CN108169231A - 一种大容量的病理切片扫描仪 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种大容量的病理切片扫描仪，包括装卸机械手、切片盒位置调整装置和多个切片盒；切片盒位置调整装置包括切片盒升降机构和围绕显微光学系统设置的用于放置多个切片盒的空腔，切片盒升降机构用于升降切片盒以使切片盒的各个切片槽逐一对齐载物台的装卸工位，切片盒位置调整装置驱动空腔内的切片盒相对于显微光学系统的载物台转动以切换不同的切片盒，遍历所有待扫描的切片；装卸机械手将各切片盒中的待扫描切片移入光学显微系统的载物台，将扫描完毕的切片移入切片盒。显微光学系统设置于其切片装卸系统的内部，整个病理切片扫描仪在容量增大的同时结构更为紧凑。

Description

一种大容量的病理切片扫描仪

技术领域

本发明涉及一种病理切片扫描仪，尤其涉及一种切片装卸系统围绕显微光学系统设置的大容量的病理切片扫描仪。

背景技术

现有技术中的病理切片扫描仪其切片自动装卸系统多采用CN201210411328.3中的推杆配合CN201320478999.1中的多切片加载系统，通过旋转托盘的转动更换切片盒，通过升降装置和推杆将待测切片逐一对准并推入载物台，扫描结束后推杆再将该切片拉回原切片盒的原切片槽。

考虑到在进行切片扫描仪时，显微光学系统的载物台需要有一定的自由行程，所以现有技术中的切片装卸系统均设置在光学显微系统的一侧，避免在切片扫描时妨碍载物台的运动；而切片装卸时，切片装卸系统移动到距离载物台装载工位较近的位置，或者载物台运动到其自由行程某一维度靠近切片装卸系统一侧的端点。现有技术中的病理切片扫描仪其切片装卸系统的最大容量为400片，一片切片装卸加扫描的时间为1.2分钟已经是很快的了，则400片切片不停歇的扫描完差不多需要8小时，这也是病理医生每天上班的时间。实际操作中，为了检全建准，病人的每个组织样品需要做成十数个甚至几十个切片，每天十几到几十个组织样品做成的切片可能就达到400片，在一些大医院或专门的肿瘤医院，这个切片容量仍不能满足需求。而且考虑到技术进步，一方面单片切片装卸和扫描的总时间应该能够进一步减少，另一方面病理切片扫描仪的可靠性提高可以做到无人值守全天工作，那么病理切片扫描仪的切片装卸系统的容量必须提高才能满足需要。为了容纳更多的切片，切片装卸系统的体积需要做得更大。参见CN201320478999.1中的多切片加载系统，其切片容量为120片，为了实现旋转托盘更换切片盒的功能，其切片盒升降装置设置在圆形转盘结构的内腔中，当切片容量显著增大时，要么增大单个切片盒的容量，要么增大旋转托盘的半径并增多切片盒的数量，第一种情况下切片盒高度会显著增大，整个切片装卸系统要做得非常高，既占空间，又不利于系统的平衡和稳定；第二种情况下，由于切片的大小是基本统一的，在旋转托盘外径很大的情况下，只有靠外缘的一圈是真正用来容纳切片的，再向内部的空间基本是浪费的。因此，需要一种容量更大，结构更紧凑的病理切片扫描仪。

发明内容

本申请的目的是针对以上问题，提供一种容量更大、结构更紧凑的病理切片扫描仪。

本申请的病理切片扫描仪包括切片装卸系统和显微光学系统，切片装卸系统包括装卸机械手、切片盒位置调整装置及多个切片盒；切片盒位置调整装置包括切片盒升降机构和围绕显微光学系统设置的用于放置多个切片盒的空腔，切片盒升降机构用于升降切片盒以使切片盒的各个切片槽逐一对齐载物台的装卸工位，切片盒位置调整装置驱动空腔内的切片盒相对于显微光学系统的载物台转动以切换不同的切片盒，遍历所有待扫描的切片；装卸机械手将各切片盒中的待扫描切片移入光学显微系统的载物台，将扫描完毕的切片移入切片盒。

由于需要给显微光学系统的载物台留有自由行程的空间，保证切片扫描时切片装卸系统的组件不会妨碍载物台的运动，所以切片装卸系统的切片盒与载物台之间必须留有空隙，也因此在切片装卸时，对应载物台装载工位的切片盒与载物台之间也应该是有缝隙的。倘若上述缝隙过大，切片在装卸时容易在缝隙处卡住甚至脱落。因此，必须合理设置载物台、切片盒的尺寸、相对位置甚至形状以减小二者间的缝隙，必要时还可能需要设置辅助机构。

