CN111089841A - 一种自动进样、扫描与识别细胞及组织的装置及使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种能够提升检测效率，降低检验人员的工作强度，统一评判标准便于检验人员进行交流及复检的自动进样、扫描与识别细胞及组织的装置。该自动进样、扫描与识别细胞及组织的装置，包括装置部件固定板以及装置安装底板；所述装置安装底板的一端设置有控制部件，另一端设置有进样部件；所述装置安装底板的一侧设置有XY高精度抓取平台；另一侧设置有光学显微系统以及双通道自动进样及滴油模块；所述XY高精度抓取平台、光学显微系统以及双通道自动进样及滴油模块以及装置部件固定板固定在装置安装底板上。采用该自动进样、扫描与识别细胞及组织的装置，采用集成化模块化设计，有利于节省仪器的安装空间；提高检测质量。

Description

一种自动进样、扫描与识别细胞及组织的装置及使用方法
技术领域
本发明涉及光机电一体化，属于医疗器械卫生领域，尤其涉及一种自动进样、扫描与识别细胞及组织的装置及使用方法。
背景技术
众所周知的：长期以来，外周血细胞和生物组织等的临床镜检是临床检验的“金标准”。目前在大多数医院的检验科或病理科均是采用人工镜检的方式对细胞或生物组织进行病理检查、诊断和研究。采用人工镜检存在以下问题：1、依据临床检验的操作标准，需要临床检验人员长时间的高工作强度的集中精力进行镜检，造成了临床检验人员工作强度大，容易疲劳等现象；2、由于细胞种类繁多，人工镜检时，需要检验人员具有极强的专业水平和极其丰富的检验经验，这就使得阅片缺乏统一的判定标准；3、由于人工阅片的自动化程度低，导致人工检测效率低；4、由于检验科或病理科的载玻片检测数量多，需要人工进行载玻片的标识和保存，导致重复阅片难度大，不利于人工复检。
综上所述，人工镜检存在着检测效率低、重复阅片难度大、极度依赖检验人员的经验判断、缺乏统一的检验标准、检验人员工作强度大等问题。因此，迫切需要研制一套自动阅片机来进一步解决上述问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够提升检测效率，降低检验人员的工作强度，统一评判标准便于检验人员进行交流及复检的自动进样、扫描与识别细胞及组织的装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种自动进样、扫描与识别细胞及组织的装置，包括装置部件固定板以及装置安装底板；所述装置安装底板的一端设置有控制部件，另一端设置有进样部件；所述装置安装底板的一侧设置有XY高精度抓取平台；另一侧设置有光学显微系统以及双通道自动进样及滴油模块；
所述XY高精度抓取平台、光学显微系统以及双通道自动进样及滴油模块以及装置部件固定板固定在装置安装底板上；
所述XY高精度抓取平台包括XY平台固定座、X向平台滑动座、Y向平台滑动座；
所述XY平台固定座上设置有导轨；所述X向平台滑动座滑动安装在X向导轨上；
所述X向平台滑动座上方设置有Y向导轨；所述Y向平台滑动座滑动安装在Y向导轨上；
所述XY平台固定座一侧设置有驱动X向平台滑动座滑动的X向直线驱动装置；所述XY平台固定座一端设置有驱动Y向平台滑动座滑动的Y向直线驱动装置；
所述Y向平台滑动座上方设置有紧定安装板；所述紧定安装板上方设置有直推电机固定座。
进一步的，所述XY平台固定座的一端设置有光耦挡片以及光耦。
进一步的，所述X向直线驱动装置和Y向直线驱动装置均采用丝杆装置。
进一步的，所述光学显微系统包括调焦部件安装座；
所述调焦部件安装座上滑动安装有竖向滑动的导轨滑块；所述导轨滑块上设置有镜筒安装座；所述镜筒安装座上安装有两个竖向镜筒；其中一个竖向镜筒为高倍镜筒，另一个为低倍镜筒；
所述竖向镜筒上端设置有CCD摄像头；所述竖向镜筒下端设置有镜头；
所述镜头下方设置有光源；所述调焦部件安装座顶部设置有移动CCD摄像头的CCD移动部件；所述调焦部件安装座顶部设置有调焦电机。
进一步的，所述光源包括焦面、光阑、平凸透镜以及两片半球透镜；
所述光阑设置在两片半球透镜之间，两片半球透镜的凸面相对设置，其中一片半球透镜的后侧设置有平凸透镜，所述平凸透镜的凸面侧设置有焦面。
进一步的，所述控制部件包括开关电源、射频卡读写模块、液路驱动板、电机驱动板、CCD摄像头、交换机；
所述开关电源分别为射频卡读写模块、液路驱动板、电机驱动板、CCD、摄像头提供电源。
具体的，所述进样部件包括底部安装板、第一传感器模块、存储导向条、进样盘、第二传感器模块、X向侧拨组件、进样导向块、联机导向块、Y向侧拨组件、进样盘支撑块；
所述第一传感器模块安装在底部安装板上；
所述第一传感器模块上设置有进样盘；
所述进样盘上设置有存储导向条；
所述进样盘的一侧的上方设置有第二传感器模块；所述进样盘的一侧设置有X向侧拨组件；
所述进样盘的一端设置有联机导向块以及驱动联机导向块的Y向侧拨组件；
