CN110208190A - 一种用于显微镜镜检追踪的方法及系统 - Google Patents

一种用于显微镜镜检追踪的方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于显微镜镜检追踪的方法，进行首次拍照时，在计数池上建立坐标系；获取全部拍摄区域在坐标系中的中心点坐标；根据中心点坐标，采用第一物镜对计数池中全部的拍摄区域进行拍照并对拍照结果中的疑似虫卵进行识别；将识别出的疑似虫卵定位并生成疑似虫卵在坐标系中的疑似虫卵坐标，并根据疑似虫卵坐标采用第二物镜进行再次拍照生成二次拍照图片；对二次拍照图片中的虫卵进行精确识别、标记和计数。本发明还公开了一种用于显微镜镜检追踪的系统。本发明一种用于显微镜镜检追踪的方法及系统，通过对自动显微镜不同倍镜使用的设计，使得本发明可以将虫卵在很大的视野范围内进行精准识别，极大的提高了识别效率。

Description

一种用于显微镜镜检追踪的方法及系统
技术领域
本发明涉及检测技术领域，具体涉及一种用于显微镜镜检追踪的方法及系统。
背景技术
在体外诊断中，常常会借助显微镜对于病人粪便样本中的虫卵进行检测，然而在实际的检测过程当中常常会出现如下问题：
第一、当采用手工显微镜进行虫卵检测时，操作繁琐、效率低下、需消耗较多人力、同时无法做到样本封闭检测，会污染环境，有感染风险。
第二、当采用自动显微镜进行虫卵检测时：
a.如果拍照用10X物镜，虽然视野面积大，拍摄速度快，但图片中很多种类的虫卵目标太小，不易辨认，很容易出现错误识别。
b.如果拍照用20X物镜，视野面积只是10X物镜的四分之一，扫描拍摄完相同面积的样本，拍照所用时间将会是10X物镜的4倍，拍照效率较低；虽然图片中虫卵目标有所增大，但还是存在辨认较为困难的问题。
c.如果拍照用40X物镜，虽然图片中虫卵目标较大，容易辨认，但是其视野面积只是10X物镜的十六分之一，拍照所用时间将会是10X物镜的16倍，拍照效率太低。
通过上述分析可以发现，采用现有方法检测虫卵，其检测效率和正确率根本无法满足医院对虫卵检测的需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是采用现有方法检测虫卵的检测效率和正确率根本无法满足医院对虫卵检测的需求，目的在于提供一种用于显微镜镜检追踪的方法及系统，解决上述问题。
本发明通过下述技术方案实现：
一种用于显微镜镜检追踪的方法，显微镜包括第一物镜和第二物镜，且第二物镜的倍率大于第一物镜的倍率；方法包括以下步骤：S1：采用第一物镜对计数池进行首次拍照时，在计数池上建立坐标系；S2：根据首次拍照的起始位置和相邻拍摄区域的位置关系获取全部拍摄区域在所述坐标系中的中心点坐标；S3：根据所述中心点坐标，采用第一物镜对计数池中全部的拍摄区域进行拍照并对拍照结果中的疑似虫卵进行识别；S4：将识别出的疑似虫卵定位并生成疑似虫卵在所述坐标系中的疑似虫卵坐标，并根据疑似虫卵坐标采用第二物镜进行再次拍照生成二次拍照图片；S5：对二次拍照图片中的虫卵进行精确识别、标记和计数。
本发明应用时，在使用中，需要至少两个物镜，并且一个物镜的倍率需要大于另一个物镜，倍率高的物镜视野范围小，倍率低的物镜视野范围大。首先采用第一物镜对计数池进行首次拍照，首次拍照时，需要在计数池上建立坐标系，坐标系可以是直角坐标，也可以是极坐标，可以根据计数池自身的形状对坐标进行设定，坐标系的原点也可以任意设定，只需要可以表达出坐标系中两点之间的关系就可以了。