装卸机械手可以将扫描完毕的切片移回原切片盒的原切片槽，也可以将扫描完毕的切片移入其他切片盒的空的切片槽中。第一种装卸方式就是背景技术提及的两篇专利申请所采用的方式；第二种装卸方式，装卸机械手将载物台上扫描完毕的切片移入载物台卸载工位对应的切片盒，差不多同时的，装卸机械手将载物台装载工位对应的切片盒中的待扫描切片移入载物台。

采用第一种装卸方式，切片的完整装卸过程包括三段没有交叉重复的步骤：T1-将载物台上扫描完毕的切片移回原切片盒的原切片槽；T2-调整切片盒的位置使新的切片对准载物台前方入口；T3-将新的待扫描切片移入载物台。也就是说切片的装卸操作都要等待切片的扫描操作完成后再进行。

采用第二种切片装卸方式，能够基本同时地将扫描完毕的切片从载物台一侧卸载并将新的切片从载物台另一侧装载；而且在切片扫描时，切片盒位置调整装置有充足的时间调整载物台装载工位和卸载工位对应的切片盒的位置，而不必等待相机扫描完毕。最终，一个完整的切片装卸过程的三个步骤所用的时间可以减半，则切片的装卸时间可以减半，能够提高扫描仪的整体效率。

根据装卸切片方式的不同，解决切片盒和载物台之间的缝隙带来的技术问题的优选方案也有所区别。

采用第一种装卸方式时，切片的装载和卸载操作仅在载物台的一侧进行，因此，优选的方案是在切片装卸时使载物台和正在操作的切片所在的切片盒（即载物台装卸工位对应的切片盒）二者尽量靠近。

优选的，切片装卸时，载物台设置成位于其自由行程某一维度靠近装卸工位对应的切片盒的端点，以减小切片装卸操作时载物台和切片盒之间的空隙。

另一种思路是载物台的四角设置成圆角或倒角，则载物台可以更接近装卸工位对应的切片盒。

另一种思路是，装卸工位对应的切片盒可以在切片装卸时向载物台方向移动，在切片扫描时移回原位。这种设置方式能够显著减小装卸工位对应的切片盒和载物台间的缝隙，但需要另外设置切片盒往复移动的装置，且切片盒的往复移动会增加装卸切片的时间。

采用第二种装卸方式时，切片的装载和卸载分别在载物台的两侧进行，因此，一侧的缝隙减，另一侧的缝隙往往就会增大，仅靠合理设置载物台和切片盒的尺寸、相对位置甚至形状以减小二者间的缝隙很难完全满足要求。因此，优选的方案是设置辅助切片通过切片盒和载物台之间空隙的过渡机构和过渡驱动装置；在过渡驱动装置的驱动下，过渡机构在切片扫描时回缩，不影响载物台的运动，在切片装卸时过渡机构伸展，承载装卸中的切片。

过渡机构可以为铰接在载物台上的侧翼，在过渡驱动装置的驱动下，切片扫描时，侧翼绕铰接点弯折内收；切片装卸时，侧翼展平与载物台上平面基本齐平，承载装卸中的切片。

过渡机构也可以为设置在载物台上的滑槽和滑块，滑块的上表面与载物台的上表面基本齐平，在过渡驱动装置的驱动下，切片扫描时所述滑块回缩至载物台上表面的滑槽中；切片装卸时滑块伸出滑槽，承载装卸中的切片。进一步优选的，切片重心移动到滑块上后，滑块在切片装载过程中就向滑槽内缩，并通过摩擦力带动切片继续向载物台的切片扫描工位运动。这种情况下，装卸机械手有可能就不再继续对切片施力，这样对装卸机械手的尺寸和与扫描仪其他组件的配合关系的要求有所降低。为了使滑块的摩擦力能够带动切片运动，滑块的上表面需要略高于载物台的上表面，或者滑块的摩擦系数大于载物台其他部分的摩擦系数，或者是滑块在宽度方向上不小于切片的宽度。

优选的，载物台的四角设置成圆角或倒角，则载物台可以更接近装卸工位对应的切片盒。

采用第二种装卸方式，也可以通过同时减小装载工位和卸载工位对应的切片盒与载物台间的缝隙来达到目的，装载工位和卸载卸工位对应的切片盒可以在切片装卸时向载物台方向移动，在切片扫描时移回原位。这种设置方式能够显著减小装载工位和卸载工位对应的切片盒和载物台间的缝隙，但需要另外设置切片盒往复移动的装置，且切片盒的往复移动会增加装卸切片的时间。

