CN111482991B - 从组织切片中获取目标细胞的截取装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种从组织切片中获取目标细胞的截取装置，属于医疗器械技术领域，包括切割体、摄取钳、举升底座、左右滑动底座、竖直调整机构、左右移动机构和前后移动机构，所述竖直调整机构包括第一外壳、第一伺服电机、第一蜗杆、第一蜗轮：所述左右移动机构包括第二外壳、第二伺服电机、第二蜗杆、第二蜗轮：所述前后移动机构包括第三外壳、第三伺服电机、第三蜗杆、第三蜗轮：所述切割体和摄取钳呈夹角地固定在所述第四伺服电机主轴的同一圆周上。本发明采用伺服电机的旋转控制和蜗轮蜗杆的精密啮合，由精确的旋转运动转变为平稳的直线运动，抗干扰能力极强，输出平稳，速度可极低，精确度极高，使在显微镜视频下的协同操作成为可能。

Description

从组织切片中获取目标细胞的截取装置

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种从组织切片中获取目标细胞的截取装置。

背景技术

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。

病理检查时，取一定大小的病变组织，用组织病理学方法制成病理切片，通常将病变组织包埋在石蜡块里，用切片机切成薄片，再用苏木精－伊红(H－E)染色或其他特殊染色方法，对石蜡组织切片中特定的病原菌或被感染的单一细胞进行定位，然后获取切片中该特定区域组织，从中提取病原DNA进行PCR扩增获取病原菌的信息，最后作出病理诊断。

进行病理诊断，只需少量病原菌或被感染的单一细胞即可，但为保证提取病原菌的有效性，通常会提取切片中特定区域较大面积的组织。在病理状态下，发生相同分子或者能在组织中检测到的病原或者靶细胞通常只占组织总体积的很小一部分；然而机体组织包含复杂的正常细胞、炎症浸润细胞，同时有复杂的基质、血管、腺体等等，在提取组织DNA时，会对我们所要求的靶细胞或靶目标构成极大干扰，大大降低了扩增病原信息的阳性率和准确度。为了对疾病发生过程中的组织损害进行分子水平分析，分离出纯净的目标细胞就显得非常必要。

准确分离目标细胞的难点在于：一是如何精确地从组织切片上切出病变细胞区域，二是如何精确摄取病变细胞区域。

本发明人为长期在一线工作的医务人员，结合多年的经验，提出了一种从组织切片中获取目标细胞的截取装置，可以精确的切开病变区域，也可进行精确的摄取，且操作方便，简单，为准确提取病原菌或病变细胞提高诊断质量提供帮助。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种从组织切片中获取目标细胞的截取装置，可精确的切开和摄取病变区域，为准确诊疗提供帮助，以解决现有技术由于无法准确提取病原菌或病变细胞存在诊疗质量不准确的问题。

本发明通过以下技术方案实现：

一种从组织切片中获取目标细胞的截取装置，包括切割体、摄取钳、举升底座、左右滑动底座、竖直调整机构、左右移动机构和前后移动机构，

所述竖直调整机构包括第一外壳和固定在第一外壳内的第一伺服电机、第一蜗杆、第一蜗轮，所述第一蜗轮套接于所述第一伺服电机的主轴上，所述第一蜗杆与第一蜗轮啮合传动：

所述左右移动机构包括第二外壳和固定在第二外壳内的第二伺服电机、第二蜗杆、第二蜗轮，所述第二蜗轮套接于所述第二伺服电机的主轴上，所述第二蜗杆与第二蜗轮啮合传动：

所述前后移动机构包括第三外壳和固定在第三外壳内的第三伺服电机、第三蜗杆、第三蜗轮，所述第三蜗轮套接于所述第三伺服电机的主轴上，所述第三蜗杆与第三蜗轮啮合传动：

所述左右滑动底座和第二外壳固定在所述举升底座的上方，所述第一外壳固定在所述举升底座的下方，所述第一蜗杆竖直向上延伸出第一外壳，并与举升底座铰接，所述前后移动机构可左右滑动地固定在所述左右滑动底座上，所述第二蜗杆沿左右方向延伸出第二外壳，并与第一外壳铰接，

所述第三蜗杆沿前后方向延伸出第三外壳，位于前侧的端部固定有第四伺服电机，所述切割体和摄取钳呈夹角地固定在所述第四伺服电机主轴的同一圆周上，且切割体作用点与摄取钳作用点相对于与电机主轴中心的距离相等，