然后在坐标系中获取后续拍摄的中心点坐标，以供后续拍摄使用，相邻拍摄区域可以使用完成一次拍摄的区域和进行下一次拍摄的区域，也可以在坐标系中进行整体规划形成相邻拍摄区域。然后采用第一物镜进行后续的拍摄，并对疑似虫卵进行识别，识别方式一般为软件识别、人工智能模型识别或者其他任意可以识别虫卵的方式，这样识别出来的虫卵由于第一物镜的倍率限制，可能会不够准确。然后将这些疑似虫卵的坐标整理出来，作为二次拍照的参考依据，使用时可以将疑似虫卵的坐标作为二次拍照的中心或者其他可以实现定位的位置来使用，完成对虫卵的准确识别。
进一步的，第一物镜为10X物镜，第二物镜为40X物镜。
进一步的，步骤S1包括以下子步骤：以计数池中任意一点为坐标原点建立直角坐标系。
进一步的，步骤S2包括以下子步骤：在所述坐标系中，将首次拍照的中心坐标定为(X1,Y1)；定义相邻拍摄区域的位置关系为X方向图片中心增量δx；定义相邻拍摄区域的位置关系为Y方向图片中心增量δy；根据X方向图片中心增量和Y方向图片中心增量得出全部拍摄区域在所述坐标系中的中心点坐标(X1+nδx,Y1+mδy)；其中n和m均为整数。
本发明应用时，为了对进行下一次拍摄更加便捷，使用了直角坐标系和平移定位的方式进行定位。
进一步的，步骤S3包括以下子步骤：对显微镜进行原点复位并按照所述中心点坐标对计数池中全部的拍摄区域进行拍照。
一种用于显微镜镜检追踪的系统，包括：计数池：用于承载样本；显微镜：用于对计数池拍摄和成像；所述显微镜包括第一物镜和第二物镜，且第二物镜的倍率大于第一物镜的倍率；坐标单元：用于在计数池上建立坐标系并生成坐标；识别单元：用于识别虫卵；控制单元：用于控制整个系统工作；当第一物镜对计数池进行首次拍照时，坐标单元在计数池上建立坐标系；所述坐标单元根据首次拍照的起始位置和相邻拍摄区域的位置关系获取全部拍摄区域在所述坐标系中的中心点坐标；所述控制单元根据所述中心点坐标，采用第一物镜对计数池中全部的拍摄区域进行拍照，所述识别单元对拍照结果中的疑似虫卵进行识别；所述坐标单元将识别出的疑似虫卵定位并生成疑似虫卵在所述坐标系中的疑似虫卵坐标，所述控制单元根据疑似虫卵坐标采用第二物镜进行再次拍照生成二次拍照图片；所述识别单元对二次拍照图片中的虫卵进行精确识别、标记和计数。
进一步的，第一物镜为10X物镜，第二物镜为40X物镜。
进一步的，所述坐标单元以计数池中任意一点为坐标原点建立直角坐标系。
进一步的，所述坐标单元在所述坐标系中，将首次拍照的中心坐标定为(X1,Y1)；所述坐标单元定义相邻拍摄区域的位置关系为X方向图片中心增量δx；定义相邻拍摄区域的位置关系为Y方向图片中心增量δy；所述坐标单元根据X方向图片中心增量和Y方向图片中心增量得出全部拍摄区域在所述坐标系中的中心点坐标(X1+nδx,Y1+mδy)；其中n和m均为整数。
进一步的，所述控制单元在第一物镜拍照时对显微镜进行原点复位并按照所述中心点坐标对计数池中全部的拍摄区域进行拍照。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
本发明一种用于显微镜镜检追踪的方法及系统，通过对自动显微镜不同倍镜使用的设计，使得本发明可以将虫卵在很大的视野范围内进行精准识别，极大的提高了识别效率。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明方法步骤示意图；
图2为本发明实施例示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例