采用第一种装卸方式，也可以在载物台进行切片装卸操作的一侧设置辅助切片通过切片盒和载物台之间空隙的过渡机构和过渡驱动装置；在过渡驱动装置的驱动下，过渡机构在切片扫描时回缩，不影响载物台的运动，在切片装卸时过渡机构伸展，承载装卸中的切片。

本申请还将提供一种超大容量的病理切片扫描仪，其切片装卸系统由于切片容量超大，半径也很大，其内部可以容纳多套显微光学系统；单套显微光学系统的设置可以参照上述的技术方案来设置，各套显微光学系统载物台的装卸工位对应切片装卸系统中不同的切片盒。

需要说明的是，本申请中提到切片扫描时、切片装卸时，应广义的理解为在切片装卸操作或扫描操作开始之前、开始时甚至是刚刚开始之后的一段时间内，并非严格的要求在切片装卸操作或扫描操作进行的同时。

上述优选方案可以在不冲突的情况下相互组合，从而得到各种组合的技术方案。

由于本申请的病理切片扫描仪，其显微光学系统设置于其切片装卸系统的内部，充分利用了切片装卸系统内部的空间，整个病理切片扫描仪的在容量增大的同时结构更为紧凑。

附图说明

图1是本申请第一实施例的病理切片扫描仪的示意图；

图2是本申请第一实施例的病理切片扫描仪的俯视图；

图3是本申请第二实施例的病理切片扫描仪的示意图；

图4是本申请第二实施例的病理切片扫描仪的俯视图；

图5、6是本申请第二实施例的第一种过渡机构两种状态的示意图；

图7、8是本申请第二实施例的第二种过渡机构两种状态的示意图；

图9是本申请第二实施例的病理切片扫描仪中切片盒转动遍历的示意图；

图10是本申请第二实施例的病理切片扫描仪中载物台滚轮和一维条码示意图；

图11是本申请第二实施例中切片以非直线路径装载或卸载的示意图；

图12、13是本申请第二实施例中切片以折线路径装卸的示意图；

图14是本申请第三实施例的超大容量病理切片扫描仪的示意图；

图15是本申请第三实施例的超大容量病理切片扫描仪的俯视图。

为了使附图更为简洁清晰，图中涉及切片操作的，仅示出装卸操作中的切片，省略其他切片。

载物台，11-过渡机构，21-转盘，22-带有弧形曲面的挡板或挡块，40-切片盒，51-装载机械手，52-卸载机械手，61-侧翼，62-滑块，63-滑槽，100-切片，200-一维条码，300-滚轮。

具体实施方式

为了更清楚的说明本申请的技术方案，下面将结合附图对本申请的具体实施方式进行描述。

本申请的第一实施例如图1、2所示，病理切片扫描仪包括切片装卸系统和显微光学系统，切片装卸系统包括装载机械手51、卸载机械手52、切片盒位置调整装置及多个切片盒40；切片盒位置调整装置包括切片盒升降机构和围绕显微光学系统设置的用于放置多个切片盒的空腔，切片盒升降机构用于升降切片盒以使切片盒的各个切片槽逐一对齐载物台的装卸工位，切片盒位置调整装置驱动空腔内的切片盒相对于显微光学系统的载物台转动以切换不同的切片盒，遍历所有待扫描的切片；装载机械手51将各切片盒中的待扫描切片100移入光学显微系统的载物台10，卸载机械手52将扫描完毕的切片100移入原切片盒的原切片槽。

由于显微光学系统设置于切片装卸系统的内部，充分利用了切片装卸系统内部的空间，整个病理切片扫描仪的在容量增大的同时结构更为紧凑。

其中装卸机械手设置成独立的装载机械手51和卸载机械手52，切片的装载和卸载操作是独立的，这种设置方式对载物台和切片装载系统间的空隙要求较小。

作为一种替代，也可以将装载机械手和卸载机械手设置为背景技术中两篇专利申请中的一体式的。这样装卸机械手只需要一个驱动机构。

图1、2中的装载机械手51及卸载机械手52，均可以采用背景技术中提到专利申请中的推杆、拉杆结构，也可以是现有技术中的其他形式。图1、2中的装载机械手51的主体部分基本与载物台平面垂直，卸载机械手52的主体部分基本与载物台平面平行，上述两种机械手的设置方式并非完全固定的模式，本领域的普通技术人员根据具体情况的不同，也可以将装载机械手51和卸载机械手52均设置成主体部分基本与载物台平面平行或垂直；或者是装载机械手51的主体部分基本与载物台平面平行，卸载机械手52的主体部分基本与载物台平面垂直；甚至是二者的主体部分与载物台平面成一定夹角。

