一种用于切片扫描的切片夹持装置的制作方法

本发明涉及一种切片夹持装置，具体涉及一种用于切片扫描的切片夹持装置。本发明适用于光学显微镜成像，病理学，生物医学诊断、生命科学研究等领域。

背景技术：

切片扫描是指把传统的玻璃切片进行扫描、无缝拼接、生成一张全视野的数字切片。通过计算机与网络系统，进行数字切片存储、管理、观察、分析、讨论等。相对传统方式，可不受空间与时间的限制，使用起来更加方便，功能更加强大、应用更加广泛。有了数字切片，必将给教学、病理诊断、远程会诊、科学研究等注入新的应用方向。

数字切片扫描指通过显微镜与运动平台结合自动化操作技术将传统的玻璃切片在一定的倍率下进行自动化扫描。显微镜对整个切片进行全信息，全方位的自动扫描，使传统的切片形貌转换为数字图像。

数字切片扫描装置主要涉及三方面的技术：显微镜的自动聚焦技术，运动平台的对焦技术以及图像处理技术。显微镜的自动聚焦技术通过调节显微镜焦点与切片的垂直方向的距离实现，运动平台的对焦技术大多数是通过运动平台连接切片的空间运动，来实现对整个切片进行全信息、全方位的扫描。

在大多数扫描系统中，显微镜物镜的焦距非常小。在切片扫描的自动聚焦过程中，关键与难点即是切片的聚焦。光路的对中，运动平台的稳定性，切片夹持装置的稳定性均会对切片的聚焦效果产生很大的影响。

切片夹持装置夹持切片的很多方面均对切片扫描的聚焦产生着不可忽视的影响。其中切片夹持装置无法夹紧切片或由于设计原因夹持过紧损坏切片，造成切片扫描效果不好。此外，现有切片夹持装置常采用悬臂式结构，有大半部分承载着切片的结构悬空，没有任何支撑。受重力因素的影响，整个切片夹持装置会沿着悬空部分向下倾斜。整个切片相对显微镜镜头的平行度无法得到保证，对切片扫描过程中的聚焦及最后的扫描成像将产生很大的影响。

现有切片夹持装置常采用机械螺纹直接锁紧切片的方式对切片进行定位、固定与锁紧。通过两个小铁片与切片夹持装置固定盖板的螺纹连接，实现切片的锁紧。由于在切片扫描的精密调焦过程中，受光学原理的限制，显微镜镜头与切片的盖玻片的距离十分贴近。同时，切片的三分之二区域都承载着信息，而显微镜的视野相对很小。需要显微镜与切片间进行相对移动，才可能实现全信息，全方位的扫描。在切片的信息化扫描发生相对移动的过程中，传统切片夹持结构的那种切片夹持固定的螺纹结构中，螺钉头极易与显微镜镜头发生碰撞。

施加的夹紧力大小完全人为控制。若夹紧力过大，则有可能损坏玻片。影响切片扫描的成像效果，甚至损坏切片所承载的信息。

本发明面对上述需求，通过巧妙地设计。切片一侧固定，另一侧经切片夹持弹性片夹紧，螺纹结构分布于切片夹持固定盖片边缘的创新设计，开发了一种用于切片扫描的切片夹持装置。通过该切片夹持装置，可产生切片扫描过程中大小合适的无干涉的夹紧力，从而实现可应用于光学显微镜成像、病理学、生物医学诊断、生命科学研究等的生物细胞组织的研究。

技术实现要素：

本发明的目的是针对光学显微镜，病理学，生物医学诊断、生命科学等领域对切片扫描中的切片夹持装置的需求。本发明采用独特的机械设计结构，可对切片产生大小合适的夹紧力用于切片扫描。同时本发明可在一定程度上调节切片夹持装置相对显微镜镜头的平行度。通过巧妙的夹持锁紧机构，有效的避免因扫描运动过程，显微镜与切片的距离较近，而产生的干涉甚至是碰撞。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案予以解决：

一种用于切片扫描的切片夹持装置，包括切片夹持固定盖板、切片夹持连接片、切片夹持薄载物片、切片夹持弹性片、切片夹持推块及切片夹持挡片。

切片夹持固定盖板、切片夹持连接片与切片夹持薄载物片的组合用于固定切片，记为固定组合件ⅰ，实现切片夹持装置与运动平台的连接；切片夹持推块与切片夹持弹性片的组合用于用于夹紧切片，记为夹紧组合件ⅱ，通过施加于切片夹持推块上的力推动切片夹持弹性片运动；；切片夹持挡片放置于切片夹持推块与切片之间，且嵌于切片夹持连接片的方形槽内，通过限位切片夹持推块的移动以限制施加于切片的夹紧力；

