CN110799880A - 用于不同大小的载片的可调节载片台 - Google Patents

Abstract

数字载片扫描设备载片台被配置成固持1x3和2x3载玻片。所述载片台被配置成通过横向移位或旋转来改变其位置，以向载片架呈现1x3或2x3大小的凹口，用于将所述载片装载至所述平台上。另外，可移动插入件可以在存在时将所述平台配置成固持1x3载玻片，并且在移除时将所述平台配置成固持2x3载玻片。替代地，本文描述一种夹持器台，所述夹持器台包括固定臂和可移动臂，每一者具有一个或多个接触点，所述一个或多个接触点被配置成与所述载玻片的侧表面接合。一旦所述载玻片固定在所述可移动臂的所述接触点与所述固定臂的所述接触点之间，所述载片就进行进一步处理以供扫描。

Description

用于不同大小的载片的可调节载片台

相关申请的交叉参考

本申请要求2017年8月17日提交的第62/546,877号美国临时专利申请的优先权，所述申请的全部内容特此以引用方式并入本文中。

技术领域

本发明总体上涉及一种数字病理学扫描设备，且更具体来说，涉及一种支持可变大小的载片或载片架的扫描台。

背景技术

数字病理学是基于图像的信息环境，所述基于图像的信息环境由计算机技术实现以管理从物理载片生成的信息。数字病理学部分地由虚拟显微镜学实现，所述虚拟显微镜学是扫描物理载玻片上的标本并且创建可以在计算机监视器上存储、查看、管理和分析的数字载片图像的实践。通过对整个载玻片进行成像的能力，数字病理学领域得到突飞猛进的发展并且目前被视为诊断医学最有希望的途径之一，从而实现癌症和其它重要疾病的甚至更好、更快且更便宜的诊断、预后和预测。

大多数物理载玻片为76x26mm(1x3)。然而，一些载玻片为76x52mm(2x3)。这些较大载玻片有时称为“双倍宽度”。数字载片扫描设备通常一次扫描单个载片。一些数字载片扫描设备专用于扫描1x3载片，而其它数字载片扫描设备专用于扫描2x3载片。然而，由于处理不同大小的载片需要不同的扫描设备，因此传统的数字载片扫描过程通常将1x3载片的处理与2x3载片的处理分开。因此，需要一种克服上述传统系统中发现的这些重大问题的系统和方法。

发明内容

因此，本文描述一种与数字载片扫描设备一起使用的载片台，所述数字载片扫描设备被配置成固持不同大小的个别载玻片。单个载片台包括用于1x3载片的专用凹口以及用于2x3载片的单独专用凹口。所述载片台被配置成改变其位置以向载片架呈现合适大小的凹口，载玻片将从所述载片架装载至所述载片台上。可以通过横向移位或通过旋转来改变其位置。替代地，所述载片台可以包括可拆卸插入件，使得当所述插入件存在时，所述载片台被配置成固持1x3载玻片，并且当所述插入件被移除时，所述载片台被配置成固持2x3载玻片。

在替代实施方案中，本文描述一种夹持器台，所述夹持器台包括固定臂和可移动臂。所述可移动臂被配置成朝向和远离所述固定臂移动，以提供可变宽度的载片固持器。所述固定臂包括：一个或多个接触点，所述一个或多个接触点被配置成与载玻片的侧表面接合；以及下支架，所述下支架被配置成与所述载玻片的底表面的至少一部分接合。所述可移动臂还包括：一个或多个接触点，所述一个或多个接触点被配置成与载玻片的侧表面接合；以及下支架，所述下支架被配置成与所述载玻片的底表面的至少一部分接合。通过远离所述固定臂移动以及在将载片部分地推出所述载片架之后，所述可移动臂打开。在所述可移动臂的一个或多个接触点与所述载玻片的侧表面接合并且将所述载玻片的相对侧表面压入所述固定臂上的所述一个或多个接触点中之后，所述夹持器台使所述固定臂接触与所述载玻片的一侧相邻的点并且所述可移动臂闭合。一旦所述载玻片固定在所述可移动臂的所述一个或多个接触点与所述固定臂的所述一个或多个接触点之间，就将所述载片从所述载片架完全拉出并且进一步处理以供扫描。

