨(dú)保存的標(biāo)簽圖像在計(jì)算機(jī)100的存儲(chǔ)器中被整合。這樣的數(shù)據(jù)集還可以包含評(píng)論或注釋(包括由用戶在圖像上進(jìn)行的標(biāo)注)和標(biāo)簽內(nèi)容(例如，標(biāo)簽的解釋)。

已經(jīng)對(duì)系統(tǒng)100的某些組件進(jìn)行了描述，現(xiàn)在將對(duì)操作給出簡(jiǎn)要描述。在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)100的使用是軟件驅(qū)動(dòng)的。換句話說(shuō)，在計(jì)算機(jī)100中提供有包含程序指令的機(jī)器或計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，當(dāng)被執(zhí)行時(shí)，該程序指令將實(shí)施所描述的各種操作方法。

在一個(gè)實(shí)施例中，圖8圖示了一種操作方法。將參考系統(tǒng)100的部件和各種截屏對(duì)方法500進(jìn)行描述，在一個(gè)實(shí)施例中，上述截屏在顯示器120上顯示。

作為開始，載片載體210可以被裝載到數(shù)字顯微鏡150中并且被置于臺(tái)180上。傳感器可以被定位在臺(tái)180上以感測(cè)載片載體。計(jì)算機(jī)110對(duì)這樣的傳感器進(jìn)行響應(yīng)。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)計(jì)算機(jī)110感測(cè)到臺(tái)180上的載片載體210時(shí)，系統(tǒng)100具有三種模式：直播模式；掃描模式；和觀看模式。直播模式和觀看模式由于它們包括用戶交互而是交互模式。掃描模式可以交互操作或者利用用于掃描(保存)圖像的具體預(yù)定參數(shù)或配置全自動(dòng)操作。例如，在掃描模式中，(多個(gè))載片可以被裝載到載片載體上并且被插入數(shù)字顯微鏡，并且該系統(tǒng)將感測(cè)并保存載片上的樣本的一個(gè)或多個(gè)圖像。

圖9示出了系統(tǒng)100的顯示器120的截屏示例。這是用戶能夠選擇直播模式、掃描模式或觀看模式的登錄屏幕的示例。登錄屏幕還可以通過(guò)選擇“設(shè)置”640而包括輸入或修改儀器基本設(shè)置的機(jī)會(huì)以及通過(guò)選擇“退出”650而退出系統(tǒng)的機(jī)會(huì)。

在用戶通過(guò)選擇“直播”610而挑選了直播模式的示例中，計(jì)算機(jī)110將指示數(shù)字顯微鏡150將載片載體210移動(dòng)至裝載位置，諸如通過(guò)將載片載體210延伸至儀器之外以便其可被用戶所使用(accessible)。此時(shí)，當(dāng)載片載體210可使用時(shí)，計(jì)算機(jī)110可以指示載片載體可以從數(shù)字顯微鏡150去除并且裝載以一個(gè)或多個(gè)載片。對(duì)此進(jìn)行指示的一種方式是通過(guò)監(jiān)視器120上的聲明(圖8，框505)。

在載片載體210具有四個(gè)載片腔室(載片腔室220a、220b、220c和220d)的實(shí)施例中，用戶可以將多達(dá)四個(gè)載片放置在載片載體210上。在將一個(gè)或多個(gè)載片放在載片載體210上之后，載體被載入儀器之中并且該儀器將載體拉入并且感測(cè)其存在和位置(圖8，框510)。

一旦載片載體210被置于數(shù)字顯微鏡150以內(nèi)，系統(tǒng)100就確定插入載片腔室220a、220b、220c和/或220d中的載片的數(shù)量和位置(圖8，框515)。系統(tǒng)100選擇用于成像的每個(gè)載片(框520，圖8)。系統(tǒng)100隨后將所選擇的載片和傳感器160/光學(xué)成像子系統(tǒng)168對(duì)準(zhǔn)(圖8，框520)。如果所選擇的載片已經(jīng)被重新插入儀器并且需要關(guān)聯(lián)之前會(huì)議(session)的信息，則系統(tǒng)100確定將所選擇載片關(guān)于之前的會(huì)議進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和位移。在一個(gè)實(shí)施例中，感測(cè)器160最初感測(cè)每個(gè)載片上的樣本的一個(gè)或多個(gè)圖像(在不進(jìn)行放大的情況下，或者是利用小于1的放大率進(jìn)行放大的情況下)(圖8，框530)。所感測(cè)圖像連同單獨(dú)感測(cè)的載片上的標(biāo)簽的圖像隨后可以被顯示(圖8，框535)。隨后取得所有插入載片及其標(biāo)簽的低分辨率概要圖像。

