CN103231916B - 切片取放装置及切片扫描系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种切片取放装置及切片扫描系统，其中，切片取放装置包括：移动部件，具有相互垂直设置的水平轨道和竖直轨道，所述竖直轨道滑设在所述水平轨道中；旋转部件，与所述竖直轨道连接，所述旋转部件设置在所述竖直轨道中；夹持部件，具有用于夹持切片组织的夹爪，所述夹爪设置在所述旋转部件上，所述旋转部件带动所述夹爪绕着所述旋转部件中心旋转。上述技术方案提供的切片取放装置，能够实现组织切片的自动取出和放回，提高了扫描的自动化程度，提高了扫描成本，也降低了人力成本。

Description

切片取放装置及切片扫描系统

技术领域

本发明涉及机械技术，尤其涉及一种切片取放装置及切片扫描系统。

背景技术

目前，临床医学病理科需经常使用到组织切片，大型医院及科研院所会建立切片数据库，以存储组织切片数据。具体而言，所有的组织切片被一一扫描得到扫描数据，而后将扫描数据存储至数据库中。

现有技术中，组织切片只能采用手工方式，一个一个放入到扫描设备中进行扫描，扫描效率低，耗时长。

发明内容

本发明提供一种切片取放装置及切片扫描系统，用于提高组织切片扫描效率。

本发明提供了一种切片取放装置，其中，包括：

移动部件，具有相互垂直设置的水平轨道和竖直轨道，所述竖直轨道滑设在所述水平轨道中；

旋转部件，与所述竖直轨道连接，所述旋转部件设置在所述竖直轨道中；

夹持部件，具有用于夹持切片组织的夹爪，所述夹爪设置在所述旋转部件上，所述旋转部件带动所述夹爪绕着所述旋转部件中心旋转。

如上所述的切片取放装置，优选的是，所述夹爪包括：

第一夹片，与所述旋转部件固定；

第二夹片，相对于所述第一夹片滑动设置，所述第二夹片相对于所述第一夹片动作，以夹紧或松开切片组织。

如上所述的切片取放装置，优选的是，还包括：

驱动部件，用于驱动所述第二夹片相对于所述第一夹片动作，以夹紧或松开切片组织。

如上所述的切片取放装置，优选的是，所述驱动部件包括：

驱动支撑座，与所述旋转部件连接；

电磁铁，固定在所述支撑座中；

凸轮随动器，滑设在所述支撑座中，且与所述电磁铁相邻设置；

导动斜板，与所述凸轮随动器连接，且与所述第二夹片固定连接；

滑轨，具有滑槽和设置在所述滑槽中的滑块，所述滑块也与所述第二夹片固定连接，所述滑槽竖直固定在所述支撑座中；

拉伸弹簧，一端与所述第二夹片固定，另一端与所述驱动支撑座底部固定；

其中，所述第一夹片固定在所述驱动支撑座上；所述电磁铁得电，所述电磁铁通过电磁力克服拉伸弹簧的拉力从而推动所述凸轮随动器相对于所述驱动支撑座滑动，从而推动所述导动斜板带动所述第二夹片相对于所述滑槽向上滑动，以远离所述第一夹片；所述电磁铁失电，所述拉伸弹簧拉动所述导动斜板带动所述第二夹片相对于所述滑槽向下滑动，以靠近所述第一夹片。

如上所述的切片取放装置，优选的是，

所述第二夹片呈Z字型，所述导动斜板与所述第二夹片的上部固定，所述滑块与所述第二夹片的中部固定，所述第二夹片的下部与所述第一夹片相对。

如上所述的切片取放装置，优选的是，

所述夹爪的数量为两个，两个所述夹爪通过固定板固定，且同时与所述旋转部件连接，其中，两个所述夹爪在同一水平面内间隔设定的角度设置。

如上所述的切片取放装置，优选的是，

所述设定的角度为30°，45°或60°。

如上所述的切片取放装置，优选的是，所述旋转部件包括：

旋转支撑座，与所述竖直轨道连接；

驱动电机，设置在所述旋转支撑座中；

如上所述的切片取放装置，优选的是，还包括：

原点传感器，固定在所述旋转支撑座内部，所述原点传感器用于感测所述驱动电机的旋转轴的位置。

如上所述的切片取放装置，优选的是，

所述旋转支撑座的上部间隔固定有限位块，所述限位块用于限定所述夹爪相对于所述竖直轨道的旋转角度。

本发明还提供一种切片扫描系统，其中，包括本发明任一提供的切片取放装置。

上述技术方案提供的切片取放装置，能够实现组织切片的自动取出和放回，在使用之前，只需将待扫描的组织切片通过连续转载切片装置批量运输至切片取放装置处，然后使用上述切片取放装置自动将组织切片取出，放到扫描工作台上；扫描完成后，再放回到连续转载切片装置上的原始位置，提高了扫描的自动化程度，提高了扫描成本，也降低了人力成本。

