基于显微镜的数字切片自动扫描装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了基于显微镜的数字切片自动扫描装置，包括三目显微镜，该三目显微镜具有两个观察目镜和一个扫描目镜，该扫描目镜上安装有数码相机，该三目显微镜还安装有调焦旋钮，该调焦旋钮连接有Z轴电机；自动载物台，可拆卸地安装于三目显微镜上，该自动载物台上设置有X轴电机和Y轴电机；自动载物台控制器，与所述X轴电机、Y轴电机和Z轴电机相连；计算机，与所述数码相机、自动载物台控制器相连。本实用新型采用高精度的自动载物台与高速面阵数码相机，可实现对病理切片的快速数字化成像并进行高精度全景显微图像拼接，保证了数字切片扫描成像质量的同时进一步提升了基于显微镜的数字切片扫描装置的成像速度。
【专利说明】基于显微镜的数字切片自动扫描装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及数字病理学领域，涉及整个病理玻片的数字化扫描，尤其涉及一种基于显微镜的数字切片自动扫描装置。
【背景技术】
[0002]随着信息技术在医学领域的发展应用，数字病理学将病理学发展的重要方向之一。数字病理切片可使病理资源数字化、网络化，实现可视化数据的永久储存和不受时间空间限制的同步浏览，将在病理临床诊断、病理学教学及病理科研等领域发挥愈加重要的作用。
[0003]现有技术所公开的数字切片扫描系统要么扫描速度慢，扫描图像质量不能满足临床诊断要求，要么产品价格高昂，使得有较大需求的中低端医疗服务机构或者用户难以接受，最终阻碍了数字病理相关产品在国内市场的推广和应用。
实用新型内容
[0004]为解决以上问题，本实用新型提供了一种高速、自动、清晰且全景显微拍摄图像的基于显微镜的数字切片自动扫描装置。
[0005]本实用新型提供的基于显微镜的数字切片自动扫描装置，包括:
[0006]三目显微镜，该三目显微镜具有三个目镜，包括两个用于人眼观察的观察目镜和一个用于扫描的扫描目镜，该三目显微镜还安装有调焦旋钮，该调焦旋钮连接有Z轴电机；
[0007]数码相机，安装于所述扫描目镜处；
[0008]自动载物台，可拆卸地安装于三目显微镜上，用于沿X轴、Y轴和Z轴方向移动，该自动载物台上设置有X轴电机和Y轴电机；
[0009]自动载物台控制器，与所述X轴电机、Y轴电机和Z轴电机相连；
[0010]计算机，与所述数码相机、自动载物台控制器相连。
[0011]本技术方案中自动载物台的控制元件一自动载物台控制器与计算机相连，可由计算机上设计的程序控制自动载物台运作，达到在自动载物台与数码相机的配合下进行全景显微图像拼接成像。
[0012]本技术方案中计算机与数码相机相连，可获取所述数码相机拍摄到的高清数字图像；计算机与载物台控制器相连，可控制载物台控制器的运作，进而控制X轴电机、Y轴电机和Z轴电机的运作，进而控制自动载物台的X、Y、Z轴运动。
[0013]进一步的，所述扫描目镜是用于病理玻片数字成像的扫描目镜。
[0014]本技术方案中具体描述了本实用新型使用扫描目镜是为了对病理玻片进行数字成像。
[0015]进一步的，所述数码相机与扫描目镜的连接为卡槽连接或螺纹连接。
[0016]本技术方案中具体描述了数码相机与扫描目镜的连接方式。
[0017]进一步的，所述数码相机为高速面阵数码相机，通过USB3.0连接线与计算机连接，该高速面阵数码相机的帧频为100帧以上。
[0018]本技术方案中采用的高速面阵数码相机可使全景显微成像的速度大大提高，大大提高了本实用新型的使用效率。
[0019]进一步的，所述自动载物台通过卡槽连接可拆卸地安装于三目显微镜上。
[0020]本技术方案中具体描述了自动载物台与三目显微镜的连接方式。
[0021]进一步的，所述自动载物台沿X轴、Y轴方向重复定位精度小于I μ m，沿Z轴方向重复定位精度小于0.1 μ m。
[0022]本技术方案使自动载物平台的移动更加精确，最后形成的全景图的拼接更加自然、真实。
[0023]进一步的，所述自动载物台控制器与X轴电机、Y轴电机和Z轴电机均通过RS232连接线相连。
[0024]本技术方案中具体描述了自动载物台控制器与X轴电机、Y轴电机和Z轴电机之间的连接方式。
[0025]进一步的,所述自动载物台上固连有聚焦套筒,所述调焦旋钮与Z轴电机通过聚焦套筒连接。
[0026]本技术方案中具体描述了调焦旋钮与Z轴电机的连接方式，Z轴电机通过聚焦套筒控制调焦旋钮的转动，实现目镜对载物台上玻片样本区域的自动聚焦，保证目镜采集的画面清晰。
[0027]本实用新型进行自动扫描的方法步骤为:
[0028]I)将放有切片样品的载玻片放置在自动载物台上并固定；
[0029]2)采用低倍率物镜扫描载玻片上的切片样品，通过高速面阵数码相机的数据传递，在计算机上显示得到的初始切片样品全景图；
[0030]3)在初始切片样品全景图上选取待测区域，确定初始移动点后，转成高倍率物镜在待测区域内确定自动聚焦点，设置聚焦路径；
[0031]4)通过自动载物台带动放有切片样品的载玻片沿XY轴方向逐幅移动，同时由自动对焦控制器调节自动载物台在X轴方向的位置，以使切片样品位于物镜的焦平面内；