圖10中的截屏是選擇載片的圖形用戶界面(gui)的實(shí)施例。在gui標(biāo)題欄710中，圖示了工作流程的步驟并且對(duì)當(dāng)前步驟(“載片選擇”)進(jìn)行高亮顯示。在這些標(biāo)簽的右側(cè)(如所看到的)，標(biāo)題欄包括在工作流程內(nèi)進(jìn)行移動(dòng)(按鈕715)、退出載片載體(按鈕720)或獲得幫助(按鈕725)的控制。

屏幕700的主要部分730被劃分為載片選擇部分740、概略資料選擇部分740和載片信息部分760。載片選擇部分740示出了載片載體180(見(jiàn)圖2)的略圖。在載片載體180的被占據(jù)腔室中，能夠看到載片腔室220a、220b、220c和220d(見(jiàn)圖2)中的載片的各自的概要圖像770a、770b、770c和770d以及相應(yīng)載片的標(biāo)簽。該gui允許用戶選擇并分組相關(guān)載片。在一個(gè)實(shí)施例中，被分組載片被掃描并同時(shí)進(jìn)行顯示。該特征允許用戶例如將相同群組的不同載片的結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較。載片群組可以被稱作案例。在“直播模式”中，用戶能夠向案例添加預(yù)先掃描的所存儲(chǔ)載片。例如，除了數(shù)字顯微鏡150內(nèi)的載片載體180上出現(xiàn)的任意載片之外，系統(tǒng)100的計(jì)算機(jī)110可以存儲(chǔ)之前所捕捉(保存)的圖像(例如，概要圖像、放大圖像)，這些圖像被稱作不再呈現(xiàn)的掃描圖像。

參考該gui的概略資料選擇部分750，該選擇允許用戶針對(duì)具體染色劑，或者在使用熒光染色圖像的實(shí)施例中針對(duì)熒光編號(hào)，選擇作為優(yōu)化和定制圖像獲取的具體的預(yù)定掃描概略資料。例如，針對(duì)h&e染色劑的具體概略資料可能是20x圖像。部分750允許用戶選擇工具欄并且提供以20x視圖和掃描的選擇。載片和標(biāo)簽信息被呈現(xiàn)在載片信息部分760中，并且在一個(gè)實(shí)施例中，提供與患者以及(樣本在為顯微鏡分析而制備時(shí)所經(jīng)受的)(多個(gè))處理步驟相關(guān)的識(shí)別信息。

參考圖10中的截屏，要進(jìn)行的選項(xiàng)包括開始單個(gè)載片或一組載片的“直播模式”或者退出載片載體(載片載體180)。在“直播模式”中，載片或載片組另外的圖像(例如，放大圖像)可以被掃描和/或捕捉(保存)。

在用戶選擇了“直播模式”的情況下，用戶可以基于所顯示的概要圖像而選擇特定的一個(gè)或多個(gè)載片(圖8，框540)。圖11和12示出了典型的用戶界面屏幕。圖11示出了具有單個(gè)圖像或掃描的屏幕，而圖12則示出了三個(gè)不同圖像或掃描的視圖。圖11中的圖像是直播圖像(如所看到的，右上角指示以視頻圖標(biāo))。該屏幕被劃分為不同區(qū)域。上方兩個(gè)圖像(如所看到的)是直播圖像(見(jiàn)視頻圖標(biāo))而下方圖像則是保存(掃描)圖像(見(jiàn)相機(jī)圖標(biāo))。系統(tǒng)100能夠示出所保存的組織圖像(組織掃描)以及處于數(shù)字顯微鏡150中的載片的直播圖像以及預(yù)先掃描載片的所存儲(chǔ)的組織掃描。在一個(gè)實(shí)施例中，針對(duì)數(shù)字顯微鏡150中出現(xiàn)的載片的“直播”圖像，傳感器160以若干圖像/秒的速率連續(xù)獲取(刷新)顯微鏡當(dāng)前位置的圖像(圖8，框545)。例如，如果傳感器最后感測(cè)到載片腔室220a中的載片上的樣本并且用戶或系統(tǒng)100還沒(méi)有指示進(jìn)一步的活動(dòng)，則傳感器160將保持處于載片腔室220a中的載片上并且例如以6幅圖像/秒的速率刷新該圖像。在一個(gè)實(shí)施例中，僅刷新圖像的樣本而并不刷新相關(guān)聯(lián)的標(biāo)簽。雖然圖11示出了單個(gè)掃描且圖12示出了三個(gè)掃描，但是同時(shí)能夠觀看多達(dá)16個(gè)掃描。在這樣的情況下，視圖被劃分以示出所有所選擇的掃描。在另一個(gè)實(shí)施例中，來(lái)自案例的圖像能夠被顯示在多于一個(gè)的屏幕上。

