CN105683736A - 用于扫描显微镜成像的运动策略 - Google Patents

Abstract

描述了用于扫描显微镜成像的二维和三维运动策略。将物体、样品或试样安装在精密三维载物台上。使所述物体抵靠切割工具同时相对于第一轴和与所述第一轴正交的第二轴移动以切割所述物体。在使所述物体移动时生成所切割部分的图像。所述切割工具可以充当光波导，用于照亮所切割的所述物体的部分。光学元件捕捉被切割和照亮的物体的图像。可以使所述物体进一步同时相对于与所述第一轴和第二轴两者正交的第三轴移动。

Description

用于扫描显微镜成像的运动策略

交叉引用

本PCT申请要求提交于2013年10月31日的美国临时申请号61/897,913的权益，上述申请通过引用并入本文。

背景技术

本公开内容总体上涉及用于对物体进行成像的系统和方法。具体而言，本公开内容涉及使用切片机(microtome)对生物组织和其他材料样品进行剖切，并且更具体而言，涉及切片机切片轨迹。

显微术领域在当今社会已经变得日益重要。显微术的一个方面涉及对所要评价的试样或物体进行成像。成像一般是指为了生成给定区域的可视化而进行的数据采集。能够高效而准确地对关于给定试样的数据进行成像对于确定与该试样或物体相关联的一个或多个特性可能十分重要。

在许多显微术和成像应用中，使用切片机来切割出试样的薄切片以供成像。对常规切片机的使用已有100余年的悠久历史。最早的切片机不过是手拉剃刀刀片，并被记载于19世纪末期。更复杂的版本在稍晚出现，它是采用手轮的装置，该手轮在转动曲柄时切取切片。

从早期开始，已经利用机械工程、精密制造和刀片材料方面的进步对切片机作出了改进从而提升性能。此类进步的主要推动力是光学显微术的改进和电子显微术的出现——这使光学瑕疵更少的更薄切片成为必需。尽管有这些进步，但样品切片过程很大程度上仍然是手动的。通常，使用依赖于基本的精密铰接机械的人工手动曲柄来操作切片机。更少见的是在其中试样与刀片以“旋转式”运动相互作用的系统。

一些常规切片机在样品设置完成后使切片运动自动化。例如，一些系统可能包括手动曲柄方式的电动版本。更先进的常规切片机可能使用直线马达来驱动切片运动。

无论是手动操作的还是电动的，许多使用切片机的成像系统都在至少一些情况下不够理想。这样的系统可能在样品切片上留下瑕疵。可能出现的一种类型的瑕疵是平行于切片机或刀具的刃口并且垂直于切割方向的“颤褶”或凹痕，其通常是因切片机或刀具的振动而留在样品切片上的。下文讨论的图7A中示出了所述颤褶。另一种类型的瑕疵是垂直于切片机的刃口并且平行于切割方向的“条纹”或特征，其通常是因切片机中的表面缺陷而留在样品切片上的。下文讨论的图7B中示出了所述条纹。再一种类型的瑕疵是样品切片在被切割时可能会卷曲而不是如期望般保持平坦。这样的样品卷曲可能干扰对样品的成像。图7C示出了样品26正被刀具刃口16切割以生成切片76，而该切片76发生了卷曲。这些瑕疵和其他瑕疵可能导致图像畸变、分辨率低、效能差和速度慢。因此，需要用于对试样和样品进行剖切和成像的改进的系统和方法。

发明内容

公开了用于使用切片机对生物组织和其他材料样品进行剖切和成像的改进的系统和方法。特别是，公开了使瑕疵的发生率最小化或减小并且支持快速和高分辨率成像、更好的切片捕捉、更好的显微检查以及/或者更好的分子探询的切片机切片轨迹。这样的切片轨迹可以在剖切显微系统中实现：其中切片机可以充当光波导，并且在三轴或三维载物台上捕捉试样，该三轴或三维载物台根据用户输入的命令而精确地移动所述试样。

本公开内容的一个方面提供了一种对物体进行成像的方法。可以使所述物体抵靠切割工具相对于第一轴移动以切割所述物体的一部分。同时，可以使所述物体抵靠所述切割工具相对于第二轴移动以切割所述部分。所述第二轴通常与所述第一轴正交。在使所述物体相对于所述第一轴和第二轴两者移动时可以生成所切割部分的图像。

还可以使所述物体抵靠所述切割工具相对于第三轴移动以切割所述部分。所述第三轴通常与所述第一轴和所述第二轴两者正交。并且，可以使所述物体同时相对于所述第一轴、所述第二轴和所述第三轴移动。所述第三轴可以包括与所述切割工具的切割刃口的长度正交并且与所述切割工具的主体的宽度正交的Z-轴。

通常，所述第一轴包括与所述切割刃口的长度正交并且沿着所述切割工具的主体的宽度的X-轴。并且，所述第二轴包括沿着所述切割刃口的长度并且与所述切割工具主体的宽度正交的Y-轴，或者包括与所述切割刃口的长度正交并且与所述切割工具的主体的宽度正交的Z-轴。

所述切割工具通常相对于被移动物体静止。

此外，可以将光能导引出所述切割工具并使其穿过所述物体的所述部分。并且，在切割所述部分时可以在光学元件处接收所导引的光能，从而将与所述部分相关联的图像相关的数据传送至所述光学元件。所述光学元件可以包括相机。所述光能可以提供在所述切割工具的近端。并且，所述切割工具可以使所提供的光能从所述近端内反射至所述切割工具的远端。可以将内反射的光能导引出所述远端。

可以使所述物体同时相对于所述第一轴、第二轴和第三轴中的两个或更多个移动以实现各种不同的运动策略或轨迹。

可以使所述物体相对于所述第一轴移动第一距离并沿着所述第二轴移动不同于(例如，小于)所述第一距离的第二距离。

在使所述物体同时相对于所述第一轴和第二轴移动时，可以改变所述物体的顶面相对于所述切割工具的底面的角度(例如，刀具前角)。

在使所述物体相对于所述第一轴移动时可以使其相对于所述第二轴振荡。这样的振荡可以生成具有变化厚度的切割部分。

所述物体同时相对于所述第一轴和第二轴的移动可以在所述物体的所述部分中生成第一方向上的第一陡峭切口，在所述物体的所述部分中生成第二平坦切口，以及在所述物体的所述部分中生成与所述第一方向相反的第二方向上的第三陡峭切口。

