CN108226041A - 设有支撑组件的切片装卸系统和病理切片扫描仪 - Google Patents

Abstract

本申请涉及的切片装卸系统包括托盘架、托盘、托盘架升降装置、托盘驱动装置及吸盘机械手；托盘架设有若干容纳托盘的安装槽，托盘架的前侧开有供各个托盘进出的开口并设有支撑移出托盘架的托盘的支撑组件；托盘上设有若干放置切片的位置；托盘架升降装置驱动托盘架整体升降；所述托盘驱动装置逐一驱动位于预设高度的托盘从所述开口移出托盘架（以将该托盘上的切片暴露在吸盘机械手的操作区内）和移回原位；吸盘机械手拿取和释放切片，在载物台和移出托盘架的托盘之间运送切片，遍历所有待扫描的切片。本申请的切片装卸系统能够减少切片装卸的时间，而且切片容量更大，结构紧凑，适合自动化处理大批量的病理切片。

Description

设有支撑组件的切片装卸系统和病理切片扫描仪

技术领域

本申请涉及一种切片装卸系统和病理切片扫描仪，尤其是一种高效的、设有支撑组件的切片装卸系统和病理切片扫描仪。

背景技术

病理检查是用以检查机体器官、组织或细胞中的病理改变的病理形态学方法。为探讨器官、组织或细胞所发生的疾病过程，可采用某种病理形态学检查的方法，检查他们所发生的病变 ，探讨病变产生的原因、发病机理、病变的发生发展过程，最后做出病理诊断。病理形态学的检查方法，首先观察大体标本的病理改变，然后切取一定大小的病变组织，用病理组织学方法制成病理切片，用显微镜进一步检查病变。

病理检查已经大量应用于临床工作及科学研究。在临床方面主要进行尸体病理检查及手术病理检查。手术病理检查的目的，一是为了明确诊断及验证术前的诊断，提高临床的诊断水平；二是诊断明确后，可决定下一步治疗方案及估计预后，进而提高临床的治疗水平。通过临床病理分析，也可获得大量极有价值的科研资料。

传统的病理检查，采用光学显微镜人眼镜检，严重依赖单个医生的经验和业务水平，存在一定的误检概率，不仅检测效率低下，而且组织样品保存和携带非常不方便，给远程会诊造成很大障碍。近年来出现的病理切片扫描仪，避免了传统组织切片的易碎、保存成本高、不便携带等缺陷，大大方便了会诊，而且也便于通过软件对病理组织进行数据处理、定性分析、定量分析，这为远程诊断平台的开发和智能诊断（辅助）系统的研发奠定了基础。

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申请号为CN201210411328.3的推杆配合申请号为CN201320478999.1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的前方入口，扫描结束后将该切片拉回原切片盒的原切片槽。所以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。

现有技术中一片切片完整的“扫描时间”，实际上有一部分时间是消耗在装卸的三个步骤上，真正用相机进行扫描的时间占70-80%；而且由于切片轻薄易碎的特点，装卸操作都不能过急过快以免产生不当推力导致切片破损，不当推力也可能使扫描平台失衡，因此现有的装卸系统难以压缩这三个步骤所用的时间。另一方面，为了保证病理切片扫描的高分辨率和全视野，现有条件下，也很难缩短相机真正进行扫描的时间。

发明内容

本申请的目的是针对以上问题，提供一种高效的切片装卸系统和高效的病理切片扫描仪。

本申请的切片装卸系统包括：托盘架、托盘、托盘架升降装置、托盘驱动装置及吸盘机械手；托盘架设有若干容纳托盘的安装槽，托盘架的前侧开有供各个托盘进出的开口并设有支撑移出托盘架的托盘的支撑组件，用于给移出托盘架的托盘以水平支撑；托盘上设有若干放置切片的位置；托盘架升降装置驱动托盘架整体升降；所述托盘驱动装置逐一驱动位于预设高度的托盘从所述开口移出托盘架（以将该托盘上的切片暴露在吸盘机械手的操作区内）和移回原位；吸盘机械手拿取和释放切片，在显微光学系统的载物台和移出托盘架的托盘之间运送切片，遍历所有待扫描的切片。一般的，吸盘机械手将在显微光学系统的载物台上扫描完毕的切片运送到移出托盘架的托盘上，并将移出托盘架的托盘上待扫描的切片运送到载物台。由于在托盘架升降装置驱动下托盘可以升降，而位于预设高度的托盘即为要移出托盘架并进行装卸操作的托盘，因此升降托盘架就可以切换各个托盘。优选的，这个预设高度与显微光学系统的载物台齐平，以减小吸盘机械手的运动距离。