經(jīng)由日志(journal)中的選擇可以添加視圖以及從屏幕去除視圖。日志是案例中所有對(duì)象的集合并且能夠在屏幕右手側(cè)找到。與此同時(shí)，僅有一個(gè)視圖是活躍的。所有控制都反映活躍視圖的設(shè)置。任意操作將僅對(duì)該具體圖像有所影響。來(lái)自其它掃描的圖像被“冷凍”。為了將焦點(diǎn)切換至另一載片，用戶需要在所顯示圖像或日志中的標(biāo)簽之一上進(jìn)行點(diǎn)擊。

在圖11和12分別所示的截屏的標(biāo)題欄810和810中，系統(tǒng)100給出了以下控制：

在每個(gè)圖形中，可以顯示圖像放大、刻度指示器和焦點(diǎn)控制。

圖11以2.5x放大示出了單個(gè)圖像。用戶能夠通過(guò)在區(qū)域(例如見(jiàn)掃描1、區(qū)域1、區(qū)域2)上調(diào)遣鼠標(biāo)1400a或1400b來(lái)指示感興趣區(qū)域或所期望的掃描。圖12以20x示出了三個(gè)區(qū)域。

使用鍵盤130、鼠標(biāo)1400a或3d鼠標(biāo)1400b，用戶能夠在掃描圖像數(shù)據(jù)內(nèi)進(jìn)行導(dǎo)航(圖8，框550)?？梢杂幸韵聞?dòng)作：

每個(gè)視圖都能夠以全屏模式進(jìn)行觀看。在該模式中，整個(gè)屏幕都被視圖所覆蓋。僅在圖像中顯示圖像的放大率、刻度指示符以及導(dǎo)航控制。用戶能夠通過(guò)選擇(按壓)鍵盤130上的“esc”按鍵離開該全屏觀看模式。

在導(dǎo)航期間的任意時(shí)刻，用戶可以保存所顯示的圖像(圖8，框860)。

在圖11和12中的gui的右手側(cè)，顯示器120示出了導(dǎo)航控制850/950、日志860/960以及圖像參數(shù)控制870/970。

導(dǎo)航控制850/950示出了活動(dòng)載片的概要圖像?？刂浦甘境隽嘶钴S視圖(例如，能夠以所期望刷新率進(jìn)行刷新的直播圖像)的位置。通過(guò)在控制上進(jìn)行點(diǎn)擊，可以移動(dòng)該位置?？刂七€指示已經(jīng)被添加至載片的注釋和掃描的位置。

日志860/960處于導(dǎo)航控制850/950以下。日志860/960表示案例的結(jié)構(gòu)。在一個(gè)實(shí)施例中，日志860/960包含案例中所有載片的載片信息、注釋和評(píng)論?？梢蕴硌b載片以及從案例中去除載片。載片被分組為兩個(gè)部分。在列表上部，能夠找到儀器中的載片。用戶能夠現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)這些載片。在這種情況下，用戶能夠通過(guò)掃描載片的所選擇區(qū)域而向這些載片添加掃描。在列表下部(如所看到的)，呈現(xiàn)出來(lái)自計(jì)算機(jī)中的存儲(chǔ)器的預(yù)先掃描載片。

在日志860/960的結(jié)構(gòu)中，每個(gè)載片缺省地具有三個(gè)對(duì)象：標(biāo)簽圖像、載片信息和概要圖像。用戶能夠向日志添加另外的對(duì)象(注釋、評(píng)論、書簽和高分辨率掃描)。用戶能夠在日志860/960中選擇條目之一以跳轉(zhuǎn)至具體圖像位置。

在一個(gè)實(shí)施例中，日志860/960將是對(duì)具體區(qū)域進(jìn)行評(píng)估或創(chuàng)建所考慮案例的報(bào)告的起始點(diǎn)。日志860/960還包含“保存會(huì)議”按鈕。通過(guò)選擇該按鈕，系統(tǒng)將會(huì)議(包括所有載片、注釋和設(shè)置)保存在計(jì)算機(jī)110中的存儲(chǔ)器中。文件包含日志中所定義的標(biāo)簽、概要圖像和高分辨率掃描。用戶能夠在隨后恢復(fù)該會(huì)議。