下文描述进一步的运动策略或轨迹。

本公开内容的另一方面提供了一种系统，其包括体现用于实现上述运动策略或轨迹中的任何一个的指令的处理器和有形介质。

结合以下描述和附图考虑，将会进一步领会和理解本公开内容的其他目标和优点。虽然以下描述可能包含描述本公开内容的特定实施方式的具体细节，但这不应当解释为对本公开内容范围的限制，而应当视为对优选实施方式的例示。对于本公开内容的每一方面，有可能存在如本文所提出的、本领域普通技术人员所知晓的众多变体。在不偏离本发明精神的情况下可在本公开内容范围内作出各种改变和修改。

援引并入

本说明书中提及的所有出版物、专利和专利申请均通过引用并入本文，其程度如同具体地和个别地指出要通过引用而并入每一单个出版物、专利或专利申请那样。

附图说明

本公开内容的新颖特征在随附权利要求中具体阐述。通过参考阐述了利用本公开内容原理的说明性实施方式的以下详细描述以及附图，将会获得对本公开内容的特征和优点的更好理解，在附图中：

图1A是图示根据许多实施方式的成像系统的侧面示意图；

图1B是图示根据许多实施方式的与图1A的成像系统相关联的一系列步骤的流程图；

图2是根据许多实施方式的图1A的成像系统的透视图，其示出了对试样进行成像的附加细节；

图3是根据许多实施方式的图1A的成像系统的截面侧视图，其图示了与其中包含的角度相关联的细节；

图4是图1A的成像系统的备选实施方式的侧视图；

图5是图1A的成像系统的另一备选实施方式的截面侧视图；

图6是根据许多实施方式的、图示了结合图1A的成像系统使用的波分复用(WDM)过程的框图；

图7A是切割试样从而生成具有颤褶的切段的透视图；

图7B是切割试样从而生成具有条纹的切段的透视图；

图7C是切割试样从而生成具有卷曲的切段的透视图；

图8A是使试样相对于单个轴直线移动以生成切段的示意图；

图8B是使试样相对于两个轴直线移动以生成切段的示意图；

图9是使试样相对于两个轴以旋转方式移动以生成切段的示意图；

图10是使试样以振荡方式移动以生成切段的示意图；

图11A是连续切割试样以生成切段的示意图；以及

图11B是有偏移地连续切割试样以生成切段的示意图。

具体实施方式

现将通过参考本文附图对本公开内容的示例实施方式及其优点获得最佳理解，在附图中相似标号指代相似部分。

本文描述的实施方式可以提供多项技术优点。例如，可以大幅减少或有效消除与不期望的数据相关的背散射效应。通过使用充当光学准直器的切割器械，可以实现仅对所要检查的试样的部分进行成像。因而，可以消除对切割器械的部分下方的区域的无意成像。这可以允许以更多的细节及增强的准确度和效能来评价试样，并且没有来自切割器械下方的试样部分的背散射。

由于成像是在用切割器械切割试样的切段时进行的，因此可以基本上避免对试样的潜在损坏或试样的劣化。通过允许持续的和同时(即，在剖切试样的一个层时)的图像扫描，可以显著减少或避免试样起皱、变形或撕裂，所述的试样起皱、变形或撕裂一般与在对所述层进行成像之前移取该层相关联。通过使用本文描述的多维运动策略和轨迹，可以提供进一步的技术优点。

如本文所描述，常规切片机可以包括这样的装置：在该装置中对材料块进行精确切割，以便从该块的表面移取或剖切非常薄的一层材料。类似地，常规切片术可以适用于常规切片机的功能。在这些装置中，在切片运动期间，样品与切割面之间的相对运动通常局限于单个直线轴或旋转轴。虽然存在许多种设计，最常见的布置是使得所述块固定在可垂直移动的臂的一端并且与静止的刀具刃口(edge)相接合。

如本文所描述，刀具可以包括被设计用于从样品的面分离薄层的分离面。典型的刀具可以由金属、玻璃或金刚石制成，但也可以使用其他特殊材料，包括碳化钨、蓝宝石以及其他陶瓷。

如本文所描述，切段或切片可以包括借助于样品与刀具之间的相对运动而从块面所移取的单条连续材料。

如本文所描述，颤褶(chatter)可以是指由刀具在新切割的块面和切片上留下的凹痕。这些特征的取向一般平行于刀具的刃口并且垂直于切割方向。这些凹痕的深度和频次可能在从纳米到微米的规模上变化。这些图案通常在显微镜查验中呈现出像“百叶窗”那样的周期性平行特征。这些痕迹通常是由切割力引起的刀具刃口相对于样品的振动所造成。颤褶可能使显微检查更加困难，并且在极端情况下可能损坏或毁坏切片。图7A示出了用刀具刃口16切割样品26以生成切片72，该切片72具有颤褶72a。

如本文所描述，条纹可以是指由刀具在新切割的块面和切片上留下的凹痕。这些特征的取向一般垂直于刀具的刃口并且平行于切割方向。这些凹痕通常是由刀具刃口的损坏部分或钝部分所造成，但还有可能是由刀具刃口或面所驱动的剖切材料夹杂物所造成。图7B示出了用刀具刃口16切割样品26以生成切片74，该切片74具有条纹74a。

本文描述的轴取向通常是关于具有三个直线正交轴的标准笛卡尔“xyz”右手坐标系而参照的。“x-轴”可以取为在常规切片机中对样品进行切片所沿着的主轴。“y-轴”在大多数常规切片机中通常不存在，因此剖切样片的最大宽度可能在尺寸上局限于刀片的宽度。“z-轴”可以取为从样品块面向外，并且在常规切片机中是与从所述面切取的相继的连续切片的厚度相关联的轴。

如本文所描述，块面一般是指样品的被切片的面。在常规切片机中，块面通常与xy-轴在同一平面中。在常规切片机中块面通常小于刀具的宽度。

如本文所描述，刀具前角(rakeangle)一般是垂直于块面测量的、切片沿刀具面移动的角度。

如本文所描述，刀具后角(clearanceangle)一般是在切割样品时刀具背面与样品之间的立体角。

图1示出了根据许多实施方式的成像系统10。成像系统10可以用于实现本文所描述的切片机运动策略或轨迹中的一个或多个运动策略或轨迹。成像系统10可以包括光学元件12、线发生器14和切割器械16。可以提供基座18以稳定成像系统10。此外，还可以提供X-轴载物台20、Y-轴载物台22和Z-轴升降载物台24，以便定位或以其他方式影响要使用成像系统10检查或以其他方式评价的试样26的移动。(在图1A至图6中，试样26具有与一个示例厚度相比被夸大的厚度，以便帮助更好地理解本文公开的实施方式；这种夸大不应解释为以任何方式限制或以其他方式约束本公开内容，并且是仅出于教导目的而提供的。本公开内容可以随具有任何厚度的试样使用。)