如图1所示，本发明一种用于显微镜镜检追踪的方法，显微镜包括第一物镜和第二物镜，且第二物镜的倍率大于第一物镜的倍率；方法包括以下步骤：S1：采用第一物镜对计数池进行首次拍照时，在计数池上建立坐标系；S2：根据首次拍照的起始位置和相邻拍摄区域的位置关系获取全部拍摄区域在所述坐标系中的中心点坐标；S3：根据所述中心点坐标，采用第一物镜对计数池中全部的拍摄区域进行拍照并对拍照结果中的疑似虫卵进行识别；S4：将识别出的疑似虫卵定位并生成疑似虫卵在所述坐标系中的疑似虫卵坐标，并根据疑似虫卵坐标采用第二物镜进行再次拍照生成二次拍照图片；S5：对二次拍照图片中的虫卵进行精确识别、标记和计数。
本实施例实施时，在使用中，需要至少两个物镜，并且一个物镜的倍率需要大于另一个物镜，倍率高的物镜视野范围小，倍率低的物镜视野范围大。首先采用第一物镜对计数池进行首次拍照，首次拍照时，需要在计数池上建立坐标系，坐标系可以是直角坐标，也可以是极坐标，可以根据计数池自身的形状对坐标进行设定，坐标系的原点也可以任意设定，只需要可以表达出坐标系中两点之间的关系就可以了。
然后在坐标系中获取后续拍摄的中心点坐标，以供后续拍摄使用，相邻拍摄区域可以使用完成一次拍摄的区域和进行下一次拍摄的区域，也可以在坐标系中进行整体规划形成相邻拍摄区域。然后采用第一物镜进行后续的拍摄，并对疑似虫卵进行识别，识别方式一般为软件识别、人工智能模型识别或者其他任意可以识别虫卵的方式，这样识别出来的虫卵由于第一物镜的倍率限制，可能会不够准确。然后将这些疑似虫卵的坐标整理出来，作为二次拍照的参考依据，使用时可以将疑似虫卵的坐标作为二次拍照的中心或者其他可以实现定位的位置来使用，完成对虫卵的准确识别。
为了进一步的说明本实施例的工作过程，第一物镜为10X物镜，第二物镜为40X物镜。
为了进一步的说明本实施例的工作过程，步骤S1包括以下子步骤：以计数池中任意一点为坐标原点建立直角坐标系。
为了进一步的说明本实施例的工作过程，步骤S2包括以下子步骤：在所述坐标系中，将首次拍照的中心坐标定为(X1,Y1)；定义相邻拍摄区域的位置关系为X方向图片中心增量δx；定义相邻拍摄区域的位置关系为Y方向图片中心增量δy；根据X方向图片中心增量和Y方向图片中心增量得出全部拍摄区域在所述坐标系中的中心点坐标(X1+nδx,Y1+mδy)；其中n和m均为整数。
本实施例实施时，为了对进行下一次拍摄更加便捷，使用了直角坐标系和平移定位的方式进行定位。
为了进一步的说明本实施例的工作过程，步骤S3包括以下子步骤：对显微镜进行原点复位并按照所述中心点坐标对计数池中全部的拍摄区域进行拍照。
一种用于显微镜镜检追踪的系统，包括：计数池：用于承载样本；显微镜：用于对计数池拍摄和成像；所述显微镜包括第一物镜和第二物镜，且第二物镜的倍率大于第一物镜的倍率；坐标单元：用于在计数池上建立坐标系并生成坐标；识别单元：用于识别虫卵；控制单元：用于控制整个系统工作；当第一物镜对计数池进行首次拍照时，坐标单元在计数池上建立坐标系；所述坐标单元根据首次拍照的起始位置和相邻拍摄区域的位置关系获取全部拍摄区域在所述坐标系中的中心点坐标；所述控制单元根据所述中心点坐标，采用第一物镜对计数池中全部的拍摄区域进行拍照，所述识别单元对拍照结果中的疑似虫卵进行识别；所述坐标单元将识别出的疑似虫卵定位并生成疑似虫卵在所述坐标系中的疑似虫卵坐标，所述控制单元根据疑似虫卵坐标采用第二物镜进行再次拍照生成二次拍照图片；所述识别单元对二次拍照图片中的虫卵进行精确识别、标记和计数。
为了进一步的说明本实施例的工作过程，第一物镜为10X物镜，第二物镜为40X物镜。
为了进一步的说明本实施例的工作过程，所述坐标单元以计数池中任意一点为坐标原点建立直角坐标系。
