一种智能全自动病理切片机的制作方法

本发明属于医疗器械技术领域，具体涉及一种智能全自动病理切片机。

背景技术：

病理切片即组织切片在现代医学的疾病诊断中有着非常重要的作用，通过病理切片诊断疾病要求病理切片越薄诊断越准确。而病理切片机是制备病理切片的关键设备，因而要求病理切片机的制造精度越来越高。申请人通过对多所大医院应用病理切片机的回访，回访反馈意见要求对于病理切片厚度：0.5µm～100µm范围可调，从而相应要求病理切片机技术指标:①切片机的切片精度≤10%；a、伸缩筒与机座径向配合间隙0.018～0.025mm；b、装配后的导轨平行间隙≤0.01mm；c、丝杆与螺母的径向配合间隙0.03～0.045mm。②刀片座机构的重复定位精度（锁紧）≤0.015mm；③刀片座与压刀板压紧后的缝隙厚薄差≤0.012mm；④手轮的轴向跳动≤0.1mm，径向跳动≤0.05mm。以上的相应要求病理切片机技术指标现有技术的病理切片机是无法达到的，究其原因之一是现有的病理切片机仅停留在由人工操作的机械化水平上，自动化程度不高，更没有提升到智能化，因此，它缺乏病理切片机运行过程中的自动监测反馈自动控制功能。

另外，随着人民生活水平的提高，人口老龄化进程加快，而老龄人患癌症的概率高，所以患癌症的病人逐年在增加，因此医院病理科室的制作组织切片工作量越来越繁重，操作的医务人员对病理切片机的智能化、自动化的要求也越来越迫切。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种智能全自动病理切片机，它设有一自动控制装置及与自动控制装置相连的标本组织自动前后水平进给机构、标本组织自动垂直升降机构、刀片座架自动横向移动机构、随时拍摄标本组织与刀片座架上的刀片间距并反馈回自动控制装置的摄像头，实现了整个病理切片过程的自动化、可视化、智能化，从而使制作出的病理切片厚度达到0.5µm～100µm范围可调，而且极大提高了工作效率，大幅度降低了病理切片机操作医务人员的劳动强度和工作量。

上述的发明目的是通过以下技术方案实现的：一种智能全自动病理切片机，它包括底座，底座上的刀片座架自动横向移动机构，外壳罩，其要点在于，底座上还设有自动控制装置、标本组织自动前后水平进给机构、标本组织自动垂直升降机构，自动控制装置与刀片座架自动横向移动机构、标本组织自动前后水平进给机构、标本组织自动垂直升降机构相连接；自动控制装置还与一操纵杆相连接；外壳罩上设有与自动控制装置相连的能在其上面进行触摸操作设置、触摸操作、显示病理切片机运行状态和运行参数的触摸屏，外壳罩上设有与自动控制装置相连的通过人们语言操作病理切片机的语音传感器、随时拍摄装在包埋框上的标本组织与装在刀片座架自动横向移动机构上的刀片间距并转输给自动控制装置的摄像头。

作为优选，所述的标本组织自动前后水平进给机构包括步进电机a或伺服电机a、及由步进电机a或伺服电机a驱动的前后水平进给伸缩筒，前后水平进给伸缩筒头部设有可安装标本组织的包埋框固定座；前后水平进给伸缩筒内部设有由步进电机或伺服电机a驱动的滚珠丝杠螺母副；步进电机a或伺服电机a与自动控制装置连接。

作为优选，所述的标本组织自动垂直升降机构包括与标本组织自动前后水平进给机构连接并驱动标本组织自动前后水平进给机构垂直升降的曲柄连杆机构、驱动曲柄连杆机构的传动轴、通过手动驱动传动轴并装在传动轴上的大手轮、通过自动驱动传动轴并装在传动轴上的同步带传动副、驱动同步带传动副的伺服电机或步进电机b；大手轮装有手柄；伺服电机或步进电机b与自动控制装置连接。

作为优选，所述的刀片座架自动横向移动机构它包括刀片座架，底座和刀片座架上设有刀片座架沿底座自动横向移动机构，所述的自动横向移动机构是在底座上设有导轨槽，刀片座架上对应底座上的导轨槽设有导轨，底座1和刀片座架上设有能使刀片座架沿导轨槽、导轨在底座上自动横向移动的丝杠副，丝杠副由底座1上一伺服电机c驱动；底座、刀片座架之间设有刀片座架的刀片相对组织实物平行度调节装置和刀片座架锁定装置；伺服电机c与自动控制装置连接。