所述X向侧拨组件包括第一导轨滑块、滑轨驱动构件、丝杆直推电机安装块、拨杆安装块、拨杆和伸缩驱动构件，所述第一导轨滑块与所述底部安装板固定连接，并与所述进样盘抵接，所述滑轨驱动构件与所述底部安装板固定连接，并与所述第一导轨滑块转动连接，且位于所述底部安装板靠近所述第一导轨滑块的一侧，所述丝杆直推电机安装块与所述第一导轨滑块滑动连接，并位于所述第一导轨滑块远离所述底部安装板的一侧，且滑动方向朝向所述第一导轨滑块延伸的方向，所述拨杆安装块与所述丝杆直推电机安装块滑动连接，并位于所述丝杆直推电机安装块远离所述第一导轨滑块的一侧，且滑动方向朝向靠近所述进样盘的方向，所述拨杆与所述拨杆安装块固定连接，并位于所述拨杆安装块远离所述丝杆直推电机安装块的一侧，且朝向所述进样盘的方向，所述伸缩驱动构件与所述丝杆直推电机安装块固定连接，并与所述拨杆安装块固定连接，且位于所述丝杆直推电机安装块靠近所述拨杆安装块一侧，驱动所述拨杆安装块在所述丝杆直推电机安装块上滑动。
具体的，所述双通道自动进样及滴油模块包括机械爪、载玻片、步进电机机构、双通道翻转平台和光敏电阻，
所述机械爪夹持所述载玻片，所述载玻片位于所述机械爪的底部，所述步进电机机构与所述机械爪固定连接，并位于所述机械爪远离所述载玻片的一侧，所述双通道翻转平台与所述载玻片抵接，并位于所述机械爪的下方，所述光敏电阻与所述机械爪固定连接，并靠近所述载玻片，位于所述载玻片和所述机械爪之间；
所述步进电机机构包括齿轮步进电机和升降驱动组件，所述齿轮步进电机与所述机械爪转动连接，并位于所述机械爪远离所述载玻片一侧，所述升降驱动组件与所述机械爪滑动连接，并位于所述齿轮步进电机远离所述机械爪的一侧。
本发明还公开了一种自动进样、扫描与识别细胞及组织的装置的使用方法，包括以下步骤：
a当进样部件感知到有载玻片需要进行显微镜镜检时，此时进样部件将会利用夹持机械手将载玻片送入到双通道自动进样部件下，将载玻片夹持送入双通道中；
b)当载玻片处于双通道中时，XY高精度抓取平台将自动抓取载玻片送入显微系统中进行镜检；
具体的：当在上位机中有需要低倍镜检时，则XY高精度抓取平台先将载玻片送入显微系统的低倍镜下进行细胞扫描，当扫描完成后，再进行移动至双通道自动进样及滴油模块滴油，再送入显微系统的高倍镜下镜检；
当上位机中无需低倍镜检，则XY高精度抓取平台直接将载玻片移动至双通道自动进样及滴油模块进行滴油，随后送入高倍镜下镜检；
c)在XY高精度抓取平台抓取载玻片后，用夹持机械手将第二片载玻片送入双通道中等待检测；
d)当第一片载玻片完成镜检时，将完成镜检的载玻片放入双通道中，随后夹取第二片载玻片进行镜检，然后进样部件的夹持机械手将第一片载玻片送出；
e)由此循环往复。
本发明的有益效果是：本发明所述的一种自动进样、扫描与识别细胞及组织的装置，具有以下优点：
1、采用一种自动进样、扫描与识别细胞及组织的装置有利于提高显微镜镜检的质量和速度，进一步降低医务人员的劳动强度；
2、采用集成化模块化设计，提高了仪器的维修性，有利于节省仪器的安装空间；
3、采用图像处理进行细胞种类分析，更加有利于样本信息的保存与处理，更加有利于对检验结果进行溯源；
4、采用图像处理进行细胞种类分析，统一了检测评定标准，降低了检验人员的主观判断，不再依赖检验人员的检验认知，提高了检测质量。
附图说明
图1是本发明实施例中自动进样、扫描与识别细胞及组织的总装图；
图2是本发明实施例中XY高精度抓取平台总成图；
图3是本发明实施例中显微镜系统总成图；
图4是本发明实施例中显微镜光源照明图；
图5是本发明实施例中爬山算法调焦逻辑图；
图6是本发明实施例中各电路板供电控制逻辑图；
图7是本发明实施例中进样部件的立体图；
图8是本发明实施例中进样部件的俯视图；
图9是本发明的X向侧拨组件的结构示意图；
图10是本发明的手动进样组件的结构示意图；
图11是本发明的双通道自动进样滴油的总装图；
图12是本发明的玻片夹持部件的总成图；
图13是本发明的机械爪升降机构的总成图；
图14是本发明的双通道翻转平台的总成图；
图15是本发明的滴油部件图；
图16是本发明的滴油部件的控制逻辑示意图；
图中标示：1-进样部件；2-装置部件固定板，3-XY高精度抓取平台，4-装置安装底板；5-控制部件，6-光学显微系统，7-双通道自动进样及滴油模块，301-丝杆套筒，302-X向平台滑动座，303-Y向丝杆电机，304-光耦挡片，305-光耦，306-Y向平台滑动座，307-消隙弹簧，308-调节螺钉，309-直推电机固定座，310-紧定安装板，311-导轨，312-XY平台固定座，313-X向丝杆电机，601-光源，602-镜头，603-镜筒安装座，604-镜筒，605-CCD摄像头，606-调焦电机，607-CCD移动部件，608-防尘挡板，609-导轨滑块，610-镜筒转接块，611调焦部件安装座，401-半球透镜，402-光阑，403-平凸透镜，404-焦面。
101-底部安装板、102-第一光耦传感器、103-存储导向条、1044-进样盘、105-第二光耦传感器、160-X向侧拨组件、107-进样导向块、108-联机导向块、90-Y向侧拨组件、1010-进样盘支撑块、1011-挂钩、160-滑轨驱动构件、161-伸缩驱动构件、90-拨板驱动构件、91-拨板构件、1100-移动式多功能自动进样存储装置、1601-丝杆直推电机、1602-第一同步带夹、1603-第一步进电机、1604-第一同步轮、1605-步进电机安装板、1606-第一导轨滑块、1607-拨杆、1608-滑动轴承、1609-拨杆安装块、1610-滑动轴、1611-丝杆直推电机安装块、1612-第一同步带、1613-第一从动轮、1614-从动轮安装板、901-第二从动轮、902-第二同步带夹、903-第二导轨滑块、904-Y向侧拨组件安装底板、905-左旋侧拨板、906-第二步进电机、907-第二同步轮、908-第二同步带、909-第三同步轮、910-移动滑轨安装板、911-旋转轴、912-第四同步轮、913-右旋侧拨板、914-固定垫片、915-扭簧、916-侧拨固定块、917-第三同步带；