在审查以下详细描述和附图之后，本发明的其它特征和优点对于本领域普通技术人员将变得更显而易见。

附图说明

通过审查以下详细描述和附图，将理解本发明的结构和操作，其中相同附图标记指代相同部件，并且在附图中：

图1是示出根据本发明的实施方案的实例扫描台的框图，所述扫描台被配置成固持1x3载玻片或2x3载玻片；

图2是示出根据本发明的实施方案的具有可拆卸插入件的实例扫描台的框图，所述扫描台被配置成固持1x3载玻片或2x3载玻片；

图3是示出根据本发明的实施方案的实例扫描台的框图，所述扫描台被配置成固持1x3载玻片或2x3载玻片；

图4是示出根据本发明的实施方案的实例扫描台的框图，所述扫描台被配置成固持1x3载玻片或2x3载玻片；

图5A是示出根据本发明的实施方案的实例夹持器台的透视图，所述夹持器台被配置成固持1x3载玻片；

图5B是示出根据本发明的实施方案的实例夹持器台的透视图，所述夹持器台被配置成固持2x3载玻片；

图6A是示出根据实施方案的实例启用处理器的装置的框图，所述启用处理器的装置可以结合本文所描述的各种实施方案使用；

图6B是示出根据实施方案的具有单个线性阵列的实例线扫描相机的框图；

图6C是示出根据实施方案的具有三个线性阵列的实例线扫描相机的框图；以及

图6D是示出根据实施方案的具有多个线性阵列的实例线扫描相机的框图。

具体实施方式

本文所公开的某些实施方案提供一种用于扫描1x3和2x3载玻片的载片台。所述载片台被配置成改变其位置以向载片架呈现1x3或2x3载片凹口，用于将载玻片卸载到扫描台上。所述载片台还可以被配置成移动可拆卸插入件以向载片架呈现1x3或2x3载片凹口，用于将载玻片卸载到扫描台上。本文所公开的其它实施方案提供一种夹持器载片台，所述夹持器载片台被配置成与载玻片的相对侧表面接合，从而固定载玻片以进行扫描。在阅读此描述之后，对于本领域技术人员而言，如何在各种替代实施方案和替代应用中实施本发明将变得显而易见。然而，将在本文中描述本发明的各个实施方案，但是应理解，这些实施方案仅借助于实例呈现并且是非限制性的。因此，各个替代实施方案的此详细描述不应被解释为限制如所附权利要求书中阐述的本发明的范围或宽度。

图1是示出根据实施方案的实例扫描台的框图，所述扫描台能够被调节为固持1x3载玻片或2x3载玻片。在所示实施方案中，扫描台100具有顶表面110以及从顶表面110凹入的载片表面120。扫描台包括一个固定部分140和一个可移动部分150，其中凹口130限定在固定部分140和可移动部分150的侧表面之间以及固定部分140和可移动部分150的载片表面120上方。可移动部分150被配置成朝向或远离固定部分140移动，由此通过改变两个部分140和150的侧表面之间的距离来改变两个部分140和150之间的凹口130的大小。这允许扫描台被重新配置成接受不同大小的载玻片，例如，第一配置中的1x3载片和第二配置中的2x3载片。还可以容纳其它大小的载片。

图2是示出根据实施方案的实例扫描台的框图，所述扫描台能够使用可移动(例如，可拆卸)插入件而被调节为固持1x3载玻片或2x3载玻片。扫描台100可以包括两个固定部分140和150，所述两个固定部分在其两个侧表面之间以及其相应载片表面120上方限定2x3大小的凹口130。通过填充凹口130的与固定部分150的侧表面相邻的部分，可移动插入件160可以与固定部分150中的一个相邻放置以减小凹口130的大小。在所示实施方案中，可移动插入件160放置于固定部分150的载片表面120上方，使得可移动插入件160的大小将凹口130的大小从2x3大小的凹口改变至1x3大小的凹口。多个不同大小(例如，相对于凹口130的不同长度)的可移动插入件160可以用于提供不同大小的凹口。在任一种情况下，应理解，可移动插入件160可以是可拆卸的(例如，与扫描台100可分离)，或可以在保持连接至扫描台100(例如，通过例如轨道、铰链等机械附件)时可移动。

图3是示出根据实施方案的实例扫描台的框图，所述扫描台能够被调节为接收1x3载玻片或2x3载玻片。在所示实施方案中，扫描台包括两个固定大小的凹口130A和130B。第一固定大小的凹口130A形成于部分140和扫描台100的中间部分170的侧表面之间，并且第二固定大小的凹口130B形成于中间部分170和部分150的侧表面之间。第一固定大小的凹口130A的大小被设定成容纳1x3载玻片，并且第二固定大小的凹口130B的大小被设定成容纳2x3载玻片。整个载片台100(即，部分140、150和170)被配置成移动以呈现1x3凹口130A或2x3凹口130B，用于在扫描之前接收载玻片。例如，平台可以横向地移动，以将凹口130A和130B中的一个与用于接收载玻片的开口对准，或将凹口130A和130B中的一个放入扫描位置中。替代地，凹口130A和130B可以竖直地堆叠，并且平台100可以上下移动，以将凹口130A和130B中的一个与用于接收载玻片的开口对准，或将凹口130A和130B中的一个放入扫描位置中。

图4是示出根据实施方案的实例扫描台的框图，所述扫描台能够被调节为接收1x3载玻片或2x3载玻片。在所示实施方案中，扫描台100包括两个固定大小的凹口130A和130B。第一固定大小的凹口130A容纳1x3载玻片，并且第二固定大小的凹口130B容纳2x3载玻片。整个载片台100被配置成移动以呈现1x3凹口130A或2x3凹口130B，用于在扫描之前接收载玻片。例如，整个载片台100可以围绕与凹入载片表面120的平面正交的轴旋转，以呈现1x3凹口130A或2x3凹口130B，用于在扫描载玻片之前将载玻片装载至相应凹口中。例如，旋转可以将凹口130A和130B中的一个与用于接收载玻片的开口对准，或将凹口130A和130B中的一个放入扫描位置中。如图所示，在此实施方案中的扫描台100可以由两个L形部分形成，其中每个L形部分的支腿平行于另一L形部分的对应支腿，以便形成具有不同宽度的支腿的单个L形凹口。在这种情况下，此单个L形凹口在逻辑上可以看作两个不同尺寸的重叠矩形凹口。