在一個(gè)實(shí)施例中，圖像參數(shù)控制870/970處于圖11和圖12的日志860/960下面。圖像參數(shù)控制870/970允許獲取相機(jī)參數(shù)(曝光時(shí)間、相機(jī)增益等)以及將要修改的圖像設(shè)置(亮度、對(duì)比度、顏色平衡、黑/白平衡、圖像過(guò)濾器(銳度等))。用戶能夠保存設(shè)置，例如具體染色劑。隨后，用戶能夠訪問(wèn)這些設(shè)置而無(wú)需展開控制。

在圖像參數(shù)的任選修改之后，用戶可以保存該會(huì)議。用戶還可以中止會(huì)議，如果用戶決定中止會(huì)議，則用戶離開直播模式。如果用戶已經(jīng)修改了日志860/960中的條目，其還沒(méi)有被保存，則系統(tǒng)100將詢問(wèn)用戶是否想要保存會(huì)議。隨后，系統(tǒng)100移動(dòng)至“載片(組)選擇”屏幕。用戶能夠以下一個(gè)(多個(gè))載片繼續(xù)。

如果用戶在直播模式中定義了高分辨率掃描區(qū)域，則訪問(wèn)高分辨率掃描功能。在掃描開始之前，用戶選擇掃描參數(shù)(分辨率、獲取參數(shù)和z堆疊參數(shù))。圖13示出了顯示器120上的截屏的實(shí)施例，其中建立了掃描參數(shù)。用戶能夠命名所述掃描并關(guān)于其進(jìn)行評(píng)論。在區(qū)域1020中，用戶能夠選擇掃描顯示模式。掃描顯示模式描述系統(tǒng)100將如何在掃描期間示出單個(gè)相機(jī)視場(chǎng)或單元區(qū)。用戶能夠遵循逐個(gè)單元區(qū)的掃描或者在其構(gòu)建的同時(shí)觀看整個(gè)掃描。在后者的情況下，用戶能夠在掃描期間所記錄的圖像數(shù)據(jù)中進(jìn)行搖攝和縮放。

在高分辨率掃描開始之后，系統(tǒng)100移動(dòng)至高分辨率掃描顯示。圖14示出了高分辨率掃描顯示的實(shí)施例的截屏。根據(jù)所選擇的顯示模式，系統(tǒng)100示出當(dāng)前單元區(qū)或整個(gè)掃描區(qū)域1110。在后者的情況下，用戶能夠在屏幕構(gòu)建的同時(shí)在所記錄數(shù)據(jù)內(nèi)進(jìn)行縮放和搖攝。高分辨率掃描顯示還指示掃描屏幕的進(jìn)展1120。

在高分辨率掃描之后，系統(tǒng)100自動(dòng)返回至“直播模式”屏幕。所完成的掃描被插入日志并且位于相對(duì)應(yīng)的載片下。

在另一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)100能夠被指示以執(zhí)行多個(gè)載片的掃描，諸如載片載體180中的每個(gè)載片的高分辨率掃描。在載片載體180保持四個(gè)載片的實(shí)施例中，用戶將多達(dá)四個(gè)載片放置在載片載體180上并且將載體插入數(shù)字顯微鏡150。數(shù)字顯微鏡150拉入載片載體180并且確定載片載體的類型、載片數(shù)量及其位置。例如，與外部載片裝載器相結(jié)合，可以進(jìn)行多于四個(gè)載片的自動(dòng)掃描。在該情況下，系統(tǒng)100將與載片裝載器進(jìn)行通信以使得所要掃描的載片被自動(dòng)裝載并獲取。例如，可商業(yè)獲得的載片裝載器能夠與數(shù)字顯微鏡150相關(guān)聯(lián)。這樣的載片裝載器被配置為接收并傳輸載片、因此，載片裝載器的傳輸機(jī)構(gòu)能夠?qū)⒁粋€(gè)或多個(gè)載片裝載到載片載體210上，并且與數(shù)字顯微鏡150相關(guān)聯(lián)或與之連接的傳輸機(jī)構(gòu)(例如，拾取和放置機(jī)器人手爪)能夠在掃描之后將載片返回至載片裝載器。傳輸、掃描和成像的控制可以由控制器110進(jìn)行控制。