71-机械爪、72-载玻片、73-步进电机机构、74-双通道翻转平台、75-光敏电阻、76-滴油机构、77-滴油检测机构、731-齿轮步进电机、732-升降驱动组件、733-压力传感器、741-读写板、742-翻转组件、743-射频读写器、761-滴油部件安装板、762-滴油针、771-检测光耦、772-控制器、7100-高精度双通道载玻片自动进样滴油装置、7321-步进丝杆电机、7322-移动副导轨、7421-传动构件、7422-翻转步进电机、74211-同步轮、74212-同步带。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1至图6所示，本发明所述的一种自动进样、扫描与识别细胞及组织的装置，包括装置部件固定板2以及装置安装底板4；所述装置安装底板4的一端设置有控制部件5，另一端设置有进样部件1；所述装置安装底板4的一侧设置有XY高精度抓取平台3；另一侧设置有光学显微系统6以及双通道自动进样及滴油模块7；
所述XY高精度抓取平台3、光学显微系统6以及双通道自动进样及滴油模块7以及装置部件固定板2固定在装置安装底板4上；
所述XY高精度抓取平台3包括XY平台固定座312、X向平台滑动座302、Y向平台滑动座306；
所述XY平台固定座312上设置有导轨311；所述X向平台滑动座302滑动安装在X向导轨311上；
所述X向平台滑动座302上方设置有Y向导轨；所述Y向平台滑动座306滑动安装在Y向导轨上；
所述XY平台固定座312一侧设置有驱动X向平台滑动座302滑动的X向直线驱动装置；所述XY平台固定座312一端设置有驱动Y向平台滑动座306滑动的Y向直线驱动装置；
所述Y向平台滑动座306上方设置有紧定安装板310；所述紧定安装板310上方设置有直推电机固定座309。所述XY平台固定座312的一端设置有光耦挡片304以及光耦305。所述X向直线驱动装置和Y向直线驱动装置均采用丝杆装置。所述光学显微系统6包括调焦部件安装座611；
所述调焦部件安装座611上滑动安装有竖向滑动的导轨滑块609；所述导轨滑块609上设置有镜筒安装座603；所述镜筒安装座603上安装有两个竖向镜筒604；其中一个竖向镜筒604为高倍镜筒，另一个为低倍镜筒；
所述竖向镜筒604上端设置有CCD摄像头605；所述竖向镜筒604下端设置有镜头602；
所述镜头602下方设置有光源601；所述调焦部件安装座611顶部设置有移动CCD摄像头605的CCD移动部件607；所述调焦部件安装座611顶部设置有调焦电机606。所述光源601包括焦面404、光阑402、平凸透镜403以及两片半球透镜401；
所述光阑402设置在两片半球透镜401之间，两片半球透镜401的凸面相对设置，其中一片半球透镜401的后侧设置有平凸透镜403，所述平凸透镜403的凸面侧设置有焦面404。所述控制部件5包括开关电源、射频卡读写模块、液路驱动板、电机驱动板、CCD摄像头、交换机；
所述开关电源分别为射频卡读写模块、液路驱动板、电机驱动板、CCD、摄像头提供电源。
具体的，当自动阅片机与自动推片机、五分类血细胞分析仪形成流水线后，自动阅片机可直接进行载玻片分析。自动阅片机前置的自动进样模块1可自动识别是自动进样模式和手动进样模式，
具体的，如图7和图8所示：所述进样部件1包括底部安装板101、第一传感器模块102、存储导向条103、进样盘104、第二传感器模块105、X向侧拨组件106、进样导向块107、联机导向块108、Y向侧拨组件109、进样盘支撑块110；
所述第一传感器模块102安装在底部安装板101上；
所述第一传感器模块102上设置有进样盘104；
所述进样盘104上设置有存储导向条103；
所述进样盘104的一侧的上方设置有第二传感器模块105；所述进样盘104的一侧设置有X向侧拨组件106；
所述进样盘104的一端设置有联机导向块108以及驱动联机导向块108的Y向侧拨组件109；
所述X向侧拨组件160包括第一导轨滑块1606、滑轨驱动构件、丝杆直推电机安装块1611、拨杆安装块1609、拨杆1607和伸缩驱动构件161，所述第一导轨滑块606与所述底部安装板101固定连接，并与所述进样盘104抵接，所述滑轨驱动构件与所述底部安装板101固定连接，并与所述第一导轨滑块1606转动连接，且位于所述底部安装板101靠近所述第一导轨滑块1606的一侧，所述丝杆直推电机安装块1611与所述第一导轨滑块1606滑动连接，并位于所述第一导轨滑块1606远离所述底部安装板101的一侧，且滑动方向朝向所述第一导轨滑块1606延伸的方向，所述拨杆安装块1609与所述丝杆直推电机安装块1611滑动连接，并位于所述丝杆直推电机安装块1611远离所述第一导轨滑块1606的一侧，且滑动方向朝向靠近所述进样盘104的方向，所述拨杆1607与所述拨杆安装块1609固定连接，并位于所述拨杆安装块1609远离所述丝杆直推电机安装块1611的一侧，且朝向所述进样盘104的方向，所述伸缩驱动构件161与所述丝杆直推电机安装块1611固定连接，并与所述拨杆安装块609固定连接，且位于所述丝杆直推电机安装块1611靠近所述拨杆安装块1609一侧，驱动所述拨杆安装块1609在所述丝杆直推电机安装块1611上滑动。