所述切割体设置有压力传感器。

进一步，所述第四伺服电机的主轴上设置有固定夹，所述固定夹包括第一夹口和与第一夹口呈180°夹角设置的第二夹口，所述第一夹口和第二夹口均包括固定夹指和活动夹指，所述固定夹指设置有用于活动夹指沿夹口方向滑动的滑槽，所述活动夹指上设置有固定螺栓。

进一步，所述第一夹口和第二夹口上还设置有副夹。

进一步，所述切割体包括固定部和切割部，所述固定部上设置有连接套，所述连接套设置有固定切割部的固定孔。

进一步，所述切割部为切割针，所述切割针包括针体和针柄，所述针柄与固定孔之间设置有配合锥度，所述针体的头部设置有切割锥尖，所述切割锥尖长5－10μm、锥度大端的直径0.2－0.4mm。

进一步，所述摄取钳包括固定钳指和与固定钳指铰接的活动钳指，所述活动钳指与固定钳指之间设置夹持操作机构。

进一步，所述夹持操作机构包括微型伸缩推杆和连接杆，所述固定钳指上设置有固定台阶，所述活动钳指的尾部设置有滑孔，所述连接杆可滑动地固定在滑孔内，所述微型伸缩推杆的杆座与固定台阶连接，杆端与连接杆连接。

进一步，所述左右滑动底为呈“几”形的薄壳体，“几”形的两侧设置有多个螺栓孔，“几”形的顶部设置有多个导向槽，所述第二外壳的底部对应设置有与所述导向槽滑动配合的滑块。

本发明的有益效果在于：

本发明通过竖直调整机构实现竖直方向的位置调节、通过左右移动机构实现左右方向的位置调节和实时移动、通过前后移动机构实现前后方向的位置调节和实时移动，从而实现切割体的空间位置的调节，以适应组织切片以及目标细胞的空间位置，并进行目标细胞的切割操作，并由于切割体和摄取钳固定在电机主轴的同一圆周上，切割完成后，旋转设定角度使摄取钳处于切割体同一位置，再进行微动操作，即可实现对目标切片的摄取操作。

采用伺服电机的旋转控制和蜗轮蜗杆的精密啮合，由精确的旋转运动转变为平稳的直线运动，抗干扰能力极强，使输出平稳，速度可极低，精确度极高，使在显微镜视频下的协同操作成为可能。

由于采取同一圆周的设计，使切割和摄取操作可在一次定位的基础上完成，减少了操作程序，提高了操作效率，同时也提高了定位准确性，保证了操作质量。

切割体作用点与摄取钳作用点相对于与电机主轴中心的距离相等，使两作用点旋转后可完全重合，为在显微镜条件下的操作提供可能。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的左视图；

图3为竖直调整机构的剖视图；

图4为竖直调整机构的另一剖视图；

图5为左右移动机构的剖视图；

图6为左右移动机构的另一剖视图；

图7为前后移动机构的剖视图；

图8为前后移动机构的另一剖视图；

图9为左右滑动底座的主视图；

图10为左右滑动底座的侧视图；

图11为固定夹的结构示意图；

图12为图11的俯视图；

图13为切割针的结构示意图；

图14为切割体和摄取钳使用状态示意图；

图15为切割体和摄取钳另一使用状态示意图。

附图标记说明：

1－切割体；2－摄取钳；3－举升底座；4－左右滑动底座；5－竖直调整机构；6－左右移动机构；7－前后移动机构；8－第一外壳；9－第一伺服电机；10－第一蜗杆；11－第一蜗轮；12－第二外壳；13－第二伺服电机；14－第二蜗杆；15－第二蜗轮；16－第三外壳；17－第三伺服电机；18－第三蜗杆；19－第三蜗轮；20－第四伺服电机；21－固定钳指；22－活动钳指；23－固定夹；24－第一夹口；25－第二夹口；26－固定夹指；27－活动夹指；28－滑槽；29－固定螺栓；30－副夹；31－固定部；32－切割针；33－连接套；34－针体；35－针柄；36－切割锥尖；37－压力传感器；38－微型伸缩推杆；39－连接杆；40－固定台阶；41－滑孔；42－导向槽；43－滑块；44－导向套；45－导向柱。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的上述描述中，需要说明的是，术语“一侧”、“另一侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“相同”等术语并不表示要求部件绝对相同，而是可以存在微小的差异。术语“垂直”仅仅是指部件之间的位置关系相对“平行”而言更加垂直，并不是表示该结构一定要完全垂直，而是可以稍微倾斜。