附图说明

图1为本发明实施例提供的切片取放装置使用状态俯视示意图；

图2为图1中切片取放装置的结构主视图；

图3为图2中夹持部件的局部放大示意图；

图4为图3中夹爪的局部放大示意图；

图5为图4的背面示意图；

图6为夹持部件安装在旋转部件上的状态示意图；

图7为图1所示切片取放装置使用状态流程示意图。

具体实施方式

图1为本发明实施例提供的切片取放装置使用状态俯视示意图。

参见图1，本发明实施例提供一种切片取放装置，其中，包括移动部件1、旋转部件2和夹持部件3，移动部件1具有相互垂直设置的水平轨道11和竖直轨道12，所述竖直轨道12滑设在所述水平轨道11中；旋转部件2与所述竖直轨道12连接，所述旋转部件2设置在所述竖直轨道12中；夹持部件3具有用于夹持切片组织的夹爪31，所述夹爪31设置在所述旋转部件2上，所述旋转部件2带动所述夹爪31绕着所述旋转部件2水平旋转。参见图1所示的方向，应用时，连续转载切片装置8位于切片取放装置的右侧，扫描工作台9位于切片取放装置的下侧。

连续转载切片装置是一种将切片批量运输至切片取放装置处的装置，连续转载切片装置上设置有八个工位，参见图1，每个工位上设置有切片提篮，各切片提篮中从上而下设置有多个翅片，每个翅片中都可放置一个组织切片。夹持部件可沿着竖直轨道上下移动，以从连续转载切片装置上不同高度的翅片中取出组织切片，然后夹持部件随着竖直轨道一起，沿着水平轨道运动至扫描工作台处，然后将组织切片放到扫描工作台上。扫描完成后，夹持部件再将组织切片从扫描工作台上取出，然后夹持部件移动至连续转载切片装置处，将组织切片放回到原位置。

实际应用中，移动部件的水平轨道、连续转载切片装置以及扫描工作台的位置是固定的。夹持部件的移动是相对于水平轨道和竖直轨道而言，夹持部件的转动则是相对于旋转部件而言。

移动部件的竖直轨道可通过下述方式滑设在水平轨道中：在水平轨道上设置滑槽，将竖直轨道的底部固定在平衡板上，在平衡板上设置滑块，将滑块设置在水平轨道的滑槽中。这样，平衡板相对于水平轨道的滑动，会带动竖直轨道同步滑动。

旋转部件主要是为夹持部件提供旋转动力，使得夹持部件的夹爪能够正对着扫描工作台或连续转载切片装置，以实现组织切片的取出或放回。

移动部件的运动也可以单独设置驱动部件，比如电机实现。

夹持部件主要用于在需要扫描时，将组织切片夹持到扫描工作台上，并在扫描完成后，将组织切片夹持运回到连续转载切片装置处。可见，夹持部件的夹爪需能够张开、闭合。下文将给出夹爪的优选实现方式。

与现有技术相比，上述技术方案提供的切片取放装置，能够实现组织切片的自动取出和放回，在使用之前，只需将待扫描的组织切片通过连续转载切片装置批量运输至切片取放装置处，然后使用上述切片取放装置自动将组织切片取出，放到扫描工作台上；扫描完成后，再放回到连续转载切片装置上的原始位置，提高了扫描的自动化程度，提高了扫描成本，也降低了人力成本。

下面介绍夹爪的优选实现方式。

图2为图1中切片取放装置的结构主视图，图3为图2中夹持部件的局部放大示意图，参见图2和图3，所述夹爪31包括第一夹片311和第二夹片312，第一夹片311与所述旋转部件2固定；第二夹片312相对于所述第一夹片311滑动设置，所述第二夹片312相对于所述第一夹片311动作，以夹紧或松开切片组织。