作为优选，所述的大手轮的手柄的背面设有霍尔传感器触发器，底座上对应大手轮的手柄的垂直上下位置设有二个霍尔传感器，二个霍尔传感器与自动控制装置连接，当大手轮手柄转动至上位置时，上位置的霍尔传感器输出信号，自动控制装置控制标本组织自动前后水平进给机构往刀片座架方向进给一个设定的距离，当大手轮的手柄转动至下位置时，下位置的霍尔传感器输出信号，自动控制装置控制标本组织自动前后水平进给机构往刀片座架的反方向后退一个设定的距离，上述结构应用于通过手动驱动传动轴；如通过步进电机或伺服电机a、同步带传动副自动驱动传动轴，则由自动控制装置与步进电机或伺服电机a完成前后水平进给伸缩筒的自动升降。

作为优选，所述的与自动控制装置相连的操纵杆设置在切片机的左侧，操纵杆设有埋框固定座向前档位、向后档位；刀片座架左移档位、右移档位。

作为优选，所述的触摸屏是oled触摸屏。

本发明在上述技术方案的基础上，自动控制装置中装有距离图形分析软件，从而使摄像头采集到标本组织和刀片之间距离图形信息能转换成自动控制装置对步进电机或伺服电机a驱动前后水平进给伸缩筒的控制信息，并得以在oled触摸屏中显示；自动控制装置中还装有语言分析处理软件，从而使语言传感器采集操作人员的语言指令能转换成自动控制装置对病理切机自动控制信息。

本发明的操作程序如下：它有全自动和半自动两种工作模式，全自动和半自动两种工作模式切换在触摸屏上完成。触摸屏为人机对话互交界面，操作者通过它实现工作模式和工作参数的设置及运行状况的显示。

全自动工作模式：通过触摸屏触摸完成全自动工作模式选项，然后在触摸屏上再完成依靠智能全自动病理切片机自身完成全自动操作选项，还是由人机对话完成全自动操作选项。如自身完成全自动操作选项则触摸“启动”，则切片机开始自动工作.在自动工作状态下,无需人工干涉,全程由自动控制装置的人工智能系统完成控制切片作业、运行安全检查等环节。如由人机对话完成全自动操作，则通过语音传感器、自动控制装置完成控制切片作业、运行安全检查等环节。

半自动工作模式也叫手动模式：在半自动工作模式下,通过十字手柄和切片手轮来完成生物组织切片。操作步骤：

1.标本装夹在切片机上。

2.操作者操纵十字手柄操纵杆向前档位、向后档位，通过步进电机或伺服电机a驱动前后水平进给伸缩筒即水平进给安装标本组织的包埋框固定座。

3．操纵十字手柄操纵杆左移档位、右移档位，伺服电机c驱动自动横向移动的丝杠副，使刀片座架向左或向右水平移动，完成刀片初切和精切位置的移动。

4.手柄转动大手轮，使大手轮旋转180度即上位置至下位置或使大手轮旋转360度即上位置至下位置再至上位置,驱动标本组织自动前后水平进给机构即安装标本组织的包埋框固定座垂直升降，以完成切片机的切片。具体运行：当包埋框下降到刀片座架位置,刀片座架上的刀片与包埋框上的生物组织接触.包埋框继续下降.刀片割进生物组织内,包埋框下降到底部,刀片透出，一片样品切片完成；大手轮继续转动,包埋框向上运动.当包埋框上升和刀片座架分离之后,操作者即可将留在刀片座架上的样品取出。

本发明与现有技术相比有如下有益效果：它设有一自动控制装置及与自动控制装置相连的标本组织自动前后水平进给机构、标本组织自动垂直升降机构、刀片座架自动横向移动机构、随时拍摄标本组织与刀片座架上的刀片间距并反馈回自动控制装置的摄像头，实现了整个病理切片过程的自动化、可视化、智能化，从而使制作出的病理切片厚度达到0.5µm～100µm范围可调，而且极大提高了工作效率，大幅度降低了病理切片机操作医务人员的劳动强度和工作量。

另外，保留了大手轮和手柄，使本发明具有自动和手动二种操作方式。在病理切片比较少的情况可采用大手轮手柄的手工操作；而仍保留用曲柄连杆机构完成前后水平进给伸缩筒的自动升降进给，这相比采用丝杆螺母副节约了智能全自动病理切片机的造价，而且使仍保留采用大手轮手柄的手工操作成为可能，因此，本发明更具有其推广价值。