如图1至图15所示，本实施例提供一种从组织切片中获取目标细胞的截取装置，包括切割体1、摄取钳2、举升底座3、左右滑动底座4、竖直调整机构5、左右移动机构6和前后移动机构7，本实施例中：

竖直调整机构包括第一外壳8和固定在第一外壳内的第一伺服电机9、第一蜗杆10、第一蜗轮11，所述第一蜗轮套接于所述第一伺服电机的主轴上，所述第一蜗杆与第一蜗轮啮合传动，第一伺服电机主轴旋转驱动第一蜗轮旋转，再驱动蜗杆旋转，并沿蜗杆轴向移动，实现空间竖直方向位置调节；

左右移动机构包括第二外壳12和固定在第二外壳内的第二伺服电机13、第二蜗杆14、第二蜗轮15，所述第二蜗轮套接于所述第二伺服电机的主轴上，所述第二蜗杆与第二蜗轮啮合传，第二伺服电机主轴旋转驱动第二蜗轮旋转，再驱动蜗杆旋转，并沿蜗杆轴向移动，实现空间左右方向位置调节，也实现左右方向的移动，以进行左右方向的切割：

前后移动机构包括第三外壳16和固定在第三外壳内的第三伺服电机17、第三蜗杆18、第三蜗轮19，所述第三蜗轮套接于所述第三伺服电机的主轴上，所述第三蜗杆与第三蜗轮啮合传动，第三伺服电机主轴旋转驱动第三蜗轮旋转，再驱动蜗杆旋转，并沿蜗杆轴向移动，实现空间前后方向位置调节，也实现前后方向的移动切割：

所述左右滑动底座和第二外壳固定在所述举升底座的上方，所述第一外壳固定在所述举升底座的下方，所述第一蜗杆竖直向上延伸出第一外壳，并与举升底座铰接，第一蜗杆沿其轴向移动，可推动举升底座上下移动，进而推动左右滑动底座和前后滑动底座同时上下运动，同时，由于铰接，使向上举升时，可以有一定的自由度，可避免干涉；

所述前后移动机构可左右滑动地固定在所述左右滑动底座上，所述第二蜗杆沿左右方向延伸出第二外壳，并与第一外壳铰接，第二蜗杆沿其轴向移动，可推动第一外壳沿左右方向移动，进而推动前后移动机构具有左右移动和上下升降的复合运动，同时，由于铰接，传递力时，可以有一定的自由度，可避免干涉。

所述第三蜗杆沿前后方向延伸出第三外壳，位于前侧的端部固定有第四伺服电机20，所述切割体和摄取钳呈夹角地固定在所述第四伺服电机主轴的同一圆周上。这样，可以通过旋转相应角度，即可使摄取钳处于切割体同一位置，方便进行摄取操作。

本实施例中，所述摄取钳包括固定钳指21和与固定钳指铰接的活动钳指22，所述活动钳指与固定钳指之间设置夹持操作机构。

伺服电机是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，伺服电机通过脉冲进行定位，能够很精确的控制电机的转动，可以达到0.001mm定位精度，其具体的控制原理已是成熟技术，本申请不再赘述。

本实施例中，伺服电机的型号并不限定，可以根据需要进行选取。

本实施例在使用前第一外壳呈锁定状态，为其余零部件提供支承和作用反力。

使用时，先在肉眼目视条件下，将切割体移至载玻片上方，并位于组织切片的区域，然后在显微镜的目镜视野中找到切割体，进一步下降至组织切片上方2－5μm左右，再通过前后移动机构和左右移动机构水平移动切割体，同时查找病原菌或被感染细胞，找到目标细胞并锁定后，确定切割范围进行切割操作，切割时，可先将切割体下降并刺入切片中，然后通过左右移动机构或前后移动机构水平移动切割体对目标细胞的区域进行切割，切割完成后，通过第四伺服电机旋转设定角度使摄取钳处于切割体同一位置，再进行微动操作，将摄取钳的固定钳指挑起目标细胞片，然后再用夹持操作机构操作活动钳指对目标细胞片形成夹持，完成摄取操作。