进一步地，所述伸缩驱动构件161包括滑动轴1610、滑动轴承1608和丝杆直推电机1601，所述滑动轴1610与所述丝杆直推电机安装块1611固定连接，并贯穿所述拨杆安装块1609，且位于所述拨杆1607和所述丝杆直推电机安装块1611之间，朝向所述进样盘104的方向；所述滑动轴承1608与所述拨杆安装块1609固定连接，并与所述滑动轴1610滑动连接，且位于所述滑动轴1610的外周，靠近所述拨杆安装块1609；所述丝杆直推电机1601与所述丝杆直推电机安装块1611固定连接，并与所述拨杆安装块1609转动连接，且位于所述滑动轴1610靠近所述进样盘104的一端。
进一步地，所述滑轨驱动构件包括第一从动轮1613、第一同步带1612、第一同步轮1604、第一步进电机1603和第一同步带夹1602，所述第一从动轮1613与所述底部安装板101通过支架转动连接，并位于所述第一导轨滑块1606远离所述丝杆直推电机安装块1611的一侧，所述第一同步带1612与所述第一从动轮1613转动连接，并带动所述第一从动轮1613转动，且位于所述第一从动轮1613远离所述第一导轨滑块1606的一端，所述第一同步轮1604与所述第一同步带1612转动连接，并驱动所述第一同步带1612转动，且位于所述第一同步带1612远离所述第一从动轮1613的一端，所述第一步进电机1603与所述底部安装板101固定连接，并与所述第一同步轮1604转动连接，且位于所述第一同步轮1604远离所述第一同步带1612的一端，驱动所述第一同步轮1604转动，所述第一同步带夹1602与所述第一同步带1612固定连接，并与所述丝杆直推电机安装板1611固定连接，且位于所述第一同步轮1604和所述第一从动轮1613之间。
进一步地，所述X向侧拨组件106还包括联机导向块108和存储导向条103，所述联机导向块108与所述进样盘104固定连接，并位于所述进样盘104远离所述底部安装板101的一侧；所述存储导向条103与所述进样盘104固定连接，并位于所述进样盘104远离所述底部安装板101的一侧，且位于所述进样盘104远离所述联机导向块108的一侧，靠近所述拨杆1607。
进一步地，所述移动式多功能自动进样存储装置100还包括进样导向块107和Y向侧拨组件109，所述进样导向块107与所述进样盘104固定连接，并朝向所述拨杆1607的方向，且位于所述联机导向块108和所述存储导向条103之间；所述Y向侧拨组件90与所述底部安装板101固定连接，并与所述进样盘104滑动连接，且位于所述进样导向块107和所述联机导向块108之间.
工作过程过程中：进样模块可实现仪器自动进样，而不需要人工干预。当样本从流水线设备如全自动推片染色机传递过来时，样本玻片盒将会在拨杆的推动下移动到待检测区域，当所有样本检测完成后，依旧由拨杆将样本玻片盒推送到存储区域。其进样流程如图8所示。自动进样模式下样本玻片盒的运动轨迹如红线所示。当样本玻片盒从流水线区域进入时，装置将会传递相关信息至控制板，此时X向侧拨组件将就那些相应的运动。通过丝杆电机带动拨杆向Y向内侧收缩，当到达样本玻片盒处时，丝杆直推电机再将拨杆向Y向外侧伸出。当样本玻片盒中的载玻片将会被自动阅片机轮流夹住并进行相应的检测。
进一步的，所述Y向侧拨组件9包括第二导轨滑块903、侧拨固定块916、拨板驱动构件90和拨板构件91，所述第二导轨滑块903与所述底部安装板101通过支架连接，并位于所述进样盘104和所述底部安装板101之间，且位于所述联机导向块8和所述进样导向块107之间；所述侧拨固定块916与所述第二导轨滑块903滑动连接，并位于所述第二导轨滑块903靠近所述进样盘104的一侧；所述拨板驱动构件90与所述底部安装板101固定连接，并与所述第二导轨滑块903转动连接，且位于所述第二导轨滑块903和所述底部安装板101之间；所述拨板构件91与所述侧拨固定板块916固定连接，并朝向远离所述底部安装板101的方向伸出所述进样盘104的表面，且位于所述联机导向块108和所述进样导向块107之间。
进一步地，所述拨板构件91包括左旋侧拨板905和右旋侧拨板913，所述左旋侧拨板905与所述侧拨固定板块916固定连接，并位于所述侧拨固定板块916靠近所述进样导向块107的一侧，且朝向远离所述底部安装板101的方向伸出所述进样盘104的表面；所述右旋侧拨板913与所述侧拨固定板块916固定连接，并位于所述侧拨固定板块916远离所述左旋侧拨板905的一侧，且朝向远离所述底部安装板101的方向伸出所述进样盘104的表面。
进一步地，所述拨板驱动构件90包括第二步进电机906、第二同步轮907、第二同步带908、第三同步轮909、旋转轴911、第四同步轮912、第三同步带917和第二从动轮901，所述第二步进电机906与所述底部安装板101固定连接，并位于所述底部安装板101靠近所述第二导轨滑块903的一侧；所述第二同步轮907与所述第二步进电机906转动连接，并位于所述第二步进电机906朝向所述第二导轨滑块903的一侧；所述第二同步带908与所述第二同步轮907转动连接，并位于所述第二同步轮907的外周，远离所述第二步进电机906；所述第三同步轮909与所述第二同步带908转动连接，并位于所述第二同步带908远离所述第二同步轮907的一端；所述旋转轴911与所述第三同步轮909固定连接，并位于所述第二导轨滑块903远离所述侧拨固定板块916的一侧；所述第四同步轮912与所述旋转轴911固定连接，并位于所述旋转轴911远离所述第三同步轮909的一端；所述第三同步带917与所述第四同步轮912转动连接，并与所述侧拨固定块916固定连接，位于所述第四同步轮912的外周；所述第二从动轮901与所述第三同步带917转动连接，并与所述第二导轨滑块903转动连接，且位于所述第二导轨滑块903远离所述第二步进电机906的一侧。