图5A和图5B是示出根据实施方案的实例夹持器台的透视图，所述夹持器台能够被调节为固持1x3载玻片(例如，图5A中所示)或2x3载玻片(例如，图5B中所示)。在所示实施方案中，扫描台100包括具有轨道190的基座180以及从基座180延伸的固定臂140。固定臂140具有一个或多个接触点142，所述一个或多个接触点被配置成与载玻片200的侧表面接合。固定臂140还具有载片表面120，所述载片表面包括至少一个下支架，所述至少一个下支架被配置成与载玻片200的底表面接合。

夹持器台还包括可移动臂150，所述可移动臂被配置成沿着轨道190的纵向轴在线性方向上移动，以增加可移动臂150与固定臂140之间的距离。可移动臂150具有一个或多个接触点152，所述一个或多个接触点被配置成与载玻片200的相对侧表面接合。可移动臂150还具有载片表面120，所述载片表面包括至少一个下支架，所述至少一个下支架被配置成与载玻片200的底表面接合。有利地，可移动臂150被配置成相对于固定臂140打开和闭合(即，增加和减小可移动臂150与固定臂140之间的距离)，使得具有可变大小的载玻片200可以固定在可移动臂150的接触点152与固定臂140的接触点142之间。在实施方案中，在固定臂140与可移动臂150之间存在至少三个总接触点142和152(例如，两个在固定臂140上且一个在可移动臂150上)。

在实施方案中，接触点142和/或152的侧表面可以成角度或弯曲，使得更靠近载玻片200的底表面(以及还更靠近载片表面120的下支架)的接触点的区域远离载玻片200的侧表面后退。因此，当可移动臂150将载玻片200的侧表面压入固定臂接触点142的成角度或弯曲侧表面中时，在载玻片200上施加向下压力以将载玻片200的底表面压入固定臂140的载片表面120的下支架中。可移动臂150的一个或多个接触点152可以类似地被配置成在载玻片200上施加向下压力，以便将载玻片200的底表面压入可移动臂150的载片表面120的下支架中。

应理解，在本文所描述的实施方案中的每一个中，可以设定载片表面的大小，使得一个固定或可移动部分的载片表面不与其它固定或可移动部分中的任一个的载片表面邻接。这允许每个实施方案中的一个或多个相应凹口从下方打开，使得扫描台100下方的照明系统可以照射放置于相应凹口内的载玻片。

实例实施方案

在实施方案中，数字载片扫描台包括：固定部分，所述固定部分具有顶表面以及在所述顶表面下方的凹入载片表面；以及可移动部分，所述可移动部分具有顶表面以及在所述顶表面下方的凹入载片表面，其中可移动部分的凹入载片表面平行于固定部分的凹入载片表面。在此实施方案中，可移动部分被配置成在至少第一位置与第二位置之间移动。第一位置限定固定部分与可移动部分之间的第一凹口，所述第一凹口被配置成固持具有第一宽度尺寸的载玻片。第二位置限定固定部分与可移动部分之间的第二凹口，所述第二凹口被配置成固持具有第二宽度尺寸的载玻片。另外，在此实施方案中，可移动部分沿着线性轴移动，所述线性轴平行于可移动部分和固定部分的凹入载片表面。

在实施方案中，数字载片扫描台包括：第一固定部分，所述第一固定部分具有第一顶表面以及在所述顶表面下方的第一凹入载片表面；以及第二固定部分，所述第二固定部分具有第二顶表面以及在所述顶表面下方的第二凹入载片表面。第一凹入载片表面平行于第二凹入载片表面，并且第一和第二固定部分限定第一凹口，所述第一凹口被配置成固持具有第一宽度尺寸的载玻片。另外，可移动插入件被配置成在至少第一位置与第二位置之间移动，并且当可移动插入件处于第一位置时，可移动插入件至少部分地与第二固定部分相邻定位。第一固定部分和可移动插入件还限定第二凹口，所述第二凹口被配置成固持具有第二宽度尺寸的载玻片。

在实施方案中，数字载片扫描台包括：第一固定部分，所述第一固定部分具有第一顶表面以及在所述顶表面下方的第一凹入载片表面；第二固定部分，所述第二固定部分具有第二顶表面以及在所述顶表面下方的第二凹入载片表面；以及第三固定部分，所述第三固定部分具有第三顶表面以及在所述顶表面下方的第三凹入载片表面和在所述顶表面下方的第四凹入载片表面。在此实施方案中，第一凹入载片表面平行于第三凹入载片表面，并且第一固定部分与第三固定部分的至少一部分限定第一凹口，所述第一凹口被配置成固持具有第一宽度尺寸的载玻片。另外，第二凹入载片表面平行于第四凹入载片表面，并且第二固定部分与第三固定部分的至少一部分限定第二凹口，所述第二凹口被配置成固持具有第二宽度尺寸的载玻片。此外，在此实施方案的一个方面中，扫描台的第一、第二和第三固定部分被配置成横向地移动以呈现第一凹口或第二凹口中的一个，用于在扫描第一载玻片之前将第一载玻片装载至相应凹口中。