本实施例通过竖直调整机构实现竖直方向的位置调节、通过左右移动机构实现左右方向的位置调节和实时移动、通过前后移动机构实现前后方向的位置调节和实时移动，从而实现切割体的空间位置的调节，以适应组织切片以及目标细胞的空间位置，并进行目标细胞的切割操作，并由于切割体和摄取钳固定在电机主轴的同一圆周上，切割完成后，旋转设定角度使摄取钳处于切割体同一位置，再进行微动操作，即可实现对目标切片的摄取操作。

采用伺服电机的旋转控制和蜗轮蜗杆的精密啮合，由精确的旋转运动转变为平稳的直线运动，抗干扰能力极强，使输出平稳，速度可极低，精确度极高，使在显微镜视频下的协同操作成为可能。

由于采取同一圆周的设计，使切割和摄取操作可在一次定位的基础上完成，减少了操作程序，提高了操作效率，同时也提高了操作质量。

作为本实施例的改进，所述第四伺服电机的主轴上设置有固定夹23，所述固定夹包括第一夹口24和与第一夹口呈180°夹角设置的第二夹口25，即两夹口呈对称地设置在固定夹的两侧，所述第一夹口和第二夹口均包括固定夹指26和活动夹指27，所述固定夹指设置有用于活动夹指沿夹口方向滑动的滑槽28，所述活动夹指上设置有固定螺栓29。通过滑槽进行夹口宽度调节，以适应不同的夹持物。夹持物放置后用固定螺栓进行紧固。

使用时，第四伺服电机转动180°实现切割体和摄取钳的转换。为实现切割体和摄取钳的作用点完全重合，本实施例将切割体作用点与摄取钳作用点相对于与电机主轴中心呈对称设置，即两作用点相对于主轴中心的距离相等。如图14所示，切割体作用点A，摄取钳作用点B，A相对于主轴中心的距离为d1，B相对于主轴中心的距离为d2，此时两者相等，即d1＝d2。当两者相对于主轴转动180°后，两者位置互换，由于d1＝d2，因此，两作用点完全重合，如图15所示。为提供在显微镜条件下的操作提供方便。

特别的，本实施例在所述第一夹口和第二夹口上均设置有副夹30。由于副夹固定在第一夹口和第二夹口上，其尺寸可以进一步缩小，以适应对切割体和摄取钳的固定，同时，也可延长夹持距离，

作为本实施例的改进，所述切割体包括固定部31和切割部，所述固定部上设置有连接套33，所述连接套设置有固定切割部的固定孔。

作为本实施例的改进，所述切割部为切割针32，所述切割针包括针体34和针柄35，所述针柄与固定孔之间设置有配合锥度，所述针体的头部设置有切割锥尖36，使用切割锥尖滑过组织切片，可容易对组织切片完成切割，同时，由于组织切片的厚度通常为2－3μm，切割锥尖的长度只需大于组织切片的厚度，但由于切割针的不能过粗，过粗可能对周围的细胞造成损伤，也不能过细，过细也可能造成切割强度问题，经过多次实验，数据表明，切割针的直径，即锥度大端的直径为0.2－0.4mm，切割锥尖长为5－10μm有较好的强度和使用效果。

作为本实施例的改进，所述切割体设置有压力传感器37。压力传感器可对切割体承受的压力进行检测，并通过显示屏对数值进行显示，以使操作时接触压力不过大，也不过小，以达到更佳的切割效果。

作为本实施例的改进，所述夹持操作机构包括微型伸缩推杆38和连接杆39，所述固定钳指上设置有固定台阶40，所述活动钳指的尾部设置有滑孔41，所述连接杆可滑动地固定在滑孔内，所述微型伸缩推杆的杆座与固定台阶连接，杆端与连接杆连接。微型伸缩推杆缩回，活动钳指缩回，与固定钳指形成夹持；微型伸缩推杆伸出，活动钳指张开，远离固定钳指，使组织切片松开。

作为本实施例的改进，所述左右滑动底为呈“几”形的薄壳体，“几”形的两侧设置有多个螺栓孔，在举升底座上对应设置螺纹孔，通过螺栓孔插入螺栓，与螺纹孔旋合固定，使左右滑动底与举升底座固定，同进，在“几”形的顶部设置有多个导向槽42，所述第二外壳的底部对应设置有与所述导向槽滑动配合的滑块43。在左右移动机构的作用下，推动前后移动机构沿导向槽滑行，进行左右方向的调节。