根据许多实施方式，切片机或切割器械16可以充当成像系统10的光波导或棱镜，并且还可以用来物理地剖切试样26的一部分。对试样26的物理剖切可以与对所切割部分的成像或数据采集同时进行；光学元件12和线发生器14可以彼此协作以及与切割器械16协作以便促进这一过程。这可以允许与对试样26的剖切同时地实现三维体积成像。根据许多实施方式，还可以在剖切过程期间保持试样26的完整性，这是因为试样26在原位以高速率得到取样，而同时避免以下问题：1)过度暴露于线发生器14所提供的光能，以及2)在对期望的区域进行成像之前可能被物理地移取和重新定位的试样26的一部分的劣化或变形。此外，由于切割器械16作为光学棱镜工作的固有性质，因此成像系统10可以确保能够捕捉到试样26的目标区域的准确图像。切割器械16可以提供对干扰数据的屏障——原本会从试样26的由切割器械16所剖切的部分下方的层收集到这些干扰数据。这种不期望的干扰数据或背散射可能起到降低相关联系统的准确度的作用，而本成像系统10能够基本上避免这个困境。

光学元件12可以用来接收或以其他方式收集在切割器械16处反射的光能。根据许多实施方式，光学元件12可以包括显微镜、栅缝扫描相机、一组线阵传感器以及一个或多个透镜。此外，光学元件12可以仅包括相机或者仅包括显微镜或者其任何组合。替代地或组合地，光学元件12可以是可操作用于接收或以其他方式收集由切割器械16反射的光能的任何组件、单元或结构。

根据许多实施方式，光学元件12的显微镜、栅缝扫描相机、一组线阵传感器以及透镜可以协作以便对切割器械16正在剖切的目标区域进行成像。与提供目标的区域扫描的常规数字相机不同，光学元件12中所包括的栅缝扫描相机一般可以捕捉狭窄的目标区域，将一个方向上的数据导引至一个或多个线阵传感器。虽然光学元件12被描述为包含栅缝扫描相机，但还可以使用可操作用于与一个或多个线阵传感器协作对试样26的切段进行成像的任何其他合适的相机。下文参考图2描述与包含在光学元件12的内部结构中的透镜和线阵传感器有关的附加细节。

根据许多实施方式，线发生器14可以是可操作用于生成激光束的光能发生器。在一些实施方式中，线发生器14可以生成大约宽度为30微米而长度为切割器械16的刃口的激光束，该激光束朝向所要剖切的试样26的部分导引；然而，线发生器14可以替代地生成任何其他合适的光能束。在一些实施方式中，线发生器14可以定位为与试样26成大约45°角；然而，线发生器可以根据特定需求而定位为任何其他合适的角度。线发生器14可以定位成使得光学元件12可以有效地采集或以其他方式捕捉由正在剖切的试样26的部分透射、反射或以其他方式传送的光能。在一些实施方式中，线发生器14可以是白光源发生器，其向试样26提供所要反射并由光学元件12成像的白光光束。白光源发生器一般可以向试样26提供充分狭窄的光学图像直线束，用于适合于光学元件12并与之协作的处理。尽管被描述为可操作用于生成激光束的光能发生器，线发生器14可以是任何能够生成、供应或以其他方式朝向试样26导引光能的合适的光源或组件。线发生器14可以定位成使得其与切割器械16共轴。当线发生器14与切割器械16共轴时，可以生成光能并且邻近或穿过切割器械16将该光能导引至试样26上。

许多实施方式解决的关联于体积成像的一个问题是，通常在给定试样上的光的劣化或变形方面。基本而言，如果试样26无法足够快地移动，则该试样可能受到损坏(有可能无法恢复)。因而，成像系统10可以提供这样的优点：保持合适的速度或适宜的运动路线，而不会将关联于试样26的组织过度暴露于光的潜在损坏作用。在一些实施方式中，成像系统10实现这种期望的移动，同时在图像采集中保持高水平的精确度、准确度和分辨率。

切割器械16可以包括刀具，该刀具包含充当光学棱镜的尖端，以降低该尖端的刃口下方的组织的可见性。因而，切割器械16可以用作针对光学元件12的光具组的光学准直器。切割器械16的尖端直接朝向光学元件12内反射光能，从而可以大幅减少或者以其他方式消除一般在不恰当方向上传播并消极影响成像准确度的激发能。根据许多实施方式，切割器械16具有由金刚石形成的尖端，其操作用于剖切所要检查的试样26的一部分。金刚石尖端一般将会是透明的，并且可以有效地充当如上文所描述的光学棱镜。在切割器械16中使用光学棱镜还可以避免在某些应用中来自与常规图像扫描装置相关联的深体素的不期望的荧光漂白。这种荧光漂白可能起到总体上妨碍准确度或者扭曲相关联的成像数据或扫描系统的结果的作用。

在一些实施方式中，可以使切割器械16的尖端尖锐，以使得其刃口为大约1-5纳米；然而根据特定需求，尖端可以是任何其他合适的锐度。一般而言，切割器械16的顶面的取向与试样26的顶面成45°角。尽管被描述为具有金刚石尖端，切割器械16可以包括可操作用于促进剖切或切分试样26的任何刃口。此外，切割器械16可以包括由任何其他适合于剖切试样26的材料形成的尖端，举例而言，所述材料诸如为玻璃、金属、晶体、蓝宝石和塑料。在一些实施方式中，切片机或激光器可以用于促进对要用成像系统10检查的试样26进行剖切。

根据许多实施方式，基座18可以包括平底花岗岩平台。基座18可以为试样26提供稳定性，使得其可以得到准确剖切。基座18可以支撑X-轴载物台20、Y-轴载物台22并且因此支撑Z-轴升降载物台24。尽管被描述为高分辨率精密平台，基座18可以替代地或组合地包括机械结构，举例而言，诸如滚珠丝杆载物台，或者任何其他可操作用于向试样26提供稳定性和/或操纵性的合适结构。此外，虽然被描述为由花岗岩形成，基座18可以根据特定需求由任何合适的材料形成，或者完全取消。基座18可以支撑X-轴载物台20，该X-轴载物台20可以定位在基座18的平坦表面之上。