在实施方案中，数字载片扫描台包括：第一固定部分，所述第一固定部分具有第一顶表面以及在所述顶表面下方的第一凹入载片表面；以及第二固定部分，所述第二固定部分具有第二顶表面以及在所述顶表面下方的第二凹入载片表面。另外，凹入载片表面中的每一个平行于其它凹入载片表面，并且第一凹入载片表面的仅一部分和第二凹入载片表面的仅一部分组合以限定第一凹口，所述第一凹口被配置成固持具有第一宽度尺寸的载玻片。此外，第一凹入载片表面的仅一部分和第二凹入载片表面的仅一部分组合以限定第二凹口，所述第二凹口被配置成固持具有第二宽度尺寸的载玻片。此外，在此实施方案的一个方面中，整个载片扫描台围绕与凹入载片表面的平面正交的轴旋转，以呈现第一凹口或第二凹口中的一个，用于在扫描第一载玻片之前将第一载玻片装载至相应凹口中。

在实施方案中，数字载片扫描台包括基座，所述基座具有从所述基座延伸的固定臂，所述固定臂包括一个或多个接触点和基座下支架，所述基座下支架被配置成与载玻片的底表面接合。扫描台还包括：具有线性轴的轨道，所述轨道沿着基座延伸；以及安装在所述轨道上的可移动臂，所述可移动臂从基座延伸并且包括一个或多个接触点和臂下支架，所述臂下支架被配置成与载玻片的底表面接合。在此实施方案中，可移动臂被配置成沿着线性轴中的轨道朝向固定臂以及远离固定臂移动，并且数字载片扫描台被配置成使固定臂接触点与载玻片的第一侧边缘相邻并控制可移动臂沿着线性轴中的轨道朝向固定臂移动，以与载玻片的相对侧边缘上的可移动臂接触点接合并且将载玻片的第一侧边缘压入固定臂接触点中以将载片固定至平台。在此实施方案的一个方面中，可移动臂接触点和固定臂接触点中的至少一个包括在底部部分处进一步远离载玻片凹入的成角表面。在此实施方案的另一方面中，将载玻片固定在可移动臂的一个或多个接触点与固定臂的一个或多个接触点之间会在载玻片上施加向下压力，以将载玻片的底表面的至少一部分压入固定臂下支架和可移动臂下支架中。

图6A是示出实例启用处理器的装置550的框图，所述启用处理器的装置可以结合本文所描述的各种实施方案使用。如技术人员将理解，还可以使用替代形式的装置550。在所示实施方案中，装置550呈现为数字成像装置(本文中还称为扫描仪系统或扫描系统)，所述数字成像装置包括：一个或多个处理器555；一个或多个存储器565；一个或多个运动控制器570；一个或多个界面系统575；一个或多个可移动台580(例如，对应于扫描台100)，所述一个或多个可移动台各自支持具有一个或多个样本590的一个或多个载玻片585(例如，对应于载玻片200)；一个或多个照明系统595，所述一个或多个照明系统照明样本；一个或多个物镜600，所述一个或多个物镜各自限定沿着光轴传播的光路605；一个或多个物镜定位器630；一个或多个可选的落射照明系统635(例如，包括在荧光扫描仪系统中)；一个或多个聚焦光学器件610；一个或多个线扫描相机615和/或一个或多个区域扫描相机620，所述相机中的每一个在样本590和/或载玻片585上限定单独的视场625。扫描仪系统550的各个元件通过一个或多个通信总线560通信地耦合。尽管扫描仪系统550的各个元件中的每个元件可能存在一个或多个，但是在以下描述中，为了简洁起见，这些元件将以单数进行描述，除非需要以复数形式描述以传达合适的信息。

一个或多个处理器555可以例如包括能够并行处理指令的中央处理单元(“CPU”)和单独的图形处理单元(“GPU”)，或一个或多个处理器555可以包括能够并行处理指令的多核处理器。还可以提供附加的单独处理器，以控制特定组件或执行例如图像处理的特定功能。例如，附加处理器可以包括用于管理数据输入的辅助处理器、用于执行浮点数学运算的辅助处理器、具有适用于快速地执行信号处理算法的架构的专用处理器(例如，数字信号处理器)、从属于主处理器的从处理器(例如，后端处理器)，和/或用于控制线扫描相机615、平台580、物镜225和/或显示器(未示出)的附加处理器。此类附加处理器可以是单独的离散处理器，或者可以与处理器555集成。一个或多个处理器可以被配置成控制电机，所述电机通过横向地移动平台或使平台旋转来改变扫描台100的位置。一个或多个处理器还可以控制电机，以移动一个或多个插入件160来改变凹口的大小。一个或多个处理器还可以控制夹持器台的可移动臂150，以沿着轨道190移动可移动臂150，从而将可变宽度的载玻片固定在可移动臂150的接触点152与固定臂140的接触点142之间。

存储器565为可以由处理器555执行的程序提供数据和指令的存储。存储器565可以包括存储数据和指令的一个或多个易失性和持久性计算机可读存储介质，包括例如，随机存取存储器、只读存储器、硬盘驱动器、可拆卸存储驱动器等。处理器555被配置成执行存储于存储器565中的指令并且通过通信总线560与扫描仪系统550的各个元件通信，以执行扫描仪系统550的整体功能。