在夹爪张开或闭合的过程中，第一夹片的位置不改变，第二夹片相对于第一夹片移动。第一夹片和第二夹片相对的面最好应为平面，以保证夹持组织切片的稳固性。参见图4和图5，切片取放装置还包括驱动部件4，驱动部件4用于驱动所述第二夹片312相对于所述第一夹片311动作，以夹紧或松开切片组织。此处，图4为图3中夹爪的局部放大示意图，图5为图4的背面示意图。

下面介绍驱动部件的优选实现方式。

参见图4和图5，驱动部件4包括驱动支撑座41、电磁铁42、凸轮随动器43、导动斜板44、滑轨45和拉伸弹簧46。驱动支撑座41与所述旋转部件2连接；电磁铁42固定在所述驱动支撑座41中；凸轮随动器43滑设在所述驱动支撑座41中，且与所述电磁铁42相邻设置；导动斜板44与所述凸轮随动器43连接，且与所述第二夹片312固定连接；滑轨45具有滑槽和设置在所述滑槽中的滑块，所述滑块也与所述第二夹片312固定连接，所述滑槽竖直固定在所述驱动支撑座41中。拉伸弹簧46一端与所述第二夹片312固定，另一端与所述驱动支撑座41底部固定。其中，所述第一夹片311固定在所述驱动支撑座41上；所述电磁铁42得电，所述电磁铁42通过电磁力克服拉伸弹簧46的拉力从而推动所述凸轮随动器43相对于所述驱动支撑座41滑动，从而推动所述导动斜板44带动所述第二夹片312相对于所述滑槽向上滑动，以远离所述第一夹片311；所述电磁铁42失电，所述拉伸弹簧46拉动所述导动斜板44带动所述第二夹片312相对于所述滑槽向下滑动，以靠近所述第一夹片311。

参见图4-图6，第二夹片312通过滑块固定在滑轨45上，第二夹片312为活动夹爪31，第一夹片311为固定夹爪31。驱动支撑座41上设置有小滑移轨道，以使得凸轮随动器43能够沿着小滑移轨道，以相对于驱动支撑座41滑动。电路接通，电磁铁42得电，电磁铁42通过电磁力推动凸轮随动器43相对于驱动支撑座41向上滑动。通过导动斜板44使第二夹爪31升起，此状态下，夹爪31呈现张开状态，为夹取组织切片做准备。电磁铁42断电，在拉伸弹簧46的作用下，第二夹爪31下降，此状态下，即可夹持住组织切片。

进一步地，夹爪的第一夹片可采用下述实现方式：第二夹片312呈Z字型，所述导动斜板44与所述第二夹片312的上部固定，所述滑块与所述第二夹片312的中部固定，所述第二夹片312的下部与所述第一夹片311相对。

采用上述实现方式的第一夹片，便于安装固定，且可靠性好。

更进一步地，参见图1、图2或图6，所述夹爪31的数量为两个，两个所述夹爪31通过固定板固定，且同时与所述旋转部件2连接，其中，两个所述夹爪31在同一水平面内间隔设定的角度设置。

设置两个夹爪后，两个夹爪通过固定板固定在旋转部件上，同时能绕着旋转部件中心转动相同的角度。设置两个夹爪的好处为，一个夹爪可专门用于从连续转载切片装置中取出组织切片，然后放置到扫描工作台上。另一个夹爪则专门用于从扫描工作台上取回扫描完成的组织切片，然后放回到连续转载切片装置的原始位置。后文将通过详细描述切片取放装置的工作过程，以进一步体现设置两个夹爪的有益之处。

两个夹爪31之间的设定角度应介于0°-90°之间，此处，所述设定的角度优选为30°，45°或60°。本实施例中以45°示意，但不限于此。

下面介绍旋转部件的优选实现方式。

参见图6，所述旋转部件2包括旋转支撑座21和驱动电机22，旋转支撑座21与所述竖直轨道12连接；驱动电机22设置在所述旋转支撑座21中。

驱动电机可以选用现有产品，此处，为便于连接，驱动电机的旋转轴为竖直方向。

在使用完成后，或是下次使用开始之前，为便于将整个切片取放装置复位，优选地，参见图6，切片取放装置还包括原点传感器5，原点传感器5固定在所述旋转支撑座21内部，所述原点传感器5用于感测所述驱动电机22的旋转轴的位置。