在本实施例中，所述第二导轨滑块903通过移动滑轨安装板910与所述底部安装板101螺纹连接，当仪器或设备处于单机状态时，此时进样为手动进样模式，当检验人员将样本玻片盒放入到所述进样盘104上靠近所述进样导向块107时，此时将会由传感装置感知样本玻片盒，所述第二步进电机906螺纹固定在所述Y向侧拨组件安装底板904上，所述第二步进电机906驱动所述第二同步轮907进行旋转，所述第二同步轮907的外周旋转配合有所述第二同步带908，所述第二同步带908远离所述第二同步轮907的一端旋转配合有所述第三同步轮909，所述第三同步轮909和所述第四同步轮912之间通过所述旋转轴911螺纹连接，通过联轴器进行运动方向的改变，可以进一步缩小空间布局，进一步使得仪器小型化，使所述第三同步轮909带动所述第四同步轮912转动，所述第四同步轮912的外周旋转配合有所述第三同步带917，并驱动所述第三同步带917转动，所述第三同步带917远离所述第四同步轮912的一侧旋转配合有所述第二从动轮901，所述第二从动轮901与所述第二导轨滑块903通过转轴配合，并通过所述第二同步带夹902驱动所述侧拨固定块916在所述第二导轨滑块903上直线滑动，所述侧拨固定块916的两端通过固定垫片914螺纹固定有所述左旋侧拨板905和所述右旋侧拨板913，所述侧拨固定块916的底部安装有第二同步带夹902，所述侧拨固定块916通过第二同步带夹902与所述第三同步带917连接，随后利用所述左旋侧拨板905和所述右旋侧拨板913将样本玻片盒推入待检测区域进行样本检测。当样本玻片盒中的样本依次检测完以后，其它相关动作与实施例1中的动作相一致，均是将样本玻片盒存入存储区，采用自动进样与手动进样相结合集成化的设计思路，有利于降低仪器成本，增加了装置的通用性，便于设备在多个平台使用，兼容性更强，拆装效率更高。
当自动进样模块1完成进样后，将由双通道自动进样及滴油模块7的机械手将待检测样本玻片夹持进入XY高精度自动抓取平台3。
具体的，双通道载玻片自动进样滴油装置7，包括机械爪71、载玻片72、步进电机机构73、双通道翻转平台74和光敏电阻75，所述机械爪71夹持所述载玻片72，所述载玻片72位于所述机械爪71的底部，所述步进电机机构73与所述机械爪71固定连接，并位于所述机械爪71远离所述载玻片72的一侧，所述双通道翻转平台74与所述载玻片72抵接，并位于所述机械爪71的下方，所述光敏电阻75与所述机械爪71固定连接，并靠近所述载玻片72，位于所述载玻片72和所述机械爪71之间；所述步进电机机构73包括齿轮步进电机731和升降驱动组件732，所述齿轮步进电机731与所述机械爪71转动连接，并位于所述机械爪71远离所述载玻片72一侧，所述升降驱动组件732与所述机械爪71滑动连接，并位于所述齿轮步进电机731远离所述机械爪71的一侧。
进一步地，所述双通道翻转平台74包括读写板741和翻转组件742，所述读写板741与所述载玻片72抵接，并位于所述载玻片72远离所述机械爪71的下方；所述翻转组件742与所述读写板741转动连接，并位于所述读写板741远离所述载玻片72的一侧。
进一步地，所述翻转组件742包括传动构件7421和翻转步进电机7422，所述传动构件7421与所述读写板741连接，并带动所述读写板741转动；所述翻转步进电机7422与所述传动构件7421连接，并驱动所述传动构件7421转动，且位于所述传动构件7421远离所述读写板741的一端。
进一步地，所述传动构件7421包括同步轮74211和同步带74212，所述同步轮74211与所述读写板741连接，并带动所述读写板741转动；所述同步带74212与所述同步轮74211连接，并与所述翻转步进电机7422连接，且连接所述同步轮74211和所述翻转步进电机7422。
进一步地，所述双通道翻转平台74还包括射频读写器743，所述射频读写器743安装在所述读写板741上，并对所述载玻片72的信息进行读写。
进一步地，所述高精度双通道载玻片自动进样滴油装置7还包括滴油机构76和滴油检测机构77，所述滴油机构76与所述双通道翻转平台74连接，并位于所述双通道翻转平台74远离所述机械爪71的一侧，且朝向所述载玻片72；所述滴油检测机构77与所述滴油机构76连接，并朝向所述载玻片72。
进一步地，所述滴油机构76包括滴油部件安装板761和滴油针762，所述滴油部件安装板761与双通道翻转平台74连接，并位于所述双通道翻转平台74远离所述机械爪71的一侧；所述滴油针762与所述滴油部件安装板761固定连接，并朝向所述载玻片72。
进一步地，所述滴油检测机构77包括检测光耦771和控制器772，所述检测光耦771位于所述滴油部件安装板761靠近所述滴油针762的一侧，并朝向所述载玻片72；所述控制器772与所述检测光耦771连接，并与所述滴油针762连接，且控制所述滴油针762进行滴油。