为了进一步的说明本实施例的工作过程，所述坐标单元在所述坐标系中，将首次拍照的中心坐标定为(X1,Y1)；所述坐标单元定义相邻拍摄区域的位置关系为X方向图片中心增量δx；定义相邻拍摄区域的位置关系为Y方向图片中心增量δy；所述坐标单元根据X方向图片中心增量和Y方向图片中心增量得出全部拍摄区域在所述坐标系中的中心点坐标(X1+nδx,Y1+mδy)；其中n和m均为整数。
为了进一步的说明本实施例的工作过程，所述控制单元在第一物镜拍照时对显微镜进行原点复位并按照所述中心点坐标对计数池中全部的拍摄区域进行拍照。
如图2所示，为了能够实现镜检自动追踪，首先显微镜和软件需满足如下要求：
显微镜功能要求：
第一、显微镜需带有相机，其相机可以通过数据线和电脑进行连接，相机和电脑能够进行数据传输。
第二、显微镜所装配的物镜为10X和40X
第三、显微镜载物台水平运动、物镜切换、载物台焦距调整均采用电机驱动，
第四、在显微镜上安装专用的电路板，将所有电机连接端子接在电路板上，另外用数据线将电路板和电脑相连接，最终实现电脑对显微镜的远程控制。
软件功能要求：
第一、能通过电脑实现对显微镜运动的控制，比如载物台的水平移动、显微镜物镜切换以及显微镜自动调焦等。
第二、能够实现自动显微镜和电脑之间的数据实时传输，能够将显微镜所拍摄的电子图片放到电脑指定位置。
第三、软件带有识别模块，可以快速对虫卵进行自动识别。
第四、在软件界面上，可以看到显微镜拍摄的图片，可以快速的进行不同视野下图片的切换，以便医生或实验人员快速的对虫卵做最终审核。
载物台在电机的驱动下可沿X和Y方向做水平移动，计数池固定在载物台上，当载物台移动时，计数池也跟着一起移动。图中小方框表示显微镜用10X物镜拍摄时的视野面积，黑色小圆点表示视野中心。当把样本注入满计数池后，就可以开始对样本进行拍照。该方法的具体工作流程如下：
第一、原点设定：当首次使用显微镜进行拍照时，需通过软件控制设定显微镜的坐标原点，在本文中选择计数池左下角O点为坐标原点。(注：坐标原点不一定非要设置在O点，只要是计数池上的任何一个固定点都可以当成坐标原点)。
第二、拍照起始位坐标及相连图片坐标间隔设定：通过软件设置拍照的起始点坐标和相连照片坐标差值，这样就可以保证获取到每张图片中心坐标位置，如图1所示，首张图片中心坐标为(X1,Y1),X方向图片中心间隔为δx,Y方向图片中心间隔为δy，由此可得任意图片中心坐标位置为(X1+nδx,Y1+mδy)，其中n,m为大于等于0的整数。
第三、10X低倍物镜拍照：拍照前先对显微镜进行原点复位，以消除机械误差，然后根据设定好的图像坐标按要求进行拍照，同时软件识别模块开始对拍摄的图片进行初次虫卵识别，找出可疑目标，并对图片进行虫卵标记以及记录虫卵坐标。
第四、40X高倍物镜拍照：根据记录的虫卵坐标，控制显微镜对虫卵坐标进行定点拍摄，同时软件识别模块开始对拍摄的图片进行再次虫卵识别，并对识别出来的虫卵进行标记，以便于医生或实验人员对虫卵做最终审核。
第五、当一个样本检测完毕，冲洗掉计数池中的样本，重新加入新的样本进行拍照，由于显微镜坐标原点、拍照起始点坐标以及相连图片坐标间隔已经确定好，可以不用重复上述步骤一和步骤二，而是直接进行步骤三、四、五。
先用自动显微镜的10X低倍物镜对粪便样本快速扫描拍照，结合人工智能识别软件，对低倍物镜图片进行初次虫卵识别，找出可疑目标并记录其在显微镜下的坐标位置；再用40X高倍物镜根据标记的虫卵坐标位置，对粪便样本进行定点拍照，结合人工智能识别软件，对高倍物镜图片再次进行虫卵识别。该方法不仅仅局限于粪便虫卵检测，对于病人样本中的其他有形成分的检测也适用。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于显微镜镜检追踪的方法，其特征在于，显微镜包括第一物镜和第二物镜，且第二物镜的倍率大于第一物镜的倍率；