由于采用吸盘机械手拿取和释放切片，切片不会像现有技术那样长距离的直接与切片槽或载物台上表面滑动接触产生摩擦，而且吸盘机械手在带动切片水平和竖直运动之外，还能够带动切片绕自身中心转动预设角度，相较于现有技术中的推杆拉杆等形式的机械手，本申请的吸盘机械手操作速度快且更为灵活。

优选的，支撑组件还设置有限制移出托盘架的托盘向左右两侧运动的支撑组件限位机构。

进一步优选的，支撑组件限位机构的延伸长度大于托盘的前后长度，托盘能够完全移出托盘架并沿支撑组件的限位机构继续滑动远离托盘架，以给机械手提供更大的操作和安装空间。

考虑到切片的中间为组织样品，为防止污染覆盖组织样品的盖玻片，也为了保持切片的平衡，优选的，吸盘机械手带有两个吸盘头，分别吸取切片的两端。

优选的，托盘上设有定位结构，托盘驱动装置设有配合部，当托盘驱动装置的配合部与托盘上的定位结构扣合时，托盘驱动装置带动托盘从托盘架中移出或移回原位。

优选的，托盘包括可拆卸的托盘内芯，所述托盘内芯上设有若干放置切片的位置，托盘的主体部分尤其是与托盘架接触的部分可以采用较为坚固的耐磨的材料，而托盘内芯可以采用轻质较软的材料，以减轻整个托盘的重量，并且可以对玻璃材质的切片起到缓冲作用。进一步优选的，在保证足够支撑强度的前提下，所述托盘的主体部分尤其是底部可以部分镂空，以减轻托盘的重量。

一般来说，托盘架的后侧设有通往外部空间的开口。进一步优选的，所述托盘内芯采用医院病理切片专用的晾片板，这样病理切片制片完成后，直接可以将装有若干切片的晾片板从托盘架的后侧开口插入托盘架的托盘中，从而省略掉将切片再从晾片板逐一转移到托盘上的步骤，减少医务人员的工作量。

优选的，切片装卸系统分别设置装载吸盘机械手和卸载吸盘机械手，卸载吸盘机械手将载物台上扫描完毕的切片运送到托盘，基本同时的，装载吸盘机械手将托盘上待扫描的切片运送到载物台。这样单片切片的装卸操作时间能够减半。

优选的，切片装卸系统还包括设置在载物台附近的切片中转平台，所述中转平台设有容纳待扫描切片的等待位和扫描完毕切片的卸载位，吸盘机械手经由所述中转平台在载物台和托盘间运送切片。

吸盘机械手依次执行以下操作直至遍历所有待扫描的切片：

1）若载物台上有切片，则将待扫描的切片运送到中转平台的等待位；若载物台上无切片，直接将待扫描的切片运送到载物台，继续拿取新的待扫描的切片运送到中转平台的等待位；

2）当载物台上的切片已经扫描完毕时将该切片运送到中转平台的卸载位；

3）将中转平台等待位上的待扫描切片运送到载物台；

4）将中转平台卸载位上的扫描完毕的切片运送回托盘，返回步骤1）。

由于采用了中转平台，吸盘机械手仅需在中转平台和载物台间短距离运送切片，而在中转平台和托盘间运送切片的远距离操作可以在扫描切片的过程中进行，不再额外占用时间，从而大幅度减少了更换切片的时间，尤其是当机械手采用XYZ型直线模组驱动方式时，其省时的效果更为明显。

本申请还提供了一种病理切片扫描仪，包括显微光学系统和上述切片装卸系统。

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；差不多同时的，也应广义的理解为可以相互错开一段时间，而非严格的要求时间完全一致。本申请中，切片装卸操作时，托盘移出托盘架的方向定义为托盘架的前侧，相反的方向定义为托盘架的后侧。