第一实施例中切片的装卸方式类似于背景技术提及的两篇专利申请所采用的方式，切片的装载和卸载操作仅在载物台的一侧进行，因此，优选的方案是在切片装卸时使载物台和正在操作的切片所在的切片盒（即载物台装卸工位对应的切片盒）二者尽量靠近。

优选的，如图1、2所示，切片装卸时，载物台设置成位于其自由行程某一维度靠近装卸工位对应的切片盒的端点，以减小切片装卸操作时载物台和切片盒之间的空隙，切片扫描仪的结构也会更为紧凑。

进一步优选的，切片的装卸操作从载物台边长较短的一侧进行，以进一步减小切片装卸操作时载物台和切片盒之间的空隙，，切片扫描仪的结构也会更为紧凑。

另一种思路是如图1、2所示载物台的四角设置成圆角或倒角，则载物台可以更接近装卸工位对应的切片盒，切片扫描仪的结构也会更为紧凑。

另一种思路是，装卸工位对应的切片盒可以在切片装卸时向载物台方向移动，在切片扫描时移动回原位。这种设置方式能够显著减小装卸工位对应的切片盒和载物台间的缝隙，但需要另外设置切片盒往复移动的装置，且切片盒的往复移动会增加装卸切片的时间。

本申请的第二实施例如图3、4所示，病理切片扫描仪包括切片装卸系统和显微光学系统，切片装卸系统包括装卸机械手、切片盒位置调整装置及多个切片盒40，多个切片盒中至少有一个切片盒为空，在切片盒位置调整装置驱动下对准显微光学系统的载物台10的卸载工位；切片盒位置调整装置包括切片盒升降机构和围绕显微光学系统设置的用于放置多个切片盒的空腔，切片盒升降机构用于升降切片盒以使切片盒的各个切片槽逐一对齐载物台的装载工位和卸载工位，切片盒位置调整装置驱动空腔内的切片盒相对于显微光学系统的载物台转动以切换不同的切片盒，遍历所有的待扫描切片；装卸机械手能够将载物台上扫描完毕的切片100移入载物台卸载工位对应的切片盒，差不多同时的，装卸机械手将载物台装载工位对应的切片盒中的待扫描切片100移入载物台。

所述切片盒位置调整装置可以设置成分别独立的升降载物台装载工位和卸载工位对应的切片盒，使装载的切片所在的切片槽正好与载物台的装载工位对齐，而卸载的切片所要进入的切片槽正好与载物台的卸载工位对齐。这种设置方式能够独立的调整装载切片盒和卸载切片盒的高度，需要两套独立的高度调整机构，但单个高度调整机构的负载较小。待载物台装载工位对应的的切片盒已被取空，载物台上的切片扫描完毕进行卸载时，既可以同时进行切片的装载操作（只不过此时没有装载切片，负载为空），也可以不同时进行切片的装载操作；卸载操作完成后，切片盒位置调整装置将空的切片盒转到载物台卸载工位对应的位置作为新的卸载切片盒，并对此时载物台装载工位对应的新的装载切片盒，执行切片装载操作，载物台上此时已无切片，既可以同时执行切片的卸载操作（只不过此时没有卸载切片，负载为空），也可以不同时进行切片的卸载操作。

另一种设置方式是所述切片盒位置调整装置同步的升降载物台装载工位和卸载工位对应的切片盒，载物台卸载工位对应的切片盒与装载工位对应的切片盒相差一个特定高度，使卸载的切片要移入的切片槽正好与装载的切片要移出的切片槽高度对齐。这种设置方式需要两套同步的高度调整机构，且高度调整机构的负载较大，但容易保持整个切片装卸系统的平衡和稳定。待载物台装载工位对应的的切片盒已被取空，载物台上的切片扫描完毕进行卸载时，既可以同时进行切片的装载操作（只不过此时没有装载切片，负载为空），也可以不同时进行切片的装载操作；卸载操作完成后，切片盒位置调整装置将空的切片盒转到载物台卸载工位对应的位置作为新的卸载切片盒，并对此时载物台装载工位对应的新的装载切片盒，执行切片装载操作，载物台上此时已无切片，既可以同时执行切片的卸载操作（只不过此时没有卸载切片，负载为空），也可以不同时进行切片的卸载操作。

采用第一实施例中的切片装卸方式，切片的完整装卸过程包括三段没有交叉重复的步骤：T1-将载物台上扫描完毕的切片移回原切片盒的原切片槽；T2-调整切片盒的位置使新的切片对准载物台前方入口；T3-将新的待扫描切片移入载物台。也就是说切片的装卸操作都要等待切片的扫描操作完成后再进行。