在本实施例中，当所述读写板741翻转90°后，可通过XY平台上的抓取爪将其夹持走，所述滴油部件安装板761安装在所述双通道翻转平台74的侧面，所述滴油针762位于所述滴油部件安装板761的端部，朝向所述载玻片72，此时的所述载玻片72可进行滴油处理，在进行滴油时，打开阀开启滴油液路，并利用泵进行抽油，在泵的压力下将油从所述滴油针762中滴出，并通过所述检测光耦771接收油滴是否泵出的信号，并传输到所述控制器772，如有，则停止泵油；如无，则继续泵油，如此利用所述检测光耦771进行油滴有无判断，实现滴油功能，并监测到滴油量的多少，提高滴油过程的效率，进而提高了检测速度。
当双通道机械手夹持模块将载玻片样本送至XY高精度抓取平台时，此时X向丝杆电机313将旋转丝杆带动XY高精度抓取平台向前移动至显微镜下进行镜检，当载玻片移动至显微镜镜头602下方时，此时的丝杆电机313将停止运行，随后Y向丝杆电机303将运行带动整个Y向平台滑动座上方所有物品在Y向平移，实际的最终目的是移动载玻片，通过X向和Y向的丝杆电机运动对载玻片的运动路径进行控制，最终使得载玻片在显微镜下呈“Z”字形运动轨迹。XY高精度抓取平台3通过导轨311之间的配合以及通过整个模块的调试，可实现亚微米级的高精度运动。
当载玻片在显微镜下进行镜检时，只需要不断的移动载玻片并使得其检测路径成为“Z”字形即可。显微镜主要由光源601、镜头602、CCD摄像头605、CCD移动部件607等组成。光源601主要由三片平凸透镜组成，其具体结构如图所示，利用柯勒照明实现载玻片中细胞的照明，随后利用筒镜进行成像。显微镜系统主要由高倍油镜和低倍镜组成，为保证仪器的通用性和互换性，高低倍所有的镜筒和筒镜均保持一致，这样可根据用户不同的需求便捷性的进行相应的修改。
载玻片上细胞或组织的图像获取主要由CCD摄像头605获取。一般情况下一个显微镜系统配备一个CCD摄像头605。为节约成本，且高低倍显微系统不在同一时间工作，可将镜筒604上的C接口螺纹去除，采用移动CCD摄像头605进行高低倍的图像获取。
具体的，双通道自动进样及滴油模块7中的双通道进样装置如图9所示。双通道自动进样装置由玻片夹持模块71、双通道翻转平台72及滴油模块73组成。当玻片夹持模块71将载玻片夹入到双通道翻转平台72上时，翻转平台将自动翻转将载玻片传送至XY检测平台上，由此，玻片夹持模块71可继续夹取第二块载玻片进入双通道翻转平台上进行等待，当第一片载玻片完成检测后将送至双通道翻转平台上，并接着将第二片载玻片夹入，由此增加了仪器的周转频率，提高自动阅片机的进样速度。滴油部件主要有光耦、支撑板和滴油管组成。当香柏油滴出时，光耦将自动检测到油滴的滴落，并给上位机反馈相关信息，从而进行下一步检测。
进一步的，由于显微系统竖直安装，可能存在灰尘吸附的现象；而整个显微系统光学放大倍数较大，灰尘容易导致图像识别过程中出现误识别的现象。为杜绝这一问题，将进行防尘处理。通过防尘挡板608的设置，可直接挡住镜筒604的出光口，从而防止灰尘落入镜筒604中的筒镜上。
由于直推电机固定座309夹持载玻片后，可能会由于夹持力的不均匀，导致载玻片呈现一定的角度，从而导致在显微镜镜检下失焦。为实现显微系统的自动对焦，可从CCD摄像头605中所获取的图像，对其进行图像处理，利用爬山法和优选法结合实时对比分析，进而获取相对最为清晰图像的获取，由此判定显微系统此时处于齐焦状态。
对于图像清晰度评价算法而言，准确性及单峰特性是两个比较重要的特性，根据在实际应用对焦测试过程中，主要选用了标准差和一阶差分两种图像清晰度评价指标。
对于显微镜视野而言，当视野远离焦平面时，图像视野接近于纯色，此时的标准差较小，当视野里开始出现细胞图像时，可以发现图像标准差会显著超过某一阈值。因而在对焦时，可以先以标准差为一评价参数，设定一个阈值，从而使步进电机迅速达到焦平面较近位置。
然后改用一阶差分作为评价参数，此时一阶差分对于图像质量较为敏感,通过不停的向下所搜，找到参数最大位置，即为图像质量最佳位置。
由于所述光学显微系统6包括调焦部件安装座611；所述调焦部件安装座611上滑动安装有竖向滑动的导轨滑块609；所述导轨滑块609上设置有镜筒安装座603；所述镜筒安装座603上安装有两个竖向镜筒604；其中一个竖向镜筒604为高倍镜筒，另一个为低倍镜筒；
所述竖向镜筒604上端设置有CCD摄像头605；所述竖向镜筒604下端设置有镜头602；
所述镜头602下方设置有光源601；所述调焦部件安装座611顶部设置有移动CCD摄像头605的CCD移动部件607；所述调焦部件安装座611顶部设置有调焦电机606；因此，可以通过爬山法调焦；
所谓爬山法，直白点说就是离目标远的时候就大步走，离目标近的时候就小步走。大步走的目的是为了尽快走到目标位置附近，小步是为了精确达到目标位置。通常过程为首先用大步快速超过目标位置，然后退一步再改用小步数继续爬山，如此反复，不停的减小步幅，直至最终达到目标位置。
还可以通过优选法进行调焦；优选法是一种类似二分法的方法，可以用如下数学公式进行描述：
x＝0.618(b-a)+a
如果f(x)<f(b)则用X取代a，如果f(x)>f(b)则用X取代b，再反复做迭代,直至找出满意的目标值