本申请的切片装卸系统和病理切片扫描仪不仅可以达到减少切片装卸时间的技术效果，而且切片容量更大，结构紧凑，适合自动化处理大批量的病理切片。

附图说明

图1是本申请第一实施例的切片装卸系统的立体图；

图2 是本申请第一实施例中支撑组件和托盘配合的示意图。

10-载物台，20-托盘架，30-托盘，31-托盘内芯，32-定位结构，33-放置切片的位置，70-支撑组件，71-支撑组件的限位机构。

具体实施方式

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

本申请第一实施例的切片装卸系统如图1和图2所示，包括：托盘架20、托盘30、托盘架升降装置、托盘驱动装置及吸盘机械手；托盘架设有若干容纳托盘的安装槽，托盘架的前侧开有供各个托盘进出的开口和支撑移出托盘架的托盘的支撑组件70，用于给移出托盘架的托盘以水平支撑；托盘上设有若干放置切片的位置33；托盘架升降装置驱动托盘架整体升降；所述托盘驱动装置逐一驱动位于预设高度的托盘从所述开口移出托盘架（以将该托盘上的切片暴露在吸盘机械手的操作区内）和移回原位；吸盘机械手拿取和释放切片，在显微光学系统的载物台10和移出托盘架的托盘之间运送切片，遍历所有待扫描的切片。一般情况下，吸盘机械手将在显微光学系统的载物台10上扫描完毕的切片运送到移出托盘架的托盘上，并将移出托盘架的托盘上待扫描的切片运送到载物台。由于在托盘架升降装置驱动下托盘可以升降，而位于预设高度的托盘即为要移出托盘架并进行装卸操作的托盘，因此升降托盘架就可以切换各个托盘。优选的，这个预设高度与显微光学系统的载物台齐平，以减小吸盘机械手的运动距离。

由于采用吸盘机械手拿取和释放切片，切片不会像现有技术那样长距离的直接与切片槽或载物台上表面滑动接触产生摩擦，而且吸盘机械手在带动切片水平和竖直运动之外，还能够带动切片绕自身中心转动预设角度，相较于现有技术中的推杆拉杆等形式的机械手，本申请的吸盘机械手操作速度快且更为灵活。

优选的，如图1和图2所示，支撑组件70还设置有限制移出托盘架的托盘向左右两侧运动的支撑组件限位机构71。图2给出了托盘底部和支撑组件与托盘接触的部位分别设置相互配合的凸起和凹槽的情形，当然也可以在托盘底部设置凹槽而支撑组件上设置凸起，又或者是在支撑组件上设置靠近托盘左右两侧带动挡板或挡块。

进一步优选的，如图2所示，支撑组件限位机构的延伸长度大于托盘的前后长度，托盘能够完全移出托盘架并沿支撑组件的限位机构继续滑动远离托盘架，以给机械手提供更大的操作和安装空间。再进一步优选的，为了保证完全移出托盘架的托盘能够顺畅的回复到托盘架内，所述供托盘进出的开口朝向支撑组件的一端微喇。

考虑到切片的中间为组织样品，为防止污染覆盖组织样品的盖玻片，也为了保持切片的平衡，优选的，吸盘机械手带有两个吸盘头，分别吸取切片的两端。

优选的，如图1所示，托盘30上设有定位结构32，托盘驱动装置设有配合部，当托盘驱动装置的配合部与托盘上的定位结构32扣合时，托盘驱动装置带动托盘从托盘架中移出或移回原位。这里仅给示出了定位机构在托盘前侧的情况，实际上，定位机构也可以设置在托盘的左侧和/或右侧靠近托盘后侧的位置，相应的，托盘架的左侧和/或右侧应设置镂空，供托盘驱动装置的配合部穿过镂空与定位结构32扣合。

优选的，如图2所示，托盘包括可拆卸的托盘内芯31，所述托盘内芯31上设有若干放置切片的位置，托盘的主体部分尤其是与托盘架接触的部分可以采用较为坚固的耐磨的材料，而托盘内芯可以采用轻质较软的材料，以减轻整个托盘的重量，并且可以对玻璃材质的切片起到缓冲作用。进一步优选的，在保证足够支撑强度的前提下，所述托盘的主体部分尤其是底部可以部分镂空，以减轻托盘的重量。

一般来说，托盘架的后侧设有通往外部空间的开口。进一步优选的，所述托盘内芯采用医院病理切片专用的晾片板，这样病理切片制片完成后，直接可以将装有若干切片的晾片板从托盘架的后侧开口插入托盘架的托盘中，从而省略掉将切片再从晾片板逐一转移到托盘上的步骤，减少医务人员的工作量。

优选的，切片装卸系统分别设置装载吸盘机械手和卸载吸盘机械手，卸载吸盘机械手将载物台上扫描完毕的切片运送到托盘，基本同时的，装载吸盘机械手将托盘上待扫描的切片运送到载物台。这样单片切片的装卸操作时间能够减半。

本申请第二实施例与第一实施例的切片装卸系统的区别仅在于，还包括设置在载物台附近的切片中转平台，所述中转平台设有容纳待扫描切片的等待位和扫描完毕切片的卸载位，吸盘机械手经由所述中转平台在载物台和托盘间运送切片。