而采用第二实施例中的切片装卸方式，能够基本同时地将扫描完毕的切片从载物台一侧卸载并将新的切片从载物台另一侧装载；而且在切片扫描时，切片盒位置调整装置有充足的时间调整载物台装载工位和卸载工位对应的切片盒的位置，而不必等待相机扫描完毕。最终，一个完整的切片装卸过程的三个步骤所用的时间可以减半，则切片的装卸时间可以减半，能够提高扫描仪的整体效率。

由于第二实施例中切片的装载和卸载分别在载物台的两侧进行，因此，一侧的缝隙减，另一侧的缝隙往往就会增大，仅靠第一实施例中合理设置载物台、切片盒的尺寸、相对位置甚至形状以减小二者间的缝隙很难满足要求。因此，优选的方案是设置辅助切片通过切片盒和载物台之间空隙的过渡机构和过渡驱动装置；在过渡驱动装置的驱动下，过渡机构在切片扫描时回缩，不影响载物台的运动，在切片装卸时过渡机构伸展，承载装卸中的切片。

如图5、6所示，过渡机构11可以为铰接在载物台上的侧翼61，在过渡驱动装置的驱动下，切片扫描时，侧翼绕铰接点弯折内收；切片装卸时，侧翼展平与载物台上平面基本齐平，承载装卸中的切片。

如图7、8所示， 过渡机构11也可以为为设置在载物台上的滑块61和滑槽62，滑块的上表面与载物台的上表面基本齐平，在过渡驱动装置的驱动下，切片扫描时所述滑块回缩至载物台上表面的滑槽中；切片装卸时滑块伸出滑槽，承载装卸中的切片。

进一步优选的，滑块在切片重心移动到滑块上后，在切片装载过程中就向滑槽内缩，并通过摩擦力带动切片继续向载物台的切片扫描工位运动。这种情况下，装卸机械手就可以不再继续对切片施力，对装卸机械手的尺寸和与扫描仪其他组件的配合关系的要求有所降低。为了使滑块的摩擦力能够带动切片运动，滑块的上表面需要略高于载物台的上表面，或者滑块的摩擦系数大于载物台其他部分的摩擦系数，或者是滑块在宽度方向上不小于切片的宽度。

优选的，载物台的四角设置成圆角或倒角，则载物台可以更接近装卸工位对应的切片盒。

另外，载物台装载工位和卸载卸工位对应的切片盒设置成可以在切片装卸时向载物台方向移动，在切片扫描时移动回原位。这种设置方式能够显著减小装载工位和卸载工位对应的切片盒和载物台间的缝隙，但需要另外设置切片盒往复移动的装置，且切片盒的往复移动会增加装卸切片的时间。

第二实施例中病理切片扫描仪的切片装卸系统，其每个切片盒可以容纳M片病理切片，一共包括N个切片盒（其中M和N均为不小于2的正整数），其中一个切片盒为空，空切片盒对准载物台的卸载工位作为回收扫描完毕的切片的卸载切片盒。则该切片装卸系统的最大切片容量为M*（N-1）片。当位于载物台装载工位的切片盒内的所有切片均扫描完毕并由装卸机械手推入/拉入载物台卸载工位的卸载切片盒内时，该装载工位对准的切片盒为空，切片盒位置调整装置将空的切片盒转动到载物台的卸载工位作为新的卸载切片盒；为了保证每次转动后对准载物台装载工位的切片盒内的切片均为未扫描过的，需要预先设定切片盒位置调整装置以特定的角度转动，从而遍历所有的待扫描切片。优选的，所述N个切片盒相对于切片盒位置调整装置的转动轴为轴心均匀分布，切片盒位置调整装置每次转动n个切片盒的角度，n为与N互质的正整数。则一共需要转动N-2次，即可逐一遍历N-1个容纳待扫描切片的切片盒。

进一步优选的，所述N为奇数，n为(N-1)/2，此时从装载切片盒到载物台再从载物台到卸载切片盒的整个过程中，切片转动的角度较小，显微光学系统的载物台可以靠近切片装卸系统的中心设置，会使扫描仪的结构更为紧凑。