一个或多个通信总线560可以包括被配置成传送模拟电信号的通信总线560，并且可以包括被配置成传送数字数据的通信总线560。因此，通过一个或多个通信总线560从处理器555、运动控制器570和/或界面系统575的通信可以包括电信号和数字数据两者。处理器555、运动控制器570和/或界面系统575还可以被配置成通过无线通信链路与扫描系统550的各个元件中的一个或多个元件通信。

运动控制系统570被配置成精确地控制和协调平台580和物镜600的XYZ移动(例如，通过物镜定位器630)。运动控制系统570还被配置成控制扫描仪系统550中的任何其它移动部件的移动。例如，在荧光扫描仪实施方案中，运动控制系统570被配置成协调落射照明系统635中的滤光器等的移动。

界面系统575允许扫描仪系统550与其它系统和人工操作员介接。例如，界面系统575可以包括用户界面，以将信息直接提供给操作员和/或允许来自操作员的直接输入。界面系统575还被配置成促进扫描系统550与直接连接的一个或多个外部装置(例如，打印机、可拆卸存储介质)或通过网络(未示出)连接至扫描仪系统550的例如图像服务器系统、操作员站、用户站以及管理服务器系统的外部装置之间的通信和数据传递。

照明系统595被配置成照明样本590的一部分。例如，照明系统可以包括光源和照明光学器件。光源可以是可变强度的卤素灯光源，所述可变强度的卤素灯光源具有用于最大化光输出的凹面反射镜以及用于抑制热量的KG-1滤光器。光源还可以是任何类型的弧光灯、激光或其它光源。在实施方案中，照明系统595以透射模式照明样本590，因此线扫描相机615和/或区域扫描相机620感测到通过样本590透射的光能。替代地或组合地，照明系统595还可以被配置成以反射模式照明样本590，因此线扫描相机615和/或区域扫描相机620感测到从样本590反射的光能。总体上，照明系统595被配置成适合于在任何已知的光学显微镜模式下检查显微镜样本590。

在实施方案中，扫描仪系统550可选地包括落射照明系统635，以优化扫描仪系统550来进行荧光扫描。荧光扫描是包括荧光分子的样本590的扫描，荧光分子是可以吸收特定波长(激发)的光的光子敏感分子。这些光子敏感分子还会发出更高波长的光(发射)。因为这种光致发光现象的效率非常低，所以发射光的量通常非常低。这种少量发射光通常使用于扫描和数字化样本590的传统技术(例如，透射模式显微镜)无效。有利地，在扫描仪系统550的可选荧光扫描仪系统实施方案中，通过将样本590的相同区域暴露于线扫描相机615的多个线性传感器阵列中的每一个线性传感器阵列，使用包括多个线性传感器阵列的线扫描相机615(例如，时间延迟积分(“TDI”)线扫描相机)会增加线扫描相机对光的灵敏度。这在扫描具有低发射光的微弱荧光样本时尤其有用。

因此，在荧光扫描仪系统实施方案中，线扫描相机615优选地是单色TDI线扫描相机。有利地，单色图像在荧光显微镜中是理想的，因为单色图像提供从存在于样本上的各个通道产生的实际信号的更准确表示。如本领域技术人员将理解，可以用发射不同波长的光的多种荧光染料标记荧光样本590，所述不同波长还称为“通道”。

此外，由于各种荧光样本的低端和高端信号电平呈现线扫描相机615将感测到的宽频谱波长，因此期望线扫描相机615可以感测到的低端和高端信号电平类似地宽。因此，在荧光扫描仪实施方案中，用于荧光扫描系统550中的线扫描相机615是单色10位64线性阵列TDI线扫描相机。应注意，线扫描相机615的各种位深度可以用于与扫描系统550的荧光扫描仪实施方案一起使用。

可移动台580(例如，对应于扫描台100)被配置用于在处理器555或运动控制器570的控制下进行精确的XY运动。可移动台还可以被配置用于在处理器555或运动控制器570的控制下进行Z运动。可移动台585被配置成在由线扫描相机615和/或区域扫描相机620捕获图像数据期间将样本定位在所需位置中。可移动台585还被配置成在扫描方向上将样本590加速至基本恒定的速度，然后在由线扫描相机615捕获图像数据期间保持基本恒定的速度。在实施方案中，扫描仪系统550可以采用高精度且密切协调的XY网格，以协助将样本590定位在可移动台580上。在实施方案中，可移动台580是具有用于X轴和Y轴两者上的高精度编码器的基于线性电机的XY平台。例如，非常精确的纳米编码器可以用于在扫描方向上的轴上和在与扫描方向垂直的方向上的轴上以及在与扫描方向相同的平面上。平台还被配置成支撑样本590安置于其上的载玻片585。

样本590可以是可以通过光学显微镜检查的任何东西。例如，显微镜载玻片585经常用作试样的观察基底，所述试样包括组织和细胞、染色体、DNA、蛋白质、血液、骨髓、尿液、细菌、小滴、活检材料，或已死或活着、染色或未染色、标记或未标记的任何其它类型的生物材料或物质。样本590也可以是沉积在任何类型的载片或其它物质上的任何类型的DNA或DNA相关材料阵列，例如cDNA或RNA或蛋白质，包括通常称为微阵列的任何和所有样本。样本590可以是微量滴定板，例如，96孔板。样本590的其它实例包括集成电路板、电泳记录、培养皿、膜、半导体材料、法医材料或已加工部件。