作为本实施例的改进，在第一外壳与举升底座之间固定设置有导向结构，所述导向结构包括固定在第一外壳上的导向套44和固定在举升底座上与导向套滑动配合的导向柱45。通过导向结构，可以使举升时不偏歪，运行更平稳，精度更高。

本实施例中，还包括电源，通过电源为各运动部件提供电力，以进行各种运动。

本实施例中，还包括控制系统，控制系统包括plc控制器、控制按钮等，通过控制按钮发出操作指令，再通过plc控制器发出电信号对对各运动部件进行开启或关停操作，实现实时精度控制，大幅提高操作的自动化水平。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.从组织切片中获取目标细胞的截取装置，其特征在于：包括切割体、摄取钳、举升底座、左右滑动底座、竖直调整机构、左右移动机构和前后移动机构，所述竖直调整机构包括第一外壳和固定在第一外壳内的第一伺服电机、第一蜗杆、第一蜗轮，所述第一蜗轮套接于所述第一伺服电机的主轴上，所述第一蜗杆与第一蜗轮啮合传动：所述左右移动机构包括第二外壳和固定在第二外壳内的第二伺服电机、第二蜗杆、第二蜗轮，所述第二蜗轮套接于所述第二伺服电机的主轴上，所述第二蜗杆与第二蜗轮啮合传动：所述前后移动机构包括第三外壳和固定在第三外壳内的第三伺服电机、第三蜗杆、第三蜗轮，所述第三蜗轮套接于所述第三伺服电机的主轴上，所述第三蜗杆与第三蜗轮啮合传动：所述左右滑动底座和第二外壳固定在所述举升底座的上方，所述第一外壳固定在所述举升底座的下方，所述第一蜗杆竖直向上延伸出第一外壳，并与举升底座铰接，所述前后移动机构可左右滑动地固定在所述左右滑动底座上，所述第二蜗杆沿左右方向延伸出第二外壳，并与第一外壳铰接，所述第三蜗杆沿前后方向延伸出第三外壳，位于前侧的端部固定有第四伺服电机，所述切割体和摄取钳呈夹角地固定在所述第四伺服电机主轴的同一圆周上，且切割体作用点与摄取钳作用点相对于与电机主轴中心的距离相等，所述切割体设置有压力传感器。

2.根据权利要求1所述的从组织切片中获取目标细胞的截取装置，其特征在于：所述第四伺服电机的主轴上设置有固定夹，所述固定夹包括第一夹口和与第一夹口呈180°夹角设置的第二夹口，所述第一夹口和第二夹口均包括固定夹指和活动夹指，所述固定夹指设置有用于活动夹指沿夹口方向滑动的滑槽，所述活动夹指上设置有固定螺栓。

3.根据权利要求2所述的从组织切片中获取目标细胞的截取装置，其特征在于：所述第一夹口和第二夹口上还设置有副夹。

4.根据权利要求3所述的从组织切片中获取目标细胞的截取装置，其特征在于：所述切割体包括固定部和切割部，所述固定部上设置有连接套，所述连接套设置有固定切割部的固定孔。

5.根据权利要求4所述的从组织切片中获取目标细胞的截取装置，其特征在于：所述切割部为切割针，所述切割针包括针体和针柄，所述针柄与固定孔之间设置有配合锥度，所述针体的头部设置有切割锥尖，所述切割锥尖长5－10μm、锥度大端的直径0.2－0.4mm。

6.根据权利要求1所述的从组织切片中获取目标细胞的截取装置，其特征在于：所述摄取钳包括固定钳指和与固定钳指铰接的活动钳指，所述活动钳指与固定钳指之间设置夹持操作机构。

7.根据权利要求6所述的从组织切片中获取目标细胞的截取装置，其特征在于：所述夹持操作机构包括微型伸缩推杆和连接杆，所述固定钳指上设置有固定台阶，所述活动钳指的尾部设置有滑孔，所述连接杆可滑动地固定在滑孔内，所述微型伸缩推杆的杆座与固定台阶连接，杆端与连接杆连接。

8.根据权利要求1所述的从组织切片中获取目标细胞的截取装置，其特征在于：所述左右滑动底为呈“几”形的薄壳体，“几”形的两侧设置有多个螺栓孔，“几”形的顶部设置有多个导向槽，所述第二外壳的底部对应设置有与所述导向槽滑动配合的滑块。

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