图9示出了N为9且n为4时切片盒转动遍历的情况，在初始位置切片盒顺时针编号1-9，经过转动各个切片盒编号不变只是相对载物台转动，图9中多个同心圆（环）由内向往依次表示初始位置切片盒的排布及第1-7次转动后切片盒的排布。假设在初始位置，编号1的切片盒对准载物台的装载工位为装载切片盒，编号5的空切片盒对准载物台的卸载工位为卸载切片盒，编号1、2、3、4、6、7、8、9的切片盒内均容纳待扫描的切片。在编号1切片盒内的所有切片均扫描完毕并卸载移入编号5的切片盒中，编号1的切片盒为空，第1次转动4个切片盒的角度后，编号1的切片盒正好转动到载物台的卸载工位作为新的卸载切片盒，编号6的切片盒则转动到载物台的装载工位作为新的装载切片盒；待编号6的切片盒为空时，第2次转动4个切片盒的角度，编号6的切片盒正好转动到载物台的卸载工位作为新的卸载切片盒，编号2的切片盒则转动到载物台的装载工位作为新的装载切片盒；待编号2的切片盒为空时，第3次转动4个切片盒的角度，编号2的切片盒正好转动到载物台的卸载工位作为新的卸载切片盒，编号7的切片盒则转动到载物台的装载工位作为新的装载切片盒；待编号7的切片盒为空时，第4次转动4个切片盒的角度，编号7的切片盒正好转动到载物台的卸载工位作为新的卸载切片盒，编号3的切片盒则转动到载物台的装载工位作为新的装载切片盒；待编号3的切片盒为空时，第5次转动4个切片盒的角度，编号3的切片盒正好转动到载物台的卸载工位作为新的卸载切片盒，编号8的切片盒则转动到载物台的装载工位作为新的装载切片盒；待编号8的切片盒为空时，第6次转动4个切片盒的角度，编号8的切片盒正好转动到载物台的卸载工位作为新的卸载切片盒，编号4的切片盒则转动到载物台的装载工位作为新的装载切片盒；待编号4的切片盒为空时，第7次转动4个切片盒的角度，编号4的切片盒正好转动到载物台的卸载工位作为新的卸载切片盒，编号9的切片盒则转动到载物台的装载工位作为新的装载切片盒；扫描完编号9切片盒内的所有切片，则切片装卸系统不重复的遍历了编号1、6、2、7、3、8、4、9的8个切片盒内的所有待扫描切片。

图9给出了满载情况的切片装卸系统的转动遍历方法，若切片装卸系统未满载，则不一定按照上述转动遍历的顺序，只需要遍历所有待扫描切片即可终止程序。

扫描过程中，若需要对某一切片或某些切片进行加塞处理优先扫描时，则执行以下操作：

1）选定需要优先扫描的加塞切片；

2）若载物台上没有切片则无需清空载物平台，直接执行步骤3）；

载物台上有切片的情况下清空载物台：若此时载物台上的切片尚未扫描则将该切片移回原切片盒的原切片槽；若该切片正在扫描则将其扫描完毕并移入载物台卸载工位对应的切片盒；若该切片已扫描完毕则移入载物台卸载工位对应的切片盒；

3）切片盒位置调整装置将所述加塞切片所在切片盒转动到载物台装载工位并升降切片盒，以使加塞切片逐一对准载物台的装载工位，装卸机械手将加塞切片逐一移入载物台进行扫描，扫描完毕后装卸机械手将加塞切片移回原切片盒的原切片槽内；

4）待所有加塞切片扫描完毕，病理切片扫描仪继续加塞前的原定操作；

5）当再次遇到加塞切片时，病理切片扫描仪的切片装卸系统连续执行两次装卸操作，不经再次扫描就将加塞切片送入载物台卸载工位对应的切片盒。

优选的，如图10所示，切片100上用一维条码200标注切片信息，所述一维条码200沿着切片100的长度方向设置。这样在装载待扫描切片过程中，切片移动到扫描仪自带的线相机的视野时，线相机拍摄条码信息，进行条码识别；进一步的，在装载切片过程中多次拍摄条码图像，进行对比以检查切片运动是否偏离了预定位置。用扫描仪自带的相机在装载切片的过程中拍摄条码来识别切片信息，既节省了时间，又无需单独设置条码扫描器，而且利用切片装载移动时一维条码200相对线相机匀速运动进行拍摄，无需移动线相机。

优选的，如图10所示，载物台10上设置多个滚轮300，以辅助装载和卸载中的切片100移动，减少装卸载机械手的负载。进一步的，所述滚轮300可以受控的自主转动，带动其上的切片100移动，在一定程度上提高移动切片的速度，从而提高装卸效率。图10中切片运动既可以是从左至右，也可以向相反的方向运动，而且切片运动的轨迹也可能是非直线的。

图3、4示出的是切片在装卸过程中运动轨迹为直线的情况，所述切片盒位置调整装置还包括切片盒角度调整机构，切片盒角度调整机构能够调整载物台装载工位和卸载工位对应的切片盒，使其开口正对载物台，从而能保证切片在装卸过程中的运动轨迹为直线。