显微系统的调焦是通过调焦电机606来实现的。调焦电机606上安装固定有一齿轮未示出，通过齿轮之间的啮合来控制调节导轨滑块609的上下移动。导轨滑块609上方安装有镜筒转接块610与镜筒安装座603相连，通过调焦电机606的正反转控制了镜筒安装座603的上下移动。
进一步的，为减少导轨滑块609与调焦部件安装座611之间的硬摩擦，在其之间安装有导轨来减小摩擦，提高流畅度。同时为减少安装误差，在导轨滑块609上方还安装有消隙弹簧。
综上所述，本发明所述的一种自动进样、扫描与识别细胞及组织的装置，具有以下优点：
1、高精度运动平台通过导轨、消隙弹簧等的相互配合，实现亚微米级的精度；
2、采用截断式的显微系统，使用一个CCD摄像头进行细胞图像的获取，进一步降低了装置的使用成本；
3、采用一个CCD摄像头进行细胞图像获取，而使用防尘挡板的设计，有效的杜绝了镜筒内灰尘的进入，结构设计巧妙，不需要额外的结构，更加具有便利性；
4、采用爬山算法进行图像的清晰度评判，可实时的进行显微系统的对焦，进一步加快了检测时间，提高了装置检测的吞吐量；
5、采用三个透镜进行显微系统的照明，提高了光线的利用率，降低了成本；
6、基于大数据的细胞图像处理，为细胞形态学分类确定了统一的评判标准。
本发明还提供了一种自动进样、扫描与识别细胞及组织的装置的使用方法，包括以下步骤：
a当进样部件1感知到有载玻片需要进行显微镜镜检时，此时进样部件1将会利用夹持机械手将载玻片送入到双通道自动进样部件下，将载玻片夹持送入双通道中；
b)当载玻片处于双通道中时，XY高精度抓取平台3将自动抓取载玻片送入显微系统6中进行镜检；
具体的：当在上位机中有需要低倍镜检时，则XY高精度抓取平台先将载玻片送入显微系统6的低倍镜下进行细胞扫描，当扫描完成后，再进行移动至双通道自动进样及滴油模块7滴油，再送入显微系统6的高倍镜下镜检；
当上位机中无需低倍镜检，则XY高精度抓取平台3直接将载玻片移动至双通道自动进样及滴油模块7进行滴油，随后送入高倍镜下镜检；
c)在XY高精度抓取平台3抓取载玻片后，用夹持机械手将第二片载玻片送入双通道中等待检测；
d)当第一片载玻片完成镜检时，将完成镜检的载玻片放入双通道中，随后夹取第二片载玻片进行镜检，然后进样部件1的夹持机械手将第一片载玻片送出；
e)由此循环往复。
具体的：
1、当进样部件感知到有载玻片需要进行显微镜镜检时，此时进样部件将会利用夹持机械手将载玻片送入到双通道自动进样部件下，将载玻片夹持送入双通道中；
2、当载玻片处于双通道中时，XY高精度抓取平台将自动抓取载玻片送入显微系统中进行镜检。如在上位机中有需要低倍镜检时，则XY高精度抓取平台先将载玻片送入低倍镜下进行细胞扫描，当扫描完成后，再进行滴油送入高倍镜下镜检；
3、如上位机中无需低倍镜检，则XY高精度抓取平台直接将载玻片进行滴油，随后送入高倍镜下镜检；
4、在XY高精度抓取平台抓取载玻片后，此时的双通道和夹持机械手处于空闲状态，为提高装置的吞吐量，可用夹持机械手将第二片载玻片送入双通道中等待检测；
5、当第一片载玻片完成镜检时，将完成镜检的载玻片放入双通道中，随后夹取第二片载玻片进行镜检，然后夹持机械手将第一片载玻片送出；
6、由此循环往复，可提高装置对载玻片的镜检吞吐量。

Claims (9)

1.一种自动进样、扫描与识别细胞及组织的装置，包括装置部件固定板(2)以及装置安装底板(4)；所述装置安装底板(4)的一端设置有控制部件(5)，另一端设置有进样部件(1)；所述装置安装底板(4)的一侧设置有XY高精度抓取平台(3)；另一侧设置有光学显微系统(6)以及双通道自动进样及滴油模块(7)；
所述XY高精度抓取平台(3)、光学显微系统(6)以及双通道自动进样及滴油模块(7)以及装置部件固定板(2)固定在装置安装底板(4)上；
其特征在于：所述XY高精度抓取平台(3)包括XY平台固定座(312)、X向平台滑动座(302)、Y向平台滑动座(306)；
所述XY平台固定座(312)上设置有导轨(311)；所述X向平台滑动座(302)滑动安装在X向导轨(311)上；
所述X向平台滑动座(302)上方设置有Y向导轨；所述Y向平台滑动座(306)滑动安装在Y向导轨上；
所述XY平台固定座(312)一侧设置有驱动X向平台滑动座(302)滑动的X向直线驱动装置；所述XY平台固定座(312)一端设置有驱动Y向平台滑动座(306)滑动的Y向直线驱动装置；
所述Y向平台滑动座(306)上方设置有紧定安装板(310)；所述紧定安装板(310)上方设置有直推电机固定座(309)。
2.如权利要求1所述的一种自动进样、扫描与识别细胞及组织的装置，其特征在于：所述XY平台固定座(312)的一端设置有光耦挡片(304)以及光耦(305)。
3.如权利要求2所述的一种自动进样、扫描与识别细胞及组织的装置，其特征在于：所述X向直线驱动装置和Y向直线驱动装置均采用丝杆装置。
4.如权利要求3所述的一种自动进样、扫描与识别细胞及组织的装置，其特征在于：所述光学显微系统(6)包括调焦部件安装座(611)；
所述调焦部件安装座(611)上滑动安装有竖向滑动的导轨滑块(609)；所述导轨滑块(609)上设置有镜筒安装座(603)；所述镜筒安装座(603)上安装有两个竖向镜筒(604)；其中一个竖向镜筒(604)为高倍镜筒，另一个为低倍镜筒；
所述竖向镜筒(604)上端设置有CCD摄像头(605)；所述竖向镜筒(604)下端设置有镜头(602)；