由切片夹持固定盖板通过螺纹孔连接切片夹持连接片和切片夹持薄载物片；切片夹持连接片通过螺纹孔实现对切片夹持弹性片、切片夹持薄载物片、切片夹持推块以及切片夹持挡片的连接；切片夹持薄载物片定位支撑切片，通过螺纹结构连接切片夹持推块；切片夹持弹性片通过自身形变，施加夹紧力于切片以固定锁紧切片；切片夹持推块通过螺纹结构与切片夹持弹性片连接，带动切片弹性片的运动。

所述的切片夹持固定盖板用于切片夹持装与运动平台的连接，实现对切片夹持装置的悬臂式支撑。在切片运动的数字切片扫描情景中，其也用于与运动平台的连接以实现切片的运动。

所述切片夹持固定盖板为一方形板，中间区域开有两方形槽，槽的边缘均倒有圆角；切片夹持固定盖板四周分布着螺纹孔、螺纹通孔及沉孔，同时切片夹持固定盖板平行于切片短边的一侧有两螺纹孔；切片夹持固定盖板上设置有多个螺纹孔，该螺纹孔用于调节整个切片夹持装置的倾斜度；螺纹孔下底面对应着无孔的运动平台台面；切片夹持固定盖板通过螺纹连接将切片夹持装置整体固定于运动平台。

所述切片夹持连接片开有与切片夹持固定盖板配合的螺纹孔、螺纹通孔及沉孔；一个侧边端面开有两方形槽；所述切片夹持薄载物片有与切片夹持固定盖板配合的孔。

所述切片夹持弹性片是一侧向上弯曲呈圆弧状的小方片；所述切片夹持推块截面为l形方块；切片夹持推块的下底面设置有螺纹孔。

所述切片夹持固定盖板上的螺纹孔可通过螺纹连接调节切片的倾斜程度；切片夹持固定盖板侧面的的螺纹孔可用于夹紧力的定位与导向。

切片夹持推块的下底面与切片夹持固定盖板相接触，防止切片夹持推块移动中的倾斜；切片夹持挡片通过限制切片夹持推块的位移限制施加于切片的夹紧力。

所述的切片的另一端设置3d打印件，打印件通过环氧树脂胶水固定于切片夹持连接片上；切片夹持推块通过螺纹结构与切片夹持弹性片连接，带动切片弹性片的运动，均匀的施加夹紧力f12于切片上；同时在切片的另一端通过3d打印件施加反向的固定夹紧力f2以固定夹紧切片。

所述的切片扫描固定盖板为轻质铝合金材料。

所述切片夹持连接板包括不限于轻质金属材料：铝合金、32铬等材料。

所述切片夹持薄载物片直接与切片接触，支撑，定位切片。所述切片夹持薄载物片上开有两u形槽。用于螺纹连接切片夹持推片与切片夹持连接板。所述切片夹持薄载物片直接与切片夹持弹性片接触，支撑定位切片夹持弹性片。所述切片夹持薄载物片为不锈钢片材料。所述切片夹持薄载物片也可为微孔陶瓷材料。

所述切片夹持弹性片为一侧板弯曲结构，弯曲的那一面将直接接触切片的侧边，用于夹紧切片。所述切片夹持弹性片，嵌于切片夹持连接片的槽内，所述所述切片夹持弹性片直接与切片夹持载物片接触，受其支撑力以平衡其重力。所述切片夹持弹性片为弹性相对较大，同时有一定刚度的轻质材料，包括并不限于弹簧钢等材料。

所述切片夹持推块为一上顶面有着方形悬臂结构的方形块。切片夹持推块下底面通过螺纹连接切片夹持弹性片，切片夹持薄载物片。所述切片夹持装置的切片夹持推块，其外形为一折叠形方块。所述方形块顶部的下底面边缘与切片夹持固定盖板接触，夹紧切片加持固定板的边。