物镜600安装在物镜定位器630上，在一个实施方案中，所述物镜定位器可以采用非常精确的线性电机来沿着由物镜600限定的光轴移动物镜600。例如，物镜定位器630的线性电机可以包括50纳米编码器。在处理器555的控制下使用运动控制器570以闭环方式协调并控制平台580和物镜600在XYZ轴上的相对位置，所述处理器采用存储器565来存储信息和指令，包括用于整体扫描系统550操作的计算机可执行编程步骤。

在实施方案中，物镜600是具有对应于所需最高空间分辨率的数值孔径的平面复消色差(“APO”)无限大校正物镜，其中物镜600适用于透射模式照明显微镜、反射模式照明显微镜，和/或落射照明模式荧光显微镜(例如，Olympus 40X，0.75NA或20X，0.75NA)。有利地，物镜600能够校正色差和球差。由于物镜600被无限大校正，因此可以将聚焦光学器件610放置于物镜600上方的光路605中，其中穿过物镜的光束变成准直光束。聚焦光学器件610将由物镜600捕获的光信号聚焦至线扫描相机615和/或区域扫描相机620的光响应元件上，并且可以包括例如滤光器、变倍透镜等的光学组件。与聚焦光学器件610组合的物镜600为扫描系统550提供总放大倍率。在实施方案中，聚焦光学器件610可以含有镜筒透镜和可选的2X放大变换器。有利地，2X放大变换器允许本机20X物镜600以40X放大倍率扫描样本590。

线扫描相机615包括图像元素(“像素”)的至少一个线性阵列。线扫描相机615可以是单色的或彩色的。彩色线扫描相机通常具有至少三个线性阵列，而单色线扫描相机可以具有单个线性阵列或复数个线性阵列。也可以使用任何类型的单数个或复数个线性阵列，无论封装为相机的一部分还是定制集成至成像电子模块中。例如，也可以使用3线性阵列(“红-绿-蓝”或“RGB”)彩色线扫描相机或96线性阵列单色TDI。通过对来自试样的先前成像区域的强度数据进行求和，TDI线扫描相机通常在输出信号中提供更佳信噪比(“SNR”)，从而使SNR与集成阶段数目的平方根成比例地增加。TDI线扫描相机包括多个线性阵列。例如，TDI线扫描相机可提供24个、32个、48个、64个、96个或甚至更多线性阵列。扫描仪系统550还支持以各种格式制造的线性阵列，包括具有512个像素的一些线性阵列、具有1024个像素的一些线性阵列，以及具有多达4096个像素的其它线性阵列。类似地，具有各种像素大小的线性阵列也可以用于扫描仪系统550中。选择任何类型的线扫描相机615的显著要求是平台580的运动可以与线扫描相机615的线速率同步，使得平台580可以在样本590的数字图像捕获期间相对于线扫描相机615运动。

由线扫描相机615生成的图像数据存储于存储器565的一部分中并且由处理器555处理，以生成样本590的至少一部分的连续数字图像。连续数字图像可以由处理器555进一步处理并且修正的连续数字图像也可以存储在存储器565中。

在具有两个或更多个线扫描相机615的实施方案中，线扫描相机615中的至少一个可以被配置成用作聚焦传感器，所述聚焦传感器与被配置成用作成像传感器的线扫描相机615中的至少一个组合操作。聚焦传感器可以在逻辑上与成像传感器位于相同光轴上，或聚焦传感器可以在逻辑上相对于扫描仪系统550的扫描方向位于成像传感器之前或之后。在具有用作聚焦传感器的至少一个线扫描相机615的此种实施方案中，由聚焦传感器生成的图像数据存储于存储器565的一部分中并且由一个或多个处理器555处理以生成聚焦信息，从而允许扫描仪系统550调节样本590与物镜600之间的相对距离以在扫描期间保持聚焦在样本上。另外，在实施方案中，可以定向用作聚焦传感器的至少一个线扫描相机615，使得聚焦传感器的多个单个像素中的每个单个像素沿着光路605位于不同逻辑高度处。

在操作中，扫描仪系统550的各个组件以及存储于存储器565中的编程模块使得能够自动地扫描和数字化安置于载玻片585上的样本590。载玻片585牢固地放置于扫描仪系统550的可移动台580上，用于扫描样本590。在处理器555的控制下，可移动台580将样本590加速至基本恒定速度以用于由线扫描相机615进行感测，其中平台的速度与线扫描相机615的线速率同步。在扫描图像数据条之后，可移动台580减速并且使样本590基本上完全停止。随后，可移动台580正交于扫描方向移动以定位样本590，用于扫描随后的图像数据条(例如，相邻条带)。随后扫描附加的条带，直到扫描样本590的整个部分或整个样本590。

例如，在样本590的数字扫描期间，获取样本590的连续数字图像作为组合在一起以形成图像带的多个连续视场。多个相邻图像带类似地组合在一起，以形成一部分或整个样本590的连续数字图像。样本590的扫描可以包括获取竖直图像带或水平图像带。样本590的扫描可以从上到下、从下到上，或从上到下和从下到上(双向)，并且可以在样本上的任一点开始。替代地，样本590的扫描可以从左到右、从右到左，或从左到右和从右到左(双向)，并且可以在样本上的任一点开始。另外，不必以相邻或连续方式获取图像带。此外，样本590的所得图像可以是整个样本590或样本590的仅一部分的图像。