吸盘机械手依次执行以下操作直至遍历所有待扫描的切片：

1）若载物台上有切片，则将待扫描的切片运送到中转平台的等待位；若载物台上无切片，直接将待扫描的切片运送到载物台，继续拿取新的待扫描的切片运送到中转平台的等待位；

2）当载物台上的切片已经扫描完毕时将该切片运送到中转平台的卸载位；

3）将中转平台等待位上的待扫描切片运送到载物台；

4）将中转平台卸载位上的扫描完毕的切片运送回托盘，返回步骤1）。

由于采用了中转平台，吸盘机械手仅需在中转平台和载物台间短距离运送切片，而在中转平台和托盘间运送切片的远距离操作可以在扫描切片的过程中进行，不再额外占用时间，从而大幅度减少了更换切片的时间，尤其是当机械手采用XYZ型直线模组驱动方式时，其省时的效果更为明显。

本申请的第三实施例是一种病理切片扫描仪，包括显微光学系统和上述切片装卸系统。

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；差不多同时的，也应广义的理解为可以相互错开一段时间，而非严格的要求时间完全一致。本申请中，切片装卸操作时，托盘移出托盘架的方向定义为托盘架的前侧，相反的方向定义为托盘架的后侧。

本申请的切片装卸系统和病理切片扫描仪不仅可以达到减少切片装卸时间的技术效果，而且切片容量更大，结构紧凑，适合自动化处理大批量的病理切片。

上述各具体实施例及其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，托盘包括可拆卸的托盘内芯，托盘内芯采用医院病理切片专用的晾片板，对于其他的实施例均适用。

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，本发明可以有各种更改和变化。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)

1.一种切片装卸系统，其特征在于包括：

托盘架、托盘、托盘架升降装置、托盘驱动装置及吸盘机械手；

托盘架设有若干容纳托盘的安装槽，托盘架的前侧开有供各个托盘进出的开口并设有支撑移出托盘架的托盘的支撑组件；

托盘上设有若干放置切片的位置；

托盘架升降装置驱动托盘架整体升降；

所述托盘驱动装置逐一驱动位于预设高度的托盘从所述开口移出托盘架和移回原位；

吸盘机械手拿取和释放切片，在显微光学系统的载物台和移出托盘架的托盘之间运送切片，遍历所有待扫描的切片。

2.根据权利要求1所述的切片装卸系统，其特征在于，所述支撑组件还设置有限制移出托盘架的托盘向左右两侧运动的支撑组件限位机构。

3.根据权利要求2所述的切片装卸系统，其特征在于，所述支撑组件限位机构的延伸长度大于托盘的前后长度，托盘能够完全移出托盘架并沿支撑组件的限位机构继续滑动远离托盘架。

4.根据权利要求1所述的切片装卸系统，其特征在于，所述供托盘进出的开口朝向支撑组件的一端微喇。

5.根据权利要求1所述的切片装卸系统，其特征在于，所述托盘包括可拆卸的托盘内芯，所述托盘内芯为病理切片晾片板。

6.根据权利要求1所述的切片装卸系统，其特征在于，托盘上设有定位结构，所述托盘驱动装置设有配合部，当所述配合部与托盘上的定位结构扣合时，托盘驱动装置带动托盘从托盘架中移出或移回原位。

7.根据权利要求1所述的切片装卸系统，其特征在于，分别设置装载吸盘机械手和卸载吸盘机械手，卸载吸盘机械手将载物台上的切片运送到移出托盘架的托盘上，基本同时的，装载吸盘机械手将移出托盘架的托盘上的切片运送到载物台。

8.根据权利要求1-7任一项所述的切片装卸系统，其特征在于，还包括设置在载物台附近的切片中转平台，所述中转平台设有容纳待扫描切片的等待位和扫描完毕切片的卸载位，吸盘机械手经由所述中转平台在载物台和托盘间运送切片。

9.一种权利要求8中的切片装卸系统的操作方法，其特征在于，吸盘机械手依次执行以下操作直至遍历所有待扫描的切片：

1）若载物台上无切片，直接将待扫描的切片运送到载物台，继续拿取新的待扫描的切片运送到中转平台的等待位；若载物台上有切片，则将待扫描的切片运送到中转平台的等待位；

2）当载物台上的切片已经扫描完毕时将该切片运送到中转平台的卸载位；

3）将中转平台等待位上的待扫描切片运送到载物台；

4）将中转平台卸载位上的扫描完毕的切片运送回托盘，返回步骤1）。

10.一种病理切片扫描仪，其特征在于，包括显微光学系统和权利要求1-8任一项所述的切片装卸系统。