X-轴载物台20可以支撑试样26以便可以对其进行剖切和成像。根据许多实施方式，X-轴载物台20可以提供一个方向上的移动。X-轴载物台20可以包括气浮轴承载物台，其提供横向移动并且促进切割器械16的切割轴剖切试样26。X-轴载物台20可以是精密定位载物台，其提供大约20纳米级的分辨率。这样的精密定位系统可以确保切割器械16的刀口随着试样26的移动的高准确度同步成像。X-轴载物台20可以搁置在基座18上并支撑Y-轴载物台22。

Y-轴载物台22也可以是精密载物台，其提供一个方向上的移动，可能垂直于由X-轴载物台20提供的移动。Y-轴载物台22可以为要使用切割器械16检查或剖切的试样26提供高分辨率分度。根据许多实施方式，Y-轴载物台22还可以充当切割轴，从而提供大约20纳米级的分辨率。Y-轴载物台22支撑Z-轴升降载物台24。

Z-轴升降载物台24可以向试样26提供一个方向上的移动(可能相对于基座18垂直)。Z-轴升降载物台24可以提供大约25纳米级的分辨率。可选地，Z-轴升降载物台24可以支撑安装卡盘30；安装卡盘30转而支撑试样26。根据许多实施方式，Z-轴升降载物台24、Y-轴载物台22和X-轴载物台20可以全都是数字控制的，以便实现对试样26或切割器械16的精确分度。替代地或组合地，这些载物台中的每一个都可以根据特定需求而是自动控制的或手动控制的，或者保持基本上静止。由于对试样26的取样有可能在剖切试样26的短距离上完成数万次，因此这些载物台中的每一个都可以操作用于促进协同高精度移动，从而实现成像系统10内的准确运动。根据一些实施方式，针对所述载物台中的每一个的编码器分辨率可以在大约10到30纳米的数量级。

根据许多实施方式，切割器械16可以刚性地安装在Z-轴升降载物台24上，使得试样26可以被重复地剖切成多个切段。在数字控制下，如上文所述的三轴精密载物台系统可以与切割器械16协作以充当切片机，例如从试样26剖切出大约0.5微米厚的层。虽然描述为三轴精密载物台，能够设想到用于支撑试样26的任何块或元件都可以协同成像系统10使用。此外，X、Y和Z载物台20、22和24各自的顺序可以根据特定需求而改变或更改。还可以设想到，可以使用任何其他类型的支撑物——机械控制的或电子控制的——以便实现对试样26或者所要评价的任何其他物品或物体进行准确剖切。此外，虽然在图1A中将X-轴载物台20、Y-轴载物台22和Z-轴载物台24示出为具有不均一的运动控制而不同，但X-轴载物台20、Y-轴载物台22或Z-轴载物台24中的两个或更多个载物台可以构成具有均一运动控制的单一单元。

包含X-轴载物台20、Y-轴载物台22和Z-轴升降载物台24的三轴精密载物台可以包括可从位于Pittsburgh,PA的AerotechInc.获得的一种或多种运动载物台，诸如型号：ANT95-25-XY、ANT95-25-XY-PLUS、ANT95-50-XY、ANT95-50-XY-PLUS、ANT95-25-XY-ULTRA、ANT95-50-XY-ULTRA、ANT130-060-XY、ANT130-060-XY-PLUS、ANT130-110-XY、ANT130-110-XY-PLUS、ANT130-160-XY、ANT130-160-XY-PLUS、ANT130-060-XY-ULTRA、ANT130-110-XY-ULTRA、ANT130-160-XY-ULTRA、PlanarDL-100XY、PlanarDL-200XY、PlanarDL-300XY、ABL36025、ALS36210、ALS36220、ALS36230、ALS36240、ATS36210、ATS36220、ATS36230、ATS36240、ABL90300-300、ABL90500-500、ABLH90750-750、ABLH91000-1000、ABLH91200-1200、AHL90350-350、PlanarHD、MPS50SV、MPS75SV、AVS/AVSI106、AVS/AVSI113、AVS/AVSI125、ANT95-3-V、ANT95-3-V-PLUS、ANT-130-5-V、ANT-130-5-V-PLUS、ANT130-035-L-Z、ANT130-035-L-Z-PLUS、ANT130-060-L-Z、ANT130-060-L-Z-PLUS、AVL1000-1、AVL1000-2、AVS1005、AVS1010、WaferMaxZ、AirLift115-050、AirLift115-100、AirLift115-150、ANT95-25-L-Z、ANT95-25-L-Z-PLUS、ANT95-50-L-Z、ANT95-50-L-Z-PLUS、ABL15005Z、ABL15010Z、ABL15015Z、ABL15020Z、MPS50SV、MPS75SV、VTS300-050、VTS300-100、VTS300-150、VTS300-200、WaferMaxZ，及其任何组合。X-轴载物台20、Y-轴载物台22和Z-轴升降载物台24通常将会包括直线马达，该直线马达允许以非常低的移动滞后、高分辨率(例如，1-2nm)、高可重复性(例如，25-100nm)以及高准确度(例如，250-400nm)来进行精确而快速的控制。

可以彼此单独地、顺序地或同时地移动X-载物台20、Y-载物台22或Z-载物台24中的一个或多个，以例如实现本文描述的各种运动模式中的一种或多种。虽然描述了使用直线载物台，还设想到可以单独或组合使用一个或多个旋转载物台来保持和移动试样26，以例如实现本文描述的各种运动模式中的一种或多种。

在许多实施方式中，试样26可以是生物组织，例如生物组织；然而，根据特定需求可以使用任何其他合适的元件、物品或物体。所述组织可以用切割器械16剖切成薄切段，而同时用成像系统10对其进行成像。生物组织可以是任何有机材料，诸如骨、脑、心脏、皮肤、肌肉或任何其他要剖切的生物(植物、动物等)材料。或者，试样26可以是非生物材料，诸如纤维包埋聚合物、碳包埋塑料、铜、微电子器件(可能在逆向工程领域中有益)，或者任何其他要进行剖切、探查或用成像系统10以他方式进行检查的元件或物体。还设想到成像系统10可以是便携式的，并且进一步可操作用于与促进成像系统10的成像或以其他方式与成像系统10接合的各种类型装置和组件进行通信。