[0032]5)在步骤4)的处理过程中，由高速面阵数码相机将拍摄到的图像传递至计算机内，生成数字化图像，并将每次生成的数字化图像与前一幅生成的数字化图像进行拼接成数字化全景图像；
[0033]6)如果自动载物台在XY轴方向未移动完毕，则重复步骤3)至步骤5)，直至自动载物台在XY轴方向移动完毕，当自动载物台在XY轴方向移动完毕后，输出得到拼接完成的切片样品完整数字切片。
[0034]本实用新型提供的基于显微镜的数字切片自动扫描装置采用高精度的自动载物台与高速面阵数码相机，可实现对病理切片的快速数字化成像并进行高精度全景显微图像拼接，保证了数字切片扫描成像质量的同时进一步提升了基于显微镜的数字切片扫描装置的成像速度；此外，采用了基于USB3.0数据传输技术结合高帧频面阵数码相机，使得产品的成本大幅度下降，可进一步推广数字病理产品的应用与发展。
【专利附图】
【附图说明】
[0035]图1为本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0036]为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
[0037]实施例1
[0038]如图1所示，本实施例提供的基于显微镜的数字切片自动扫描装置，包括三目显微镜1，该三目显微镜I具有三个目镜，包括两个用于人眼观察的观察目镜2和一个用于病理玻片数字成像的扫描目镜3，该扫描目镜3处卡槽连接或螺纹连接安装有高速面阵数码相机4 ;该三目显微镜I上还安装有自动载物台5和调焦旋钮6，其中自动载物台5卡槽连接在三目显微镜I上，该自动载物台5上设置有X轴电机7和Y轴电机8，X轴电机7用于控制自动载物台5沿X轴运动，Y轴电机8用于控制自动载物台5沿Y轴运动，重复定位精度均为0.7 μ m ;该调焦旋钮6通过聚焦套筒12连接有Z轴电机9，该Z轴电机9用于控制自动载物台5沿Z轴运动，重复定位精度为0.07 μ m ;该X轴电机7、Y轴电机8和Z轴电机均通过RS232连接线连接自动载物台控制器11 ;该高速面阵数码相机4通过USB3.0连接线与计算机连接，该高速面阵数码相机的帧频为120帧，该载物台控制器11通过线路也与计算机10相连。
[0039]本实施例中计算机10与高速面阵数码相机4相连，可将所述高速面阵数码相机4拍摄到的图像显示出来；计算机10与载物台控制器11相连，可通过控制自动载物台控制器，进而控制X轴电机7、Y轴电机8和Z轴电机9的运作，其中X轴电机7、Y轴电机8可控制自动载物台5进行X轴、Y轴方向的移动，Z轴电机可控制调焦旋钮6的转动，进而控制聚焦套筒12推动自动载物台5进行Z轴方向的移动；最终控制目镜对载物台上物体的聚焦，保证目镜采集的画面清晰。
[0040]本实施例提供的基于显微镜的数字切片自动扫描装置采用高精度的自动载物台与高速面阵数码相机，可实现对病理切片的快速数字化成像并进行高精度全景显微图像拼接，保证了数字切片扫描成像质量的同时进一步提升了基于显微镜的数字切片扫描装置的成像速度；此外，采用了基于USB3.0数据传输技术结合高帧频面阵数码相机，使得产品的成本大幅度下降，可进一步推广数字病理产品的应用与发展。
【权利要求】
1.基于显微镜的数字切片自动扫描装置，其特征在于，包括: 三目显微镜，该三目显微镜具有三个目镜，包括两个用于人眼观察的观察目镜和一个用于扫描的扫描目镜，该三目显微镜还安装有调焦旋钮，该调焦旋钮连接有Z轴电机； 数码相机，安装于所述扫描目镜处； 自动载物台，可拆卸地安装于三目显微镜上，用于沿X轴、Y轴和Z轴方向移动，该自动载物台上设置有X轴电机和Y轴电机； 自动载物台控制器，与所述X轴电机、Y轴电机和Z轴电机相连； 计算机，与所述数码相机、自动载物台控制器相连。
2.根据权利要求1所述的基于显微镜的数字切片自动扫描装置，其特征在于:所述扫描目镜是用于病理玻片数字成像的扫描目镜。
3.根据权利要求1所述的基于显微镜的数字切片自动扫描装置，其特征在于:所述数码相机与扫描目镜的连接为卡槽连接或螺纹连接。
4.根据权利要求1所述的基于显微镜的数字切片自动扫描装置，其特征在于:所述数码相机为高速面阵数码相机，通过USB3.0连接线与计算机连接，该高速面阵数码相机的帧频为100帧以上。
5.根据权利要求1所述的基于显微镜的数字切片自动扫描装置，其特征在于:所述自动载物台通过卡槽连接可拆卸地安装于三目显微镜上。
6.根据权利要求1所述的基于显微镜的数字切片自动扫描装置，其特征在于:所述自动载物台沿X轴、Y轴方向重复定位精度小于I μ m，沿Z轴方向重复定位精度小于0.1 μ m。
7.根据权利要求1所述的基于显微镜的数字切片自动扫描装置，其特征在于:所述自动载物台控制器与X轴电机、Y轴电机和Z轴电机均通过RS232连接线相连。
8.根据权利要求1所述的基于显微镜的数字切片自动扫描装置，其特征在于:所述自动载物台上固连有聚焦套筒，所述调焦旋钮与Z轴电机通过聚焦套筒连接。
【文档编号】G02B21/36GK204065550SQ201420420879
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年7月29日 优先权日:2014年7月29日
【发明者】叶志前, 姜磊, 王鑫鑫 申请人:杭州卓腾信息技术有限公司