所述镜头(602)下方设置有光源(601)；所述调焦部件安装座(611)顶部设置有移动CCD摄像头(605)的CCD移动部件(607)；所述调焦部件安装座(611)顶部设置有调焦电机(606)。
5.如权利要求4所述的一种自动进样、扫描与识别细胞及组织的装置，其特征在于：所述光源(601)包括焦面(404)、光阑(402)、平凸透镜(403)以及两片半球透镜(401)；
所述光阑(402)设置在两片半球透镜(401)之间，两片半球透镜(401)的凸面相对设置，其中一片半球透镜(401)的后侧设置有平凸透镜(403)，所述平凸透镜(403)的凸面侧设置有焦面(404)。
6.如权利要求5所述的一种自动进样、扫描与识别细胞及组织的装置，其特征在于：所述控制部件(5)包括开关电源、射频卡读写模块、液路驱动板、电机驱动板、CCD摄像头、交换机；
所述开关电源分别为射频卡读写模块、液路驱动板、电机驱动板、CCD、摄像头提供电源。
7.如权利要求6所述的一种自动进样、扫描与识别细胞及组织的装置，其特征在于：所述进样部件(1)包括底部安装板(101)、第一传感器模块(102)、存储导向条(103)、进样盘(104)、第二传感器模块(105)、X向侧拨组件(160)、进样导向块(107)、联机导向块(108)、Y向侧拨组件(90)、进样盘支撑块(110)；
所述第一传感器模块(102)安装在底部安装板(101)上；
所述第一传感器模块(102)上设置有进样盘(104)；
所述进样盘(104)上设置有存储导向条(103)；
所述进样盘(104)的一侧的上方设置有第二传感器模块(105)；所述进样盘(104)的一侧设置有X向侧拨组件(106)；
所述进样盘(104)的一端设置有联机导向块(108)以及驱动联机导向块(108)的Y向侧拨组件(109)；
所述X向侧拨组件(160)包括第一导轨滑块(1606)、滑轨驱动构件、丝杆直推电机安装块(1611)、拨杆安装块(1609)、拨杆(1607)和伸缩驱动构件(161)，所述第一导轨滑块(606)与所述底部安装板(101)固定连接，并与所述进样盘(104)抵接，所述滑轨驱动构件与所述底部安装板(101)固定连接，并与所述第一导轨滑块(1606)转动连接，且位于所述底部安装板(101)靠近所述第一导轨滑块(1606)的一侧，所述丝杆直推电机安装块(1611)与所述第一导轨滑块(1606)滑动连接，并位于所述第一导轨滑块(1606)远离所述底部安装板(101)的一侧，且滑动方向朝向所述第一导轨滑块(1606)延伸的方向，所述拨杆安装块(1609)与所述丝杆直推电机安装块(1611)滑动连接，并位于所述丝杆直推电机安装块(1611)远离所述第一导轨滑块(1606)的一侧，且滑动方向朝向靠近所述进样盘(104)的方向，所述拨杆(1607)与所述拨杆安装块(1609)固定连接，并位于所述拨杆安装块(1609)远离所述丝杆直推电机安装块(1611)的一侧，且朝向所述进样盘(104)的方向，所述伸缩驱动构件(161)与所述丝杆直推电机安装块(1611)固定连接，并与所述拨杆安装块(609)固定连接，且位于所述丝杆直推电机安装块(1611)靠近所述拨杆安装块(1609)一侧，驱动所述拨杆安装块(1609)在所述丝杆直推电机安装块(1611)上滑动。
8.如权利要求7所述的一种自动进样、扫描与识别细胞及组织的装置，其特征在于：所述双通道自动进样及滴油模块(7)包括机械爪、载玻片、步进电机机构、双通道翻转平台和光敏电阻，
所述机械爪夹持所述载玻片，所述载玻片位于所述机械爪的底部，所述步进电机机构与所述机械爪固定连接，并位于所述机械爪远离所述载玻片的一侧，所述双通道翻转平台与所述载玻片抵接，并位于所述机械爪的下方，所述光敏电阻与所述机械爪固定连接，并靠近所述载玻片，位于所述载玻片和所述机械爪之间；
所述步进电机机构包括齿轮步进电机和升降驱动组件，所述齿轮步进电机与所述机械爪转动连接，并位于所述机械爪远离所述载玻片一侧，所述升降驱动组件与所述机械爪滑动连接，并位于所述齿轮步进电机远离所述机械爪的一侧。
9.如权利要求1至8任意一项权利要求所述的一种自动进样、扫描与识别细胞及组织的装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
a)当进样部件(1)感知到有载玻片需要进行显微镜镜检时，此时进样部件(1)将会利用夹持机械手将载玻片送入到双通道自动进样部件下，将载玻片夹持送入双通道中；
b)当载玻片处于双通道中时，XY高精度抓取平台(3)将自动抓取载玻片送入显微系统(6)中进行镜检；
具体的：当在上位机中有需要低倍镜检时，则XY高精度抓取平台先将载玻片送入显微系统(6)的低倍镜下进行细胞扫描，当扫描完成后，再进行移动至双通道自动进样及滴油模块(7)滴油，再送入显微系统(6)的高倍镜下镜检；
当上位机中无需低倍镜检，则XY高精度抓取平台(3)直接将载玻片移动至双通道自动进样及滴油模块(7)进行滴油，随后送入高倍镜下镜检；
c)在XY高精度抓取平台(3)抓取载玻片后，用夹持机械手将第二片载玻片送入双通道中等待检测；
d)当第一片载玻片完成镜检时，将完成镜检的载玻片放入双通道中，随后夹取第二片载玻片进行镜检，然后进样部件(1)的夹持机械手将第一片载玻片送出；
e)由此循环往复。
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