成像系统10可能潜在地在荧光应用中有益，举例而言，在这些应用中漂白问题是成问题的。成像系统10可以用于检测生物物质中的绿色荧光蛋白，该绿色荧光蛋白用来识别指示出与具有此类蛋白的试样相关联的一个或多个特性的许多参数。检测到此类绿色荧光蛋白的存在还可以表明相关联试样的某种状况。成像系统10还可以在任何其他查验、评估或评价中使用，无论是在显微解剖水平上还是基于大尺度(举例而言，诸如剖切整个脑)。成像系统10基本上可适用于对给定物体、元件或试样26的任何三维/体积成像。此外，设想到位相差/调变显微术、线扫描显微术、用于对光能进行成像的吸收技术或者可操作用于采集或以其他方式捕捉与来自物体的图像相关的数据的任何其他成像系统都可以结合成像系统10使用，并且从与之相关联的教导中获益。

图1A中还图示了剖切铣刀34，并且可选地，该剖切铣刀34可以提供在桥架32上，以便促进对试样26的剖切。剖切铣刀34可以操作用于将物体诸如试样26切割或以其他方式分离成两个或更多个部分，以供使用成像系统10来评价。桥架32支撑(例如，通过悬挂)剖切铣刀34，并且可以向剖切铣刀34提供滑动能力，以便在不进行对试样26的剖切时可以将剖切铣刀34移开。桥架32可以耦合至基座18，该基座18定位成使得其对成像系统10造成最小的干扰。

图1B示出了图示与根据许多实施方式的成像系统10相关联的一系列步骤的流程图。在第一步骤100中，通过线发生器14生成光能。在一些实施方式中，线发生器14生成具有大约20到40微米宽度的激光束，该激光束被导引到要切割的试样26的部分；然而，可以生成朝向试样26传播的任何其他合适的光束。在步骤102中可以使切割器械16与试样26相接合，使得当光能朝向试样26传播时可以对试样26进行剖切或以其他方式切割。

在步骤104中，可以实现精密定位系统，诸如上文参考图1A描述的精密定位系统，以便实现对试样26的准确剖切。所述精密定位系统可以是电子或数字控制的，并且可以操作用于将试样26剖切成非常薄的切段，在一些实施方式中为0.1到10微米级；然而，通过使用本文描述的精密定位系统可以实现任何其他合适的剖切。

在步骤106中，可以使光能从切割器械16的光学棱镜朝向光学元件12反射。使用具有随附光学棱镜的切割器械16可以确保能够减小或以其他方式避免背散射，即，收集到与恰在试样26的要剖切部分下方的部位相关联的不期望的数据。在步骤108中，光学元件12可以接收反射的光能，同时可以用切割器械16对试样26进行剖切。

根据许多实施方式，在步骤110中，光学元件12内的栅缝扫描相机的透镜40接收由棱镜反射并与正在切割的试样26的部分相关的光能。如步骤112中所描述，物镜可以操作用于将反射的光能聚焦到中继透镜上；所述中继透镜将反射的光能传送至一个或多个线阵传感器38。一旦反射的光能处于线阵传感器38处，其就能够以多种方式得到进一步处理。

根据许多实施方式，在步骤114中提供显示器。所述显示器可以接收并利用一个或多个线阵传感器38所持有的捕捉到的图像，以提供对正被切割和检查的试样26的部分的连贯图示。替代地或组合地，线阵传感器38中的一个或多个可以耦合至处理器或任何其他合适的组件，以便进行附加处理、修改或者向下一目的地传送。

在操作中，光能可以从线发生器14朝向可选地定位在安装卡盘30上的试样26传播。当切割器械16进行操作以剖切所要分析的试样26的部分时，光能可以在切割器械16的表面处反射。出于示例的目的，试样26可以包括要进行体积数据采集的小鼠大脑。可以将小鼠大脑嵌入在塑料块中，用以准备好系统性地切除试样26的一部分的多个切段。提供于光学元件12中的栅缝扫描相机可以包括具有0.625毫米(切割器械16的尖端宽度)视野的40倍物镜。

在操作中，可以在类似于“犁田”的场景中，即，遵循蛇形图案，针对每个Z-轴升降载物台24高程切割出示例小鼠大脑的多个条带(在一个示例中，大约0.625毫米宽、13毫米长)。对于6毫米的塑料块高度，大约可以切割出试样26的12000个切段，每个切段大约0.5微米厚；然而，可以根据特定需求替代地以任何其他合适的方式切割出这些切段。如上文所描述，精密定位系统可以用于促进对所要检查的小鼠大脑的高度准确剖切。

一旦光能在被切段的小鼠大脑的层处反射，操作中的光学元件12就可以通过一组光学透镜来捕捉所反射的能量，这继而将所剖切的部分成像到一个或多个线阵传感器38上(图2)。线阵传感器38可以投影或以其他方式显示位于切割器械16的刃口处的那部分的图像，或者替代地传送该信息以供在远程位置进一步处理或显示。下文参考图2更详细描述线阵传感器38。

图2图示了包括一个或多个线阵传感器38和一组透镜40的成像系统10的附加细节。可以将线阵传感器38和透镜40包含在光学元件12内，以便促进对试样26的成像。替代地或组合地，这些组件可以在适当情况下并根据特定需求而位于光学元件12的外部。

根据许多实施方式，线阵传感器38可以接收由所要成像的试样26的部分反射的光能。一般而言，可以由切割器械16切割出作为切段被成像到一个或多个线阵传感器38上的试样26的特定切段。所要成像的试样26的特定切段图示为带42。

来自试样26的单线组织可以成像到线阵传感器38内的单个阵列上。线阵传感器38可以操作用于检测由线发生器14在切割器械16的尖端处照亮的一系列线。设想到栅缝扫描相机可以包含在光学元件12内(仅其自身或者结合随附的附加组件诸如透镜40)，并且可以将关联于试样26的多线数据成像到多个(可能是平行的)线阵传感器38上。当使试样26的组织移动时，或者当切割器械16剖切试样26的一部分时，可以将图像数据同步移动到耦合至线阵传感器38的寄存器，在所述寄存器中对所述图像数据进行进一步处理、储存或显示。该过程可以允许正在切割的试样26的部分的同一条线的更大可见性，从而有可能在转到要成像的试样26的后续线或区域之前对目标区域进行一百次成像。