作为一种替代的方式，如图11所示，切片盒位置调整装置不设切片盒角度调整机构，而是在载物台上设置引导机构20，辅助切片以非直线的路径装载或卸载。如图11所示，所述引导结构20为朝向切片的一侧带有弧形曲面的挡板或挡块，引导切片在装卸载过程中在载物台上转动预设的角度。优选的，切片引导结构的弧形曲面要光滑，若是弧形曲面由多个面组合而成，则不仅各段面要光滑，其连接处也要光滑连接，以免切片在运动过程中卡住。

优选的，所述引导结构朝向载物台装载工位方向的一端微喇。微喇结构对切片进入载物台的角度有一定的宽容度，通过微喇结构在运动过程中自动调整对齐切片的位置。

作为另一种替代的方式，如图12、13所示，所述引导结构为设置在载物台上的转盘，所述转盘能够自转并带动扫描完毕的切片在载物台上转动一个预设的角度，使切片在装卸过程中以转盘转动的中心点为转折点做折线运动。

所述转盘可以是图12、13中所示的圆形，也可以是其他形状，只要该能够带动其上的切片转动预定角度即可。

作为另一种替代的方式，切片盒位置调整装置不设切片盒角度调整机构，而是通过装有吸盘的装卸机械手，吸取并转动切片来实现切片装卸过程中切片角度的调整。这样，不需要再载物台上设置引导机构，而且切片可以实现大角度的转动。

具体的，装卸机械手采用分体设计，分为装载机械手、吸取机械手和卸载机械手，装载机械手将切片移出切片盒；吸取机械手通过吸盘或吸头吸取切片，带动切片移动的同时还能够带动切片转动预设角度；卸载机械手将切片移入切片盒。其中，装载机械手和卸载机械手的功能均可以通过将切片盒做成抽屉式，受控地逐一将其中的切片推出来实现。其中，吸取机械手可以根据实际情况的不同设置多个；一般来说，采用第一实施例中的切片装卸方式时，至少配备1个吸取机械手即可；采用本实施例中的切片装卸方式时，至少要配备2个吸取机械手，才能基本同时的进行切片的装载和卸载。

本申请的第三实施例如图14、15所示，病理切片扫描仪包括切片装卸系统和多套显微光学系统，切片装卸系统切片装卸系统围绕多套显微光学系统设置，各套显微光学系统载物台的装卸工位对应切片装卸系统中不同的切片盒；切片装卸系统包括装卸机械手、切片盒位置调整装置及多个切片盒40；切片盒位置调整装置包括切片盒升降机构和围绕显微光学系统设置的用于放置多个切片盒的空腔；切片盒升降机构用于升降切片盒以使切片盒的各个切片槽逐一对齐各个载物台的装卸工位，切片盒位置调整装置驱动空腔内的切片盒相对于显微光学系统的载物台转动以切换不同的切片盒，遍历所有待扫描的切片；装卸机械手将各切片盒中的待扫描切片100移入光学显微系统的载物台10，并将扫描完毕的切片100移回原切片盒的原切片槽。

需要说明的是，“各套显微光学系统载物台的装卸工位对应切片装卸系统中不同的切片盒”和“遍历所有待扫描的切片”，不仅要求在同一时刻各套显微光学系统载物台的装卸工位对应的切片盒位置不同，还要求不同的显微光学系统始终不会重复操作同一切片盒内的切片。

优选的，如图15所示，切片装卸时，多套显微光学系统的载物台均设置成位于其自由行程某一维度靠近装卸工位对应的切片盒的端点，以减小切片装卸操作时载物台和切片盒之间的空隙，病理切片扫描仪的结构也会更为紧凑。图15中的虚线部分示出了各个载物台自由行程的范围，多个载物台的自由行程范围是没有交叉的。当然，多个载物台的自由行程范围也可以存在交叉区域，通过合理设置各自的运动路径，避免同时出现在同一区域，也是可行的，而且能够使病理切片扫描仪的结构更为紧凑。

图14、15仅示出了具有两套光学显微系统的病理切片扫描仪，相应的每套光学显微系统要配备一套图像采集装置，根据具体情况的不同，所述图像采集装置可能位于切片装卸系统的内腔中，也可能位于位于切片装卸系统的上部，也可能是部分位于切片装卸系统的内腔中而部分位于切片装卸系统的上部。当需要的切片容量足够大时，切片装卸系统的内腔也要足够大，其内腔就能够容纳更多套显微光学系统。所述多套光学显微系统可以设置成以切片盒位置调整装置的转动轴为轴心均匀分布，也可以设置成非均匀分布的形式。