方法包括以下步骤：
S1：采用第一物镜对计数池进行首次拍照时，在计数池上建立坐标系；
S2：根据首次拍照的起始位置和相邻拍摄区域的位置关系获取全部拍摄区域在所述坐标系中的中心点坐标；
S3：根据所述中心点坐标，采用第一物镜对计数池中全部的拍摄区域进行拍照并对拍照结果中的疑似虫卵进行识别；
S4：将识别出的疑似虫卵定位并生成疑似虫卵在所述坐标系中的疑似虫卵坐标，并根据疑似虫卵坐标采用第二物镜进行再次拍照生成二次拍照图片；
S5：对二次拍照图片中的虫卵进行精确识别、标记和计数。
2.根据权利要求1所述的一种用于显微镜镜检追踪的方法，其特征在于，第一物镜为10X物镜，第二物镜为40X物镜。
3.根据权利要求1所述的一种用于显微镜镜检追踪的方法，其特征在于，步骤S1包括以下子步骤：
以计数池中任意一点为坐标原点建立直角坐标系。
4.根据权利要求1所述的一种用于显微镜镜检追踪的方法，其特征在于，步骤S2包括以下子步骤：
在所述坐标系中，将首次拍照的中心坐标定为(X1,Y1)；
定义相邻拍摄区域的位置关系为X方向图片中心增量δx；定义相邻拍摄区域的位置关系为Y方向图片中心增量δy；
根据X方向图片中心增量和Y方向图片中心增量得出全部拍摄区域在所述坐标系中的中心点坐标(X1+nδx,Y1+mδy)；其中n和m均为整数。
5.根据权利要求1所述的一种用于显微镜镜检追踪的方法，其特征在于，步骤S3包括以下子步骤：
对显微镜进行原点复位并按照所述中心点坐标对计数池中全部的拍摄区域进行拍照。
6.一种用于显微镜镜检追踪的系统，其特征在于，包括：
计数池：用于承载样本；
显微镜：用于对计数池拍摄和成像；所述显微镜包括第一物镜和第二物镜，且第二物镜的倍率大于第一物镜的倍率；
坐标单元：用于在计数池上建立坐标系并生成坐标；
识别单元：用于识别虫卵；
控制单元：用于控制整个系统工作；
当第一物镜对计数池进行首次拍照时，坐标单元在计数池上建立坐标系；所述坐标单元根据首次拍照的起始位置和相邻拍摄区域的位置关系获取全部拍摄区域在所述坐标系中的中心点坐标；所述控制单元根据所述中心点坐标，采用第一物镜对计数池中全部的拍摄区域进行拍照，所述识别单元对拍照结果中的疑似虫卵进行识别；
所述坐标单元将识别出的疑似虫卵定位并生成疑似虫卵在所述坐标系中的疑似虫卵坐标，所述控制单元根据疑似虫卵坐标采用第二物镜进行再次拍照生成二次拍照图片；
所述识别单元对二次拍照图片中的虫卵进行精确识别、标记和计数。
7.根据权利要求6所述的一种用于显微镜镜检追踪的系统，其特征在于，第一物镜为10X物镜，第二物镜为40X物镜。
8.根据权利要求6所述的一种用于显微镜镜检追踪的系统，其特征在于，所述坐标单元以计数池中任意一点为坐标原点建立直角坐标系。
9.根据权利要求6所述的一种用于显微镜镜检追踪的系统，其特征在于，所述坐标单元在所述坐标系中，将首次拍照的中心坐标定为(X1,Y1)；
所述坐标单元定义相邻拍摄区域的位置关系为X方向图片中心增量δx；定义相邻拍摄区域的位置关系为Y方向图片中心增量δy；
所述坐标单元根据X方向图片中心增量和Y方向图片中心增量得出全部拍摄区域在所述坐标系中的中心点坐标(X1+nδx,Y1+mδy)；其中n和m均为整数。
10.根据权利要求6所述的一种用于显微镜镜检追踪的系统，其特征在于，所述控制单元在第一物镜拍照时对显微镜进行原点复位并按照所述中心点坐标对计数池中全部的拍摄区域进行拍照。
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