可以通过随附显微镜的透镜40来使带42聚焦(可能沿着光学元件12内的线阵传感器38)。根据许多实施方式，光学元件12内的栅缝扫描相机以大约每秒44000次的速率对试样26的区域进行取样，即，在一个实施方式中重复地并以恒定进度对一条新线进行取样；然而，可以在适当情况下使用任何其他合适的取样方案。在通过轴载物台(Y或Z)中任何一个的运动进行分度之后，如上文参考图1A所描述，X-轴取样可以与X-轴载物台20的运动同步，或者替代地可以与切割器械16的运动同步或者更直接地与试样26同步。

根据许多实施方式，透镜40可以包括物镜和镜筒透镜。所述物镜可以操作用于将带42处的试样26的图像聚焦到线阵传感器38上。设想到可以针对诸如在空气中进行切割等应用而使用干物镜；替代地或组合地，设想到对试样26的剖切可以在油或水下进行，涉及冷冻试样、加压试样或存在于要在其中进行三维成像的任何其他合适环境中的任何其他适当元件或物体。所述物镜可以将由试样26的一部分所反射的呈现在带42处的成像的平行光线传送至镜筒透镜。镜筒透镜可以起中继器的作用，并将平行光线传送回要由线阵传感器38接收的图像。根据许多实施方式，透镜40之间的这种光学匹配过程可以与无限远光学器件相关联。

图3是图示关于切割器械16的定位的说明性附加细节的示意侧视图。角“a”表示切割器械16的尖端的刀具后角。角“a”可相对于与试样26的表面平行的水平线成大约2°到10°；然而，在适当情况下可以使用任何其他适当的刀具后角。此外，提供了夹角“b”，其表示为了实现对试样26的剖切而对切割器械16的放置。根据许多实施方式，角“b”可以是大约30°到50°；然而，可以根据特定需求使用任何其他合适的放置角。根据许多实施方式，这些角度发挥作用以从试样26剖切出薄层。如上文所描述，这些公开的角‘a’和角‘b’仅是出于示例目的而提供的；这两个角都可以根据特定需求而显著改变。

图3还图示了虚线46，其表示光学系统12的光轴。当刀具16进行操作以从试样26切割出一层组织时，虚线46可以朝向带42。根据许多实施方式，所切割的试样26的层的厚度大约为0.1到10微米，这个层在其被剖切时同时得到成像。

图4示出了成像系统10，其包括线发生器14，该线发生器14被定位成在试样26被切割之前垂直于其表面。线发生器14可以操作用于生成朝向由光学系统12进行成像的带42导引的光能。光能可以在带42处反射并且由光学元件12接收或以其他方式捕捉以便实现对试样26的目标层的成像。图4中所示的成像系统10能够以与图1A的成像系统10完全相同的方式操作，不同之处在于线发生器14的不同放置。

图5示出了稍作修改以包括棱镜50的成像系统10，所述棱镜50可以定位在线发生器14与光学元件12之间。根据许多实施方式，棱镜50可以可操作用于充当单向透明镜，从而允许来自一个方向的光能在反射面52处反射，而来自不同方向的光能直接穿过棱镜50。棱镜50可以包括反射面52，所述反射面52可以操作用于反射由线发生器14生成的、朝向反射面52传播的光能。所述光能可以在反射面52处反射，并经由光学元件12朝向试样26的带42传送。光能可以在带42处反射，并被传送回光学元件12，在该处所述光能继而被传送至棱镜50。在棱镜50处，光能穿过反射元件52并抵达显示器上，以供可能的处理或进一步检查。图5中图示的成像系统10在操作中发挥与图1A的成像系统10大体相同的功能，不同之处在于添加了棱镜50并且改变了线发生器14的位置。

图6是图示根据许多实施方式的成像系统10的处理组件的框图。图6图示了使用若干束激光，例如三个激光束来充当多重光源，从而产生光谱内的多种颜色。根据许多实施方式，使用多个激光线发生器来生成光能。使用多束激光允许借助成像系统10使用波分复用(WDM)对试样26进行成像。在若干激光束对试样26的部分进行成像的情况下，每个激光束都可以具有关联的波长(不必彼此一致)。这种方案的一个变体与选通线性传感器阵列38同步地对激光线发生器进行时间调制，由此轮换表示每束激光的多个通道。

在图6中将表示多个波长的一系列通道60图示为正被馈送到复用器62中。可以将准直光学系统64表示为经由复用器62从多个通道60接收激光能。准直光学系统64可以表示如上文参考图1A所描述的线发生器14。继而可以朝向所要检查的试样26的部分导引由准直光学系统64接收的光能。

试样26将其接收到的光能的一部分反射至光具组系统66。光具组系统66可以包括如上文参考图1A所描述的组件，诸如栅缝扫描相机、透镜40以及线阵传感器38。光具组系统66包括由多个激光束生成的光能的一部分。可以将光能从光具组66传送至解复用器68。在光能被解复用之后，可以将其传送至一系列线阵传感器70，其类似于线阵传感器38。因而，根据许多实施方式，将波长限定的通道发送至物理上分离的线阵传感器70。可以使用线阵传感器70内的单个传感器阵列，以便在与所要成像的试样26的部分相关的数据采集期间对通道颜色进行挑选或以其他方式过滤。因而，应当认识到，图6中图示的实施方式提出了一种使用涉及要结合许多实施方式使用的波分复用(WDM)方法的若干光能源或发生器处理图像数据的备选方式。尽管已经详细图示并描述了若干实施方式，但应当理解，在不偏离本公开内容的情况下可以在其中作出各种替代和更改。例如，尽管成像系统10被描述为适用于生物剖切，本公开内容提供了在诸如组织学、临床组织病理学、工业应用诸如在纺织品和塑料制品领域的应用，以及对要从中发现特性、性质、状况或参数的任何其他表面或层的应用。这样的图像扫描还可能在生物研究中特别有用，更具体地在基因表达研究中特别有用。此外，涉及对细胞进行染色的应用可以通过使用本公开内容的系统和方法取得很大的成功。

此外，尽管参考组件在某些角度或某些位置的放置进行了描述，还设想到在不偏离本公开内容范围的情况下，可以作出光学元件12、线发生器14和切割器械16的任何合适的布置或放置。还设想到在不偏离本公开内容教导的情况下使用多个线发生器14、多个含刃口的切割器械16(同时切割多个层)，以及多个光学元件12。此外，还设想到使用波分复用(WDM)或任何其他可能潜在地使用若干光能发生器的处理或传送技术。