所述切片夹持装置侧面开有两个光孔。与切片夹持固定盖板的两个螺纹孔相对应。所述切片夹持推块在初始位置并未与切片夹持弹性片有直接的接触，当期运动于极限位置时，与切片夹持挡片接触。所述切片夹持推块为轻质具有一定刚度与强度的轻质材料，包括并不仅限于pla材料3d打印件，光固化，轻质铝合金等材料。

所述切片夹持挡片为一规则的长方体，嵌于切片夹持薄载物片的u型槽内，直接与切片夹持薄载物片接触，受其支撑力的作用；切片夹持挡片通过限制切片夹持推块的位移限制施加于切片的夹紧力。所述切片夹持挡块材料为具有一定强度的轻质材料。包括并不限于轻质铝合金材料，pla三d打印材料，光固化3d打印材料等。

所述切片夹持固定盖板除了可用于螺纹连接的螺纹通孔，沉头孔，还有用于调节整个切片夹持装置倾斜的螺纹孔。该螺纹孔与运动平台无孔平面或支撑台的无孔平面相接触，用以调节切片的倾斜度。

本发明不采用螺纹直接锁紧切片的结构用于固定夹紧，而在切片短边一侧采用弹簧片夹紧方式实现对切片的夹紧固定。同时采用推块对切片夹持弹性片施加夹紧力，将保证施加于切片上的夹紧力更加均匀。避免在切片扫描过程中，切片与显微镜物镜发生干涉甚至是碰撞。

本发明巧妙地采用切片夹持挡片限位切片夹持推块的运动以限制施加在切片上的预紧力。避免由于施加切片上的预紧力过大，造成对切片的损坏。

本发明相对于现有技术的有益效果为：

第一，本发明可以提供具有限位的大小合适的切片夹紧力切片夹持装置，解决以往切片夹持装置的夹紧力不合适，倾斜及易与显微镜镜头发生干涉等问题；

第二，本发明提供的切片夹持装置，结构简单，质量较轻，模块化程度较高，成本较低，既可用于光学显微镜成像组件中，又可用于生物医学诊断中。有利于大幅提高我国的病理学，生命科学研究等方面的研究水平。

附图说明

图1是本发明实施例的切片夹持装置结构图；

图2是本发明另一种实施例的切片夹持装置结构图；

图3是本发明第一种实施例的切片夹持装置夹持结构部分爆炸图；

图4a是本发明实施例的切片初始未夹紧状态的示意图；

图4b是本发明实施例的切片开始受到夹紧力状态的示意图；

图4c是本发明实施例的切片被夹紧状态的示意图；

图5是本发明实施例的切片夹持装置的一种应用场景图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做具体说明。

本发明的实施例涉及涉及一种用于切片扫描的切片夹持装置，具有定位、夹紧切片、调节切片夹持装置平行度、切片与显微镜镜头干涉保护等功能，可用于光学显微镜成像组件、病理学、生物医学诊断、生命科学等领域。

本发明包括切片夹持固定盖板102、切片夹持连接片103、切片夹持薄载物片104、切片夹持弹性片106、切片夹持推块108及切片夹持挡片107。

图1示出本发明第一实施实例的切片夹持装置101整体结构图。在该实施例中，切片夹持装置整体101由切片夹持固定盖板102通过螺纹孔连接切片夹持连接片103，切片夹持薄载物片104为一个整体。切片夹持盖板101上的螺纹孔，可用于调节整个切片夹持装置101的倾斜度。切片夹持连接片103通过螺纹孔实现对切片夹持弹性片106、切片夹持薄载物片104、切片夹持推块108以及切片夹持挡片107的连接，限制施加于切片105上的夹紧力。切片夹持薄载物片104定位支撑切片105，通过螺纹结构连接切片夹持推块108与切片夹持弹性片106为一整体可移动单元。切片夹持弹性片106通过自身形变，施加夹紧力于切片105以固定锁紧切片105。切片夹持推块108通过螺纹结构与切片夹持弹性片106连接，带动切片弹性片106的运动，均匀的施加夹紧力于切片105上。切片夹持挡片107嵌于切片夹持连接片103中，通过限位切片夹持推块108的移动以限制施加于切片105上的夹紧力，保护切片105免于损坏。