附图说明

图1：本发明实施例的结构示意图

图2：本发明实施例去掉外壳罩后的结构示意图

图3：本发明实施例的主视图

图4：图3的左视图

图5：图3的俯视图

图6：图1中刀片座架自动横向移动机构局部剖视图

图1—6中：1-底座，2-标本组织自动前后水平进给机构，3-刀片座架自动横向移动机构，4-标本组织自动垂直升降机构，5-大手轮，6-步进电机b，7-同步带传动副，8-摄像头，9-操纵杆，10-触摸屏即oled触摸屏，11-语言传感器，12-自动控制装置，13-外壳罩，14-伺服电机a，15-手柄，16-霍尔传感器，17-前后水平进给伸缩筒，18-包埋框固定座，19-霍尔传感器触发器，20-曲柄连杆机构，21-刀片座架，22-传动轴，23-向前档位，24-向后档位，25-左移档位，26-右移档位，27-滚珠丝杠螺母副，28-包埋框，29-刀片座架锁定装置，30-自动横向移动机构，31-导轨槽，32-导轨，33-丝杠副，34-伺服电机c，35-刀片，36-平行度调节装置。

具体实施方式

以下就图1-6所表示的实施例对本发明作进一步的描述：

它包括底座1，底座1上的刀片座架自动横向移动机构3，外壳罩13，底座1上还设有自动控制装置12、标本组织自动前后水平进给机构2、标本组织自动垂直升降机构4，自动控制装置12与刀片座架自动横向移动机构3、标本组织自动前后水平进给机构2、标本组织自动垂直升降机构4相连接；自动控制装置12还与一操纵杆9相连接；外壳罩13上设有与自动控制装置12相连的能在其上面进行触摸操作设置、触摸操作、显示病理切片机运行状态和运行参数的触摸屏10，外壳罩13上设有与自动控制装置12相连的通过人们语言操作病理切片机的语音传感器11、随时拍摄装在包埋框28上的标本组织与装在刀片座架自动横向移动机构3上的刀片间距并转输给自动控制装置12的摄像头（8）。

所述的标本组织自动前后水平进给机构2包括伺服电机a14、及由伺服电机a14驱动的前后水平进给伸缩筒17，前后水平进给伸缩筒17头部设有可安装标本组织的包埋框固定座18；前后水平进给伸缩筒17内部设有由伺服电机a14驱动的滚珠丝杠螺母副27；伺服电机a14与自动控制装置12连接。

所述的标本组织自动垂直升降机构4包括与标本组织自动前后水平进给机构2连接并驱动标本组织自动前后水平进给机构2垂直升降的曲柄连杆机构20、驱动曲柄连杆机构20的传动轴22、通过手动驱动传动轴22并装在传动轴22上的大手轮5、通过自动驱动传动轴22并装在传动轴22上的同步带传动副7、驱动同步带传动副7的步进电机b6；大手轮5装有手柄15；步进电机b6与自动控制装置12连接。

所述的刀片座架自动横向移动机构3它包括刀片座架21，底座1和刀片座架29上设有刀片座架21沿底座1自动横向移动机构30，所述的自动横向移动机构30是在底座1上设有导轨槽31，刀片座架21上对应底座1上的导轨槽31设有导轨32，底座1和刀片座架21上设有能使刀片座架21沿导轨槽31、导轨32在底座1上自动横向移动的丝杠副33，丝杠副33由底座1上一伺服电机c34驱动；底座1、刀片座架21之间设有刀片座架21的刀片35相对组织实物平行度调节装置36和刀片座架锁定装置29；伺服电机c34与自动控制装置（12）连接。所述的平行度调节装置36是在导轨槽31、导轨32之间的二侧各设有调节塞铁37，座底1的二侧各设有三个调节螺孔38，每个调节螺孔38配旋有顶着一侧调节塞铁37的调节紧定螺栓39。所述的刀片座架锁定装置29是在座底1的导轨槽31底部有电磁离合器40，而在对应的刀片座架21的导轨32头部设有吸铁41，电磁离合器40与自动控制装置12相连接。

所述的大手轮5的手柄15的背面设有霍尔传感器触发器19，底座1上对应大手轮5的手柄15的垂直上下位置设有二个霍尔传感器16，二个霍尔传感器16与自动控制装置12连接，当大手轮5手柄15转动至上位置时，上位置的霍尔传感器16输出信号，自动控制装置12控制标本组织自动前后水平进给机构2往刀片座架方向进给一个设定的距离，当大手轮5的手柄15转动至下位置时，下位置的霍尔传感器16输出信号，自动控制装置12控制标本组织自动前后水平进给机构2往刀片座架的反方向后退一个设定的距离，上述结构应用于通过手动驱动传动轴22；如通过步进电机b6、同步带传动副7自动驱动传动轴22，则由自动控制装置12与步进电机b6完成前后水平进给伸缩筒17的自动升降。

所述的与自动控制装置12相连的操纵杆9设置在切片机的左侧，操纵杆9设有埋框固定座18向前档位23、向后档位24；刀片座架21左移档位25、右移档位26。

所述的触摸屏10是oled触摸屏10。