可以组合使用精密X-轴载物台20、Y-轴载物台22和Z-轴载物台24，以在对剖切的试样26进行成像的同时移动所安装的试样26。虽然任何移动都可以是切片机16与试样26之间的相对移动，但切片机16相对于所安装的移动的试样26通常将会是静止的。这些三维载物台的精确、协同的运动可以支持已知成像系统所无法实现的多种切片技术。还设想到其他二维或三维相对移动，诸如移动切片机16和所安装的试样26两者的组合，或者移动切片机16而同时保持所安装的试样26静止。

直线运动策略。可以按许多方式使试样26直线移动或平移。出于许多原因，试样26的移动速度可以是恒定的或变化的(例如，速度渐增、速度渐减或全部两者)。

第一，可以使试样26在单个轴上移动以生成线性切片。这些切片类似于由常规切片机切取的切片。图8A示出了使试样26抵靠静止的切片机16在单个轴上移动(如箭头80所示向右)以剖切试样26的示例。

第二，可以使试样26沿着线性切片的长度，以可变速度在单个轴上移动。这些切片可以模仿经有经验的组织学家作出的记录的行程。替代地或组合地，沿着线性切片的速度变化可以适应于试样沿着切割路径的材料性质。图8A示出了使试样26相对于静止的切片机16在单个轴上移动(如箭头80所示向右)以剖切试样26的示例。

第三，可以使试样26在两个轴上，特别是在x轴和z轴上直线移动。这个x-z平面中的协同运动可以提供相比于常规切片机的显著优势：切割的相对刀具前角和刀具后角是两个轴的协同运动的函数。这可以最小化或消除对具有可调节式刀具前角的刀架的需求，因为刀具与块之间的相对运动创设了切片的刀具前角和刀具后角。图8B示出了这种运动的示意图，其中使试样26相对于静止的切片机16在两个轴上移动(如箭头82所示向上和向右)以剖切试样26。如图8B中所示，使所安装的试样26以恒定速率在两个轴上移动以提供一致的切割角。举例而言，出于上文所述的一个或多个原因，可以使所安装的试样26沿着切口以恒定速度或可变速度移动。

第四，可以使试样26在两个轴上，特别是在x轴和y轴上直线移动。这个x-y平面中的协同运动可以提供相比于常规切片机的显著优势：可以简单地校正刀片托的平面内角度错位。类似地，这种方法可以消除对刀架中的刀片“航向”校正的需求。在一些实施方式中，切片机16可能在y方向上显著长于试样26，并且切片机16可能沿着y方向具有一个或多个缺陷。并且，可以如此移动试样26以便使用切片机16的具有最少缺陷的部分来剖切试样26以减少瑕疵的发生。举例而言，出于上文所述的一个或多个原因，可以使所安装的试样26沿着切口以恒定速度或可变速度移动。

第五，可以使试样26在所有三个轴——x轴、y轴和z轴上以协同方式直线移动。这种方法在功能上是上述两种方法的融合。其具有以上两者的优势，并且可以允许不含可调节式组件的极为简单的刀架设计，并且仅仅采取在刀片托组装件方面的宽松公差。举例而言，出于上文所述的一个或多个原因，可以使所安装的试样26沿着切口以恒定速度或可变速度移动。

圆柱/旋转运动策略。可以使试样26以旋转或圆柱方式移动，或者以许多方式旋转。以下描述两种示例性圆柱运动策略。在讨论这些切片策略时，概指圆形曲线在其中行进的平面，而不讨论其余轴的运动。这些运动可以与其他运动类型相结合。出于许多原因，试样26的移动速度可以是恒定的或变化的(例如，速度渐增、速度渐减或全部两者)。

在第一运动策略中，如图9中所示，可以使试样26在x-z轴中圆柱移动。这种切片运动可以允许以多种刀具前角设置对单个切片进行同时探查。如图9中所见，在圆柱状切片期间，当试样26在曲线箭头84所指示的方向上圆柱状移动时，刀具16将会在连续路径上经过多个不同的刀具前角α(例如，包括角α₁和角α₂)。在切取这一轨迹的切片之后，由任何数目的方法对切片或块面进行的显微检查可以确定具有良好成像特性的切片区域。该位置转而可以编码最佳刀具前角，该最佳刀具前角可应用于将来的切片。

在第二运动策略中，可以使试样26在x-y轴中圆柱状移动。这种切片运动可以在多种不同场景中使用。可以类似上文所述地使用这种切片运动，以替代地使用单个切片来探查多个攻角。再一次地，将会使用显微检查来确定刀片航向的位置和对应的最佳参数。

所有这些方法都可以随正曲率或负曲率以及中心不与样品对准的圆使用。通常，该圆的半径是远大于样品的迹线，因为对于任何样品都只需要很小的刀具前角变化(-10)。

振荡运动策略。可以按许多方式使试样26以振荡方式移动。振荡运动轨迹是这样的轨迹：其可以建设性地添加到上文所列的其他轨迹。它们并不独立表示行进方向，但在结合其他运动使用时，它们可以在切片质量和后续成像清晰度方面提供显著改善。

这样的振荡控制策略的一个有用示例是添加y-轴中的小幅高频振荡。已经发现这种振荡会模仿更复杂的振动切片机刀具设计的行为，可以显著降低切片运动期间在其他轴中测得的摩擦力，并且可以减少颤褶和一些小条纹瑕疵。图10中所示的另一有用示例包括z-轴中的低频振荡，借助这种振荡可以通过前文提及的查验策略在单个切片上测试多种切片厚度。如图10中所示，可以使试样26在x-轴中朝向切片机16移动，同时使试样26如振荡箭头86所指示在z-轴中振荡以生成具有多种厚度的切片或切段88。举例而言，振荡可以是在50Hz到20kHz的频率下。

复合运动策略。附加地，还存在三个维度和时间中的、能够让三维精密载物台移动试样26的多种协同运动和运动路径。这样的运动路径可以是以上策略中的一个或多个的复合。已经发现以下运动路径示例是有用的。