在实施方案中，计算机可执行指令(例如，编程模块和软件)存储于存储器565中，并且当执行时使扫描系统550能够执行本文所描述的各种功能。在本说明书中，术语“计算机可读存储介质”用于指用于存储计算机可执行指令并将计算机可执行指令提供至扫描系统550以供处理器555执行的任何介质。这些介质的实例包括存储器565以及例如通过网络(未示出)直接地或间接地与扫描系统550可通信地耦合的任何可拆卸或外部存储介质(未示出)。

图6B示出可以实施为电荷耦合装置(“CCD”)阵列的线扫描相机的单个线性阵列640。单个线性阵列640包括多个单个像素645。在所示实施方案中，单个线性阵列640具有4096个像素。在替代实施方案中，线性阵列640可以具有更多或更少像素。例如，线性阵列的常见格式包括512个、1024个和4096个像素。像素645以线性方式布置以限定线性阵列640的视场625。视场的大小根据扫描仪系统550的放大倍率变化。

图6C示出线扫描相机的三个线性阵列，所述线性阵列中的每一个可以实施为CCD阵列。三个线性阵列组合以形成颜色阵列650。在一个实施方案中，颜色阵列650中的每个个别线性阵列检测到不同的颜色强度(例如，红色、绿色和蓝色)。将来自颜色阵列650中的每个个别线性阵列的彩色图像数据组合，以形成彩色图像数据的单个视场625。

图6D示出线扫描相机的多个线性阵列，所述多个线性阵列中的每一个可以实施为CCD阵列。所述多个线性阵列组合以形成TDI阵列655。有利地，通过对来自试样的先前成像区域的强度数据进行求和，TDI线扫描相机可以在其输出信号中提供基本上更佳的SNR，从而使SNR与线性阵列数目的平方根成比例地增加(还称为集成阶段)。TDI线扫描相机可以包括更多数目的线性阵列。例如，TDI线扫描相机的常见格式包括24个、32个、48个、64个、96个、120个或甚至更多线性阵列。

提供所公开实施方案的以上描述以使本领域技术人员能够制造或使用本发明。这些实施方案的各种修改对于本领域技术人员来说将是显而易见的，并且在不脱离本发明的精神或范围的情况下，本文描述的通用原理可以适应于其它实施方案。因此，应理解，本文呈现的描述和附图表示本发明的当前优选实施方案，因此表示本发明广泛预期的主题。还应理解，本发明的范围完全涵盖对于本领域技术人员而言可能变得显而易见的其它实施方案，并且本发明的范围不会相应地受到限制。

Claims (14)

1.一种数字载片扫描台，包括：

固定部分，所述固定部分具有第一顶表面以及在所述第一顶表面下方凹入第一侧表面的第一载片表面，其中所述第一载片表面被配置成支撑载玻片的底部部分；以及

可移动部分，所述可移动部分具有第二顶表面以及在所述第二顶表面下方凹入第二侧表面的第二载片表面，其中所述第二载片表面被配置成支撑载玻片的底部部分；

其中所述可移动部分的所述第二侧表面与所述固定部分的所述第一侧表面相对，以在所述第一和第二载片表面上方形成凹口，并且

其中所述可移动部分被配置成在至少与所述固定部分相距第一距离的第一位置和与所述固定部分相距第二距离的第二位置之间移动，使得

在所述第一位置中，所述第一和第二侧表面以及所述第一和第二载片表面形成第一大小的第一凹口，所述第一凹口被配置成固持具有第一宽度尺寸的载玻片，以及

在所述第二位置中，所述第一和第二侧表面以及所述第一和第二载片表面形成第二大小的第二凹口，所述第二凹口被配置成固持具有第二宽度尺寸的载玻片，所述第二宽度尺寸与所述第一宽度尺寸不同。

2.如权利要求1所述的数字载片扫描台，进一步包括基座，其中所述固定部分包括在第一方向上从所述基座延伸的固定臂，并且其中所述可移动部分包括可移动臂，所述可移动臂在所述第一方向上延伸并且被配置成在与所述第一方向正交的第二方向上滑动，以便改变所述固定臂与所述可移动臂之间的距离。

3.如权利要求2所述的数字载片扫描台，其中所述固定臂包括所述第一侧表面，并且其中所述第一侧表面包括被配置成与载玻片的侧面接触的一个或多个第一接触点，并且其中所述可移动臂包括所述第二侧表面，并且其中所述第二侧表面包括被配置成与载玻片的侧面接触的一个或多个第二接触点。

4.如权利要求3所述的数字载片扫描台，其中所述第二接触点和所述第一接触点中的一个或多个接触点包括成角表面，因此这些接触点被配置成与载玻片的底表面相比更靠近所述载玻片的顶表面接触所述载玻片，由此在所述载玻片上施加向下压力。