实际应用中，可通过合理设置连续转载切片装置和扫描工作台的位置，以使得切片取放装置夹爪的旋转角度尽量小。通过整个切片取放装置的运动角度分析，本实施例中，为了防止两个夹爪旋转过渡，所述旋转支撑座的上部间隔固定有限位块，所述限位块用于限定所述夹爪的旋转角度。

限位块的实现方式有多种，比如采用凸起设置的凸板，在凸板上穿设螺栓。此处对称设置了两个凸板，每个凸板上都设置了一个螺栓，连接两个夹爪的固定板最多能转动180°，当固定板碰触到螺栓后，就不可再进一步转动。

需要注意的是，此处，设置限位块6之后，两个夹爪31之间设定的角度α需介于0°-90°之间，优选采用30°，45°或60°。

两个夹爪之间设定的角度取决于连接两个夹爪的固定板的加工精度。

为了辨别夹爪当前所处的状态，参见图5，切片取放装置还可包括光电传感器7，通过3个光电传感器7的组合逻辑可判断当前夹爪31的状态。

若规定光电传感器入光状态为1，遮光状态为0，则3个光电传感器的逻辑组合与夹爪的状态对应如下：010—夹爪闭合，101—夹爪张开，110—夹爪夹持切片。

本实施例中，所述光电传感器7的数量为三个，通过紧固螺钉固定在支撑座41的不同位置。

下面介绍切片取放装置的工作过程，主要围绕两个夹爪31展开，使组织切片取放和扫描交叉进行，从而节省批量切片扫描的循环时间。此处，以两个夹爪31分别记为：夹爪A和夹爪B，夹爪B位于夹爪A的顺时针方向，且两者之间设定的角度为45°。参见图1和图7，详细工作流程步骤如下：

S1、夹爪A从连续转载切片装置的切片提篮内夹取一张组织切片，竖直轨道12带动夹爪A沿着水平轨道11，向远离连续转载切片装置8的方向后退，把组织切片从扫描工作台9的切片提篮内抽取出来。

S2、夹爪A在旋转部件2的带动下，绕着旋转部件的中心顺时针转动90°使夹爪A正对扫描工作台，扫描工作台伸出，夹爪A沿着竖直轨道12下降，把组织切片放到扫描工作台9上。在本步骤中，夹爪B随着夹爪A顺时针转动90°，但此步骤中，夹爪B并不进行作业。

S3、扫描工作台缩回，然后进行组织切片扫描，此时夹爪A可以移动并去抓取下一张组织切片，通常由于组织切片扫描的周期较长，夹爪A有充足的时间完成一次组织切片的抓取。

S4、夹爪A抓取到组织切片后，移动至扫描工作台处，然后，顺时针旋转45°，使夹爪B正对着扫描工作台，等待上一张组织切片的扫描完成。

S5、当上一张组织切片扫描完成后，扫描工作台会把该组织切片推入到夹爪B中。夹爪B夹取已扫描完成的组织切片后，再顺时针旋转45°，使夹爪A正对扫描工作台，夹爪A把刚抓取的第二张组织切片放入扫描工作台，扫描工作台回缩，然后进行切片扫描。

S6、扫描工作台退出以后，旋转部件2带动夹爪A和夹爪B逆时针旋转135°，夹爪A和夹爪B再移动至连续转载切片装置处，使夹爪B正对切片提篮，在竖直轨道12的配合作用下，把已扫描完成的组织切片放回到切片提篮内。

S7、旋转部件2再带动夹爪A和夹爪B顺时针旋转45°，使夹爪A正对切片提篮，去夹取下一张切片。然后夹爪A和夹爪B移动至扫描工作台处，顺时针旋转45°，使夹爪B正对着扫描工作台，等待上一张切片扫描完成。

S8、判断扫描工作台上正在扫描的组织切片是否为最后一张组织切片，若是，整个工作过程结束，切片取放装置复位，若否，返回至步骤S5，继续执行，直至全部完成批量组织切片的扫描。

此处，切片取放装置在工作过程中，何时需进行何种动作可以采用外设控制系统的方式实现。

从上述流程中可以看出，在进行上一张组织切片扫描的同时，可以去夹取下一张组织切片，并运送至指定位置，等待进行组织切片的收回和放置操作。扫描下一张切片的同时，把上一张切片放回切片提篮。可见，如果只采用一个夹爪，则上一张组织切片扫描完成后，夹爪必须先把组织切片夹取后放回切片提篮，再夹取下一张切片，再运行放置到扫描工作台上，继续等待组织切片的扫描完成。在等待过程中，不能去进行其它的动作。