切片夹持固定盖板102、切片夹持连接片103、切片夹持薄载物片104、切片夹持弹性片106、切片夹持推块108及切片夹持挡片107。

切片夹持固定盖板202、切片夹持连接片203、切片夹持薄载物片204、切片夹持弹性片206、切片夹持挡片207、切片夹持推块209

图2示出本发明另一种实施实例的切片夹持装置201整体结构图。在该实施例中，切片夹持装置整体201由切片夹持固定盖板202通过螺纹孔连接切片夹持连接片203与切片夹持薄载物片204为一个整体。切片夹持盖板201上的螺纹孔，可用于调节整个切片夹持装置201的倾斜度。切片夹持连接片203通过螺纹孔实现对切片夹持弹性片206、切片夹持薄载物片204、切片夹持推块208以及切片夹持挡片207的连接，限制施加于切片206上的夹紧力f21。切片夹持薄载物片204定位支撑切片206，通过螺纹结构连接切片夹持推块209与切片夹持弹性片207为一整体可移动单元。切片夹持弹性片207通过自身形变，施加夹紧力f21于切片206以固定锁紧切片206。在切片的另一端3d打印件205通过环氧树脂胶水固定于切片夹持连接片203上。切片夹持推块209通过螺纹结构与切片夹持弹性片207连接，带动切片弹性片207的运动，均匀的施加夹紧力f12于切片206上。同时在切片206的另一端通过3d打印件205施加反向的固定夹紧力f2以固定夹紧切片206。切片夹持挡片208嵌于切片夹持连接片203中，通过限位切片夹持推块209的移动以限制施加于切片206上的夹紧力f12，保护切片206免于损坏。

图3示出本发明实施例的切片夹持夹紧力110实施爆炸图。在该实施例中，包括由螺钉201与螺旋弹簧202的构成的组合件203、切片夹持固定盖板102、切片夹持推块108、切片夹持弹性片106、切片夹持挡片107组成的切片夹持薄载物片204。

切片夹持装置101通过螺旋弹簧与螺钉的组合件203经过切片夹持固定盖板102的螺纹孔，螺纹顶端作用力于切片夹持推块108上。切片夹持推块108下底面通过螺纹孔实现与切片夹持弹性片106的连接。切片夹持推块108外侧面在螺纹推力的作用下，带着切片夹持弹性片106移动。切片夹持弹性片106弯曲的一段将直接作用弹性力f1于切片105，夹紧切片105。切片夹持推块108运动至一定距离，嵌于固定件上的切片夹持挡片107将限制切片夹持推块108的移动，即限制切片夹持弹性片106的移动。最终限制切片夹持弹性片106的弹性夹紧力f1。避免所施加的夹紧力f过大而损坏切片。

图4示出了本发明实施例的切片夹持挡块限位的示意图。在该实施例中，切片夹持挡块通过限制切片夹持推块的运动来限制施加于切片上的夹紧力。切片夹持推块为一有着方形悬臂结构的方形小块。切片夹持下底面有两螺纹孔，可固定切片夹持弹性片。在切片夹持推块侧面有两通孔，用于定位螺纹与螺旋弹簧的组合件及承受该组合件所施加的螺纹预紧力。在实施例图图4a中，为切片夹持装置切片夹持的初始位置。此时切片并未受到切片夹持弹性片的推力，位于其初始状态。此时切片并未受到夹紧力的作用，处于松弛状态，仅放置于切片薄载物片上。在实施例图图4b中，切片夹持推块运动一定位移，但并未到达其限位点。切片夹持挡块未受到推力，此时切片受到非最大推力。在实施例图图4c中，切片夹持推块带动切片夹持弹性片运动至极限位置。切片挡块受到切片夹持推块的推力，此时切片受到最大夹紧力。

图5示出了本发明实施例的切片夹持装置的一种应用场景。在该实施例中，切片夹持装置101通过切片夹持盖板固定于运动平台501上，运动平台501带动切片夹持装置101的运动。切片夹持盖板101上的螺纹孔通过顶丝与运动平台无孔部分相接触，调节切片夹持装整体的倾斜度。调整整个其切片夹持装置相对于切片扫描过程中显微镜物镜502的平形度。安装切片时，未旋入螺纹组合结构。待切片完全放置于切片夹持，可通过螺纹组合结构203施加螺纹预紧力于切片夹持推块上。切片夹持推块通过螺纹结构带动切片夹持弹性片运动，施加弹性力于切片上。待切片夹紧程度合适，则停止施加螺纹预紧力。通过切片与显微镜物镜的相对运动以实现对切片的全信息，全方位的扫描。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，然其并非用以限制本发明。有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。