第一，在许多实施方式中，具有三个相连的直线段的轨迹可能是有用的，这三个段的次序如下：(i)推插(刀具后角非常小)切割以进入块面而不发生卷曲，(ii)长直线运动以切取连贯切片，以及(iii)抬升切割以使切片摆脱切片机刀片的前面。可以通过使试样26相对于切片机16在x-轴中移动第一距离并同时使试样26抵靠切片机16在z-轴中移动大于所述第一距离的第二距离而切割出第一直线段。可以通过使试样26相对于切片机16在x-轴中移动而不使试样在z-轴中移动而切割出第二直线段。可以通过使试样26相对于切片机以与生成第一直线段相反的方式移动而切割出第三直线段。这种移动轨迹可以降低试样26的切片发生卷曲的几率。

第二，在许多实施方式中可能有用的是，可以切取一系列连续直线或圆柱切口(诸如上文所描述的直线或圆柱切口)以测试作为刀具前角的函数的材料和切片性质。

第三，在y-轴中一致地设置的一系列连续切口以提供来自较大块面的已知尺寸的切片可能是有用的。在图11A的试样26的示意图中示出了这样的切口90。可以在x-轴中切割出试样26的第一层的第一部分。一旦切割出所述第一层的所述第一部分，就可以使试样26在y-轴中移动以切割出该第一层的第二部分。可以重复这个过程直到完全切割出第一层并对其成像。继而可以通过使试样26在z-轴中向上移动而针对试样26的第二层重复同一过程。如图11A中所示，试样26的单独切割的部分可以在z-轴中彼此对准。

第四，如上文所述的一系列连续切口，每面在y-轴中都有可变偏移，以便使来自先前层的切片瑕疵的外观最小化以及/或者确保切片边缘在切片层之间不重叠。在图11B的试样26的示意图中示出了这样的切口92。可以在x-轴中切割出试样26的第一层的第一部分。一旦切割出所述第一层的所述第一部分，就可以使试样26在y-轴中移动以切割出该第一层的第二部分。可以重复这个过程直到完全切割出第一层并对其成像。继而可以通过使试样26在z-轴中向上移动而针对试样26的第二层重复同一过程。如图11B中所示，试样26的单独切割的部分可以在z-轴中在相邻层中偏移。

本公开内容的实施方式可以进一步包括用于借助精密三维载物台来操纵试样以生成上文所描述的切口、切段或切片中的任何一个的方法。可以通过用户输入的命令来控制所述三维载物台以生成期望的运动轨迹。可以向成像系统10提供体现针对精密载物台的特定运动轨迹指令的处理器和机器可读介质以实现所述运动轨迹指令。所述处理器和机器可读介质还可被配置用于记录所实现的运动轨迹，并且所记录的运动轨迹例如可以通过处理器倒转以便校正试样切片图像的坐标数据。

虽然本文已经示出和描述了本公开内容的优选实施方式，但对于本领域技术人员将会显而易见的是，这样的实施方式只是以示例的方式提供的。本领域技术人员现将在不偏离本公开内容的情况下想到许多更改、改变和替代。应当理解，在对本文所述实施方式的实践中可以采用针对本文所述系统和方法的实施方式的各种替代方案。以下权利要求旨在限定本公开内容的范围，并且因此涵盖这些权利要求范围内的方法和结构及其等效项。

Claims (16)

1.一种对物体进行成像的方法，所述方法包括：

使所述物体抵靠切割工具相对于第一轴移动以切割所述物体的一部分；

使所述物体抵靠所述切割工具相对于第二轴移动以切割所述部分，其中所述第二轴与所述第一轴正交；以及

在使所述物体相对于所述第一轴和第二轴两者移动时，生成所切割部分的图像，其中使所述物体同时相对于所述第一轴和第二轴移动。

2.如权利要求1所述的方法，还包括使所述物体抵靠所述切割工具相对于第三轴移动以切割所述部分，其中所述第三轴与所述第一轴和所述第二轴两者正交，并且其中使所述物体同时相对于所述第一轴、所述第二轴和所述第三轴移动。

3.如以上权利要求中任一项所述的方法，其中所述第三轴包括Z-轴，该Z-轴与所述切割工具的切割刃口的长度正交，并且与所述切割工具的主体的宽度正交。

4.如以上权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一轴包括与所述切割工具的切割刃口的长度正交并且沿着所述切割工具的主体的宽度的X-轴。

5.如以上权利要求中任一项所述的方法，其中所述第二轴包括沿着所述切割工具的切割刃口的长度并且与所述切割工具的主体的宽度正交的Y-轴，或者包括与所述切割工具的切割刃口的长度正交并且与所述切割工具的主体的宽度正交的Z-轴。

6.如以上权利要求中任一项所述的方法，其中所述切割工具相对于所移动的物体是静止的。

7.如以上权利要求中任一项所述的方法，还包括：

将光能导引出所述切割工具并使其穿过所述物体的所述部分；以及

在切割所述部分时在光学元件处接收所导引的光能，以便将与关联于所述部分的图像相关的数据传送至所述光学元件。

8.如权利要求7所述的方法，其中所述光学元件包括相机。

9.如权利要求7所述的方法，还包括在所述切割工具的近端提供所述光能，以及通过所述切割工具使所提供的光能从所述近端内反射至所述切割工具的远端，其中将光能导引出所述切割工具包括将所述内反射的光能导引出所述远端。

10.如以上权利要求中任一项所述的方法，其中使所述物体沿着所述第一轴移动包括使所述物体移动第一距离，并且其中使所述物体沿着所述第二轴移动包括使所述物体移动不同于所述第一距离的第二距离。

11.如权利要求10所述的方法，其中所述第二距离小于所述第一距离。

12.如以上权利要求中任一项所述的方法，还包括：在使所述物体同时沿着所述第一轴和第二轴移动时，改变物体的顶面相对于所述切割工具的底面的角度。

13.如以上权利要求中任一项所述的方法，其中使所述物体沿着所述第二轴移动包括：使所述物体沿着所述第二轴振荡。

14.如以上权利要求中任一项所述的方法，其中使所述物体沿着所述第二轴振荡，以使得所切割部分具有变化的厚度。

15.如以上权利要求中任一项所述的方法，其中使所述物体同时相对于所述第一轴和第二轴移动以在所述物体的所述部分中生成第一方向上的第一陡峭切口，在所述物体的所述部分中生成第二平坦切口，以及在所述物体的所述部分中生成与所述第一方向相反的第二方向上的第三陡峭切口。

16.一种系统，其包括体现用于实现如以上权利要求中任一项所述的方法的指令的处理器和有形介质。