从两种方式的对比，可以看出双夹爪模式的工作流程可以更加灵活自如，使设备多个动作能在同一时间展开，从而大大缩减工作循环时间，提高设备工作效率。

上述技术方案提供的切片取放装置，工作效率高，自动化程度高。

本发明实施例还提供一种切片扫描系统，其中，包括本发明任意实施例所提供的切片取放装置。

除了切片取放装置外，切片扫描系统还可以包括上述的连续转载切片装置和扫描工作台，扫描工作台能够伸出或回缩，以配合夹爪放置或取回组织切片的操作。连续转载切片装置是一种将切片批量运输至切片取放装置处的装置，连续转载切片装置上设置有多个工位，比如八个，参见图1，每个工位上设置有切片提篮，各切片提篮中从上而下设置有多个翅片，每个翅片中都可放置一个组织切片。

上述技术方案提供的切片扫描系统，由于具有上述切片取放装置，无需再采用人工方式将组织切片一一放置到扫描工作台上，提高了组织切片的扫描效率。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种切片取放装置，其特征在于，包括：

移动部件，具有相互垂直设置的水平轨道和竖直轨道，所述竖直轨道滑设在所述水平轨道中；

旋转部件，与所述竖直轨道连接，所述旋转部件设置在所述竖直轨道中；

夹持部件，具有用于夹持切片组织的夹爪，所述夹爪设置在所述旋转部件上，所述旋转部件带动所述夹爪绕着所述旋转部件中心旋转；

所述夹爪的数量为两个，两个所述夹爪通过固定板固定，且同时与所述旋转部件连接，其中，两个所述夹爪在同一水平面内间隔设定的角度设置。

2.根据权利要求1所述的切片取放装置，其特征在于，所述夹爪包括：

第一夹片，与所述旋转部件固定；

第二夹片，相对于所述第一夹片滑动设置，所述第二夹片相对于所述第一夹片动作，以夹紧或松开切片组织。

3.根据权利要求2所述的切片取放装置，其特征在于，还包括：

驱动部件，用于驱动所述第二夹片相对于所述第一夹片动作，以夹紧或松开切片组织。

4.根据权利要求3所述的切片取放装置，其特征在于，所述驱动部件包括：

驱动支撑座，与所述旋转部件连接；

电磁铁，固定在所述支撑座中；

凸轮随动器，滑设在所述支撑座中，且与所述电磁铁相邻设置；

导动斜板，与所述凸轮随动器连接，且与所述第二夹片固定连接；

滑轨，具有滑槽和设置在所述滑槽中的滑块，所述滑块也与所述第二夹片固定连接，所述滑槽竖直固定在所述支撑座中；

拉伸弹簧，一端与所述第二夹片固定，另一端与所述驱动支撑座底部固定；

其中，所述第一夹片固定在所述驱动支撑座上；所述电磁铁得电，所述电磁铁通过电磁力克服拉伸弹簧的拉力从而推动所述凸轮随动器相对于所述驱动支撑座滑动，从而推动所述导动斜板带动所述第二夹片相对于所述滑槽向上滑动，以远离所述第一夹片；所述电磁铁失电，所述拉伸弹簧拉动所述 导动斜板带动所述第二夹片相对于所述滑槽向下滑动，以靠近所述第一夹片。

5.根据权利要求4所述的切片取放装置，其特征在于，

所述第二夹片呈Z字型，所述导动斜板与所述第二夹片的上部固定，所述滑块与所述第二夹片的中部固定，所述第二夹片的下部与所述第一夹片相对。

6.根据权利要求1-5任一项所述的切片取放装置，其特征在于，

所述设定的角度为30°，45°或60°。

7.根据权利要求1-5任一项所述的切片取放装置，其特征在于，所述旋转部件包括：

旋转支撑座，与所述竖直轨道连接；

驱动电机，设置在所述旋转支撑座中。

8.根据权利要求7所述的切片取放装置，其特征在于，还包括：

原点传感器，固定在所述旋转支撑座内部，所述原点传感器用于感测所述驱动电机的旋转轴的位置。

9.根据权利要求7所述的切片取放装置，其特征在于，

所述旋转支撑座的上部间隔固定有限位块，所述限位块用于限定所述夹爪相对于所述竖直轨道的旋转角度。

10.一种切片扫描系统，其特征在于，包括权利要求1-9任一所述的切片取放装置。