若切片装卸系统不满载，也可以将待扫描的切片集中到其中的某一或某些光学显微系统对应的切片盒中，仅打开部分显微光学系统。

上述各具体实施例及各具体实施例的各优选方案可以在不冲突的情况下相互组合，从而得到各种组合的技术方案。

例如，第二实施例中的病理切片扫描仪，也可以像第三实施例中的病理切片扫描仪那样，包括多套显微光学系统，切片装卸系统围绕多套显微光学系统设置，各套显微光学系统的装卸工位对应切片装卸系统中不同的切片盒；相应的有几套显微光学系统，就应该配有几个空的切片盒，对准各载物台的卸载工位。以x套显微光学系统，N个切片盒为例，各套显微光学系统，其载物台的装载工位和卸载工位对应的切片盒均相差n个切片盒的角度（n小于（N-1）/x，其中n、N、x均为正整数，且n和N互质）。每当各个载物台装载工位对应的切片盒为空时，转动n个切片盒的角度，空的切片盒正好对准各个载物台卸载工位作为新的卸载切片盒，直至遍历所有待扫描切片。

同样的若切片装卸系统不满载，也可以将待扫描的切片集中到其中的某一或某些光学显微系统对应的切片盒中，仅打开部分显微光学系统。

再例如，当病理切片扫描仪设有多套显微光学系统时，采用第一实施例中的切片装卸方式时，每套显微光学系统至少配备1个吸取机械手即可；采用第二实施例中的切片装卸方式时，每套显微光学系统至少要配备2个吸取机械手，才能实现基本同时的进行切片的装载和卸载。

需要说明的是，本申请中提到切片扫描时、切片装卸时，应广义的理解为在切片装卸操作或扫描操作开始之前、开始时甚至是刚刚开始之后的一段时间内，并非严格的要求在切片装卸操作或扫描操作进行的同时。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的普通技术人员来说，本发明可以有各种组合和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种病理切片扫描仪，包括切片装卸系统和显微光学系统，其特征在于，所述切片装卸系统包括装卸机械手、切片盒位置调整装置及多个切片盒；切片盒位置调整装置包括切片盒升降机构和围绕显微光学系统设置的用于放置多个切片盒的空腔，切片盒升降机构用于升降切片盒以使切片盒的各个切片槽逐一对齐载物台的装卸工位，切片盒位置调整装置驱动空腔内的切片盒相对于显微光学系统的载物台转动以切换不同的切片盒，遍历所有待扫描的切片；装卸机械手将各切片盒中的待扫描切片移入光学显微系统的载物台，将扫描完毕的切片移入切片盒。

2.根据权利要求1所述的病理切片扫描仪，其特征在于，还包括辅助切片通过切片盒和载物台之间空隙的过渡机构和过渡驱动装置；在过渡驱动装置的驱动下，所述过渡机构在切片扫描时回缩，不影响载物台和切片装卸系统间的相对运动，在切片装卸时伸展，承载装卸中的切片。

3.根据权利要求2所述的病理切片扫描仪，其特征在于，所述过渡机构为铰接在载物台上的侧翼，在过渡驱动装置的驱动下，切片扫描时侧翼绕铰接点弯折内收；切片装卸时侧翼展平与载物台上平面基本齐平。

4.根据权利要求2所述的病理切片扫描仪，其特征在于，所述过渡机构为设置在载物台上的滑块和滑槽，所述滑块的上表面与载物台的上表面基本齐平，在过渡驱动装置的驱动下，切片扫描时所述滑块缩回载物台上表面的滑槽中；切片装卸时所述滑块伸出滑槽。

5.根据权利要求4所述的病理切片扫描仪，其特征在于，切片重心移动到滑块上后，滑块向滑槽内缩，并通过摩擦力带动切片继续向载物台的切片扫描工位运动。

6.根据权利要求1所述的病理切片扫描仪，其特征在于，所述载物台上设置多个辅助切片移动的滚轮，所述滚轮可以受控的自主转动。

7.根据权利要求1所述的病理切片扫描仪，其特征在于，装卸机械手将载物台上扫描完毕的切片移入载物台卸载工位对应的切片盒，差不多同时的，装卸机械手将载物台装载工位对应的切片盒中的待扫描切片移入载物台；切片装卸系统围绕多套显微光学系统设置，各套显微光学系统的装卸工位对应切片装卸系统中不同的切片盒，遍历所有待扫描的切片。

8.根据权利要求1所述的病理切片扫描仪，其特征在于，所述装卸机械手将扫描完毕的切片移回原切片盒的原切片槽。

9.根据权利要求8所述的病理切片扫描仪，其特征在于，切片装卸时，载物台位于其自由行程某一维度靠近装卸工位对应的切片盒的端点。

10.根据权利要求8或9所述的病理切片扫描仪，其特征在于，切片装卸系统围绕多套显微光学系统设置，各套显微光学系统载物台的装卸工位对应切片装卸系统中不同的切片盒，遍历所有待扫描的切片。