5.如权利要求2所述的数字载片扫描台，其中所述基座包括在所述第二方向上线性地延伸的轨道，并且其中所述可移动臂被配置成在所述第二方向上沿着所述轨道滑动。

6.如权利要求1所述的数字载片扫描台，其中所述第一载片表面和所述第二载片表面不邻接，以便在所述数字载片扫描台下方在所述固定部分与所述可移动部分之间形成开口。

7.一种数字载片扫描台，包括：

第一固定部分，所述第一固定部分具有第一顶表面以及在所述第一顶表面下方凹入第一侧表面的第一载片表面，其中所述第一载片表面被配置成支撑载玻片的底部部分；

第二固定部分，所述第二固定部分具有第二顶表面以及在所述第二顶表面下方凹入第二侧表面的第二载片表面，其中所述第二载片表面被配置成支撑载玻片的底部部分；以及

可移动插入件；

其中所述第二固定部分的所述第二侧表面与所述第一固定部分的所述第一载片表面相对，以在所述第一和第二载片表面上方形成第一大小的凹口，所述凹口被配置成固持具有第一宽度尺寸的载玻片，并且

其中所述可移动插入件被配置成

与所述第二侧表面相邻插入所述凹口中，以便将所述凹口的大小从所述第一大小减小至第二大小，所述凹口被配置成固持具有第二宽度尺寸的载玻片，所述第二宽度尺寸不同于所述第一宽度尺寸，并且

在插入之后，从所述凹口移除以将所述凹口的所述大小从所述第二大小增加至所述第一大小。

8.如权利要求7所述的数字载片扫描台，其中所述第一载片表面和所述第二载片表面不邻接，以便在所述数字载片扫描台下方在所述凹口下方形成开口。

9.一种数字载片扫描台，包括：

第一固定部分，所述第一固定部分具有第一顶表面以及在所述第一顶表面下方凹入第一侧表面的第一载片表面，其中所述第一载片表面被配置成支撑载玻片的底部部分；

第二固定部分，所述第二固定部分具有第二顶表面以及在所述第二顶表面下方凹入第二侧表面的第二载片表面，其中所述第二载片表面被配置成支撑载玻片的底部部分；以及

第三固定部分，所述第三固定部分具有第三顶表面、在所述第三顶表面下方凹入第三侧表面的第三载片表面，以及在所述第三顶表面下方凹入第四侧表面的第四载片表面，其中所述第三和第四载片表面各自被配置成支撑载玻片的底部部分；

其中所述第三固定部分的所述第三侧表面与所述第一固定部分的所述第一侧表面相对，以在所述第一和第三载片表面上方形成第一大小的第一凹口，所述第一凹口被配置成固持具有第一宽度尺寸的载玻片，

其中所述第三固定部分的所述第四侧表面与所述第二固定部分的所述第二侧表面相对，以在所述第二和第四载片表面上方形成第二大小的第二凹口，所述第二凹口被配置成固持具有第二宽度尺寸的载玻片，所述第二宽度尺寸不同于所述第一宽度尺寸，

其中所述数字载片扫描台被配置成在第一位置与第二位置之间移动，

其中在所述第一位置中，所述第一凹口处于扫描位置中，并且

其中在所述第二位置中，所述第二凹口处于所述扫描位置中。

10.如权利要求9所述的数字载片扫描台，其中所述第一载片表面和所述第三载片表面不接触，以便在所述数字载片扫描台下方在所述第一凹口下方形成开口，并且其中所述第二载片表面和所述第四载片表面不接触，以便在所述数字载片扫描台下方在所述第二凹口下方形成开口。

11.如权利要求9所述的数字载片扫描台，其中所述第一凹口和所述第二凹口沿着所述数字载片扫描台的水平轴彼此相邻。

12.如权利要求9所述的数字载片扫描台，其中所述第一凹口和所述第二凹口沿着所述数字载片扫描台的垂直轴彼此相邻。

13.一种数字载片扫描台，包括：

第一固定L形部分，所述第一固定L形部分具有第一顶表面以及在所述第一顶表面下方凹入第一侧表面的第一载片表面，其中所述第一载片表面被配置成支撑载玻片的底部部分；以及

第二固定L形部分，所述第二固定L形部分具有第二顶表面以及在所述第二顶表面下方凹入第二侧表面的第二载片表面，其中所述第二载片表面被配置成支撑载玻片的底部部分；

其中所述第一固定L形部分和所述第二固定L形部分都具有分开第一距离的第一平行部分，以便在其相应侧表面之间并且在其相应载片表面上方形成第一凹口，其中所述第一凹口被配置成固持具有第一宽度尺寸的载玻片，

其中所述第一固定L形部分和所述第二固定L形部分都具有分开与所述第一距离不同的第二距离的第二平行部分，以便在其相应侧表面之间并且在其相应载片表面上方形成第二凹口，其中所述第二凹口被配置成固持具有第二宽度尺寸的载片，所述第二宽度尺寸不同于所述第一宽度尺寸，

其中所述第一凹口与所述第二凹口重叠，

其中所述数字载片扫描台被配置成在第一位置与第二位置之间旋转，

其中在所述第一位置中，所述第一凹口处于扫描位置中，并且

其中在所述第二位置中，所述第二凹口处于所述扫描位置中。

14.如权利要求13所述的数字载片扫描台，其中所述第一载片表面和所述第二载片表面不接触，以便在所述数字载片扫描台下方在所述第一固定L形部分与所述第二固定L形部分之间形成开口。

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