在自動(dòng)或反射成像模式中，系統(tǒng)100可以被指示以獲取整個(gè)載片或載片的所選擇區(qū)域的掃描，這能夠在用戶進(jìn)行選擇后立即進(jìn)行或者在后面的時(shí)間進(jìn)行。反射成像模式中的載片掃描通過(guò)自動(dòng)載片裝載器而得以得到促進(jìn)。此外，為了選擇完整或部分的載片掃描，用戶可以選擇掃描參數(shù)，諸如但并不局限于放大率和z堆疊。此外，用戶能夠選擇多于一個(gè)的不同放大率的掃描或者使用其它用戶定義參數(shù)。可以將缺省掃描參數(shù)編程到系統(tǒng)100中以反映臨床醫(yī)生和/或組織類型之間的差異。在這種情況下，載片或載片組的反射成像的完成可以被自動(dòng)以信號(hào)通知給一個(gè)或多個(gè)設(shè)備，例如經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)連接145，以及被通知給計(jì)算機(jī)110以使得能夠進(jìn)行案例的快速簽退(見(jiàn)圖1)。

系統(tǒng)100向用戶給出針對(duì)掃描分辨率的選擇以及諸如以上在直播模式中所描述的預(yù)定義圖像參數(shù)集合。此外，用戶能夠定義z堆疊參數(shù)(平面數(shù)量、平面之間的距離以及距焦點(diǎn)平面的焦點(diǎn)偏移量)。

用戶能夠修改保存參數(shù)(文件名和掃描目錄)。系統(tǒng)設(shè)置中定義有缺省參數(shù)。在文件名的情況下，用戶能夠使用標(biāo)簽內(nèi)容或者定義文件名。在一個(gè)實(shí)施例中，如果名稱以被定義，則系統(tǒng)100將加上累進(jìn)數(shù)字以在載片之間進(jìn)行區(qū)分。

限定以了掃描參數(shù)之后，系統(tǒng)100開始逐個(gè)載片地對(duì)載片載體180進(jìn)行掃描。對(duì)于每個(gè)載片，取得低分辨率概要圖像和標(biāo)簽圖像。在針對(duì)每個(gè)載片捕捉了概要和標(biāo)簽圖像之后，系統(tǒng)100將捕捉高分辨率圖像。在一個(gè)實(shí)施例中，顯示器120上的gui將改變?yōu)榈谝桓叻直媛蕭呙杵聊?。系統(tǒng)100可以對(duì)當(dāng)前載片的概要和標(biāo)簽圖像進(jìn)行描繪。其自動(dòng)識(shí)別載片上的組織區(qū)域并且在概要圖像中指示所檢測(cè)的組織區(qū)域。隨后，確定載片上的組織區(qū)域的焦平面。這些步驟的進(jìn)展在屏幕上進(jìn)行指示。

在一個(gè)實(shí)施例中，在所檢測(cè)組織區(qū)域的實(shí)際掃描期間，系統(tǒng)100在一個(gè)實(shí)施例中根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置而在顯示器120上顯示當(dāng)前掃描位置的圖像或者示出在其中構(gòu)建圖像的整個(gè)當(dāng)前掃描區(qū)域。

針對(duì)載片所掃描的高分辨率圖像被存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)110的存儲(chǔ)器中并且隨后可以由用戶使用觀看模式來(lái)訪問(wèn)。在載片上的所有組織區(qū)域都被掃描之后，系統(tǒng)100進(jìn)行下一個(gè)載片。在所有載片都被掃描之后，系統(tǒng)100退出載片載體180并且移動(dòng)至登錄屏幕。

在觀看模式中，用戶能夠獲取并觀看之前所掃描樣本(載片)的所存儲(chǔ)圖像，包括可以構(gòu)成案例的多個(gè)載片。以這種方式，用戶能夠從直接連接至計(jì)算機(jī)110和光學(xué)顯微鏡150的顯示器120觀看圖像。可替換地，通過(guò)內(nèi)聯(lián)網(wǎng)/互聯(lián)網(wǎng)連接145(圖1)，用戶能夠訪問(wèn)系統(tǒng)100的存儲(chǔ)器并且遠(yuǎn)程觀看圖像。系統(tǒng)100的企聯(lián)網(wǎng)/互聯(lián)網(wǎng)連接145還允許圖像從一個(gè)位置被發(fā)送至另一個(gè)位置(例如，經(jīng)由電子郵件)。

在之前的詳細(xì)描述中，參考其具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述。然而，將會(huì)顯而易見(jiàn)的是，可以對(duì)其進(jìn)行各種修改和變化而并不背離如權(quán)利要求中所給出的本發(fā)明的較寬泛精神和范圍。因此要以說(shuō)明性而非限制性的含義來(lái)看待說(shuō)明書和附圖。