CN113759842A - 用于fish检测的控制系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及检测控制处理技术领域，特别是涉及用于FISH检测的控制系统，控制系统包括总控台、多个动作控制子系统以及执行控制子系统，能实现对多个动作控制子系统中的第二设备进行集中控制和分散控制，增强了总控台、多个动作控制子系统以及执行控制子系统之间的连接稳定性，降低了系统维修成本，提高了控制效率，同时采用误差补偿方式来调整控制系统的运行，提高了系统精度，进一步提升了染色质量。

Description

用于FISH检测的控制系统

技术领域

本申请涉及检测控制处理技术领域，特别是涉及用于FISH检测的控制系统。

背景技术

染色技术在细胞观察、病理分析等领域有着非常重要的地位。在生物医药领域，细胞染色技术是利用染色剂与病理组织进行化学反应使组织显色的技术。将染色后的组织放在显微镜下观察，可以得到该组织的形态及相应特征，对疾病的诊断有着关键的作用。

荧光原位杂交技术(Fluorescence in situ hybridization，FISH)是一种重要的非放射性原位杂交技术，出现于20世纪70年代末的遗传学实验技术。它根据碱基互补配对原则，通过特殊手段使带有荧光物质的探针与目标DNA接合，最后用荧光显微镜即可直接观察目标DNA所在的位置。相关技术中通常使用荧光原位杂交技术用于细胞观察、病理分析等领域。

相关技术中的手工病理切片染色由于组织数量庞大需要耗费大量的人力和物力，且因制造周期长、操作繁琐等缺点导致染色效率低，不适用于对大量样本的染色。同时，在染色过程中的操作失误和环境变化也会对染色结果产生影响。相较于传统手工染色的诸多缺点和对大批量组织染色不适用的情况，全自动染色系统能够使得整个染色步骤实现智能化、数字化，降低了相关技术人员的工作强度，改善医护人员的工作环境。

但是，另一些相关技术中的全自动染色技术发展还不成熟，控制系统的缺陷易导致染色过程中存在精度误差，进而导致染色不均匀。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种用于FISH检测的控制系统，以提高切片的染色质量。

本申请实施例提供了一种用于FISH检测的控制系统，所述控制系统包括：

总控台，用于确定动作模式以及基于所述动作模式设置的动作参数；

多个动作控制子系统，每一所述动作控制子系统包括第一设备和第二设备，所述第一设备用于根据所述动作模式以及所述动作参数生成目标动作指令，并将所述目标动作指令传输至所述第二设备，所述第二设备用于根据所述目标动作指令生成控制指令，并将所述控制指令传输至执行控制子系统；以及

执行控制子系统，所述执行控制子系统包括运动控制单元和状态检测单元，所述运动控制单元用于根据所述控制指令对对应的工位执行相应的动作，所述状态检测单元用于检测对应的所述工位的状态参数，并将所述状态参数传输至所述第二设备，所述第二设备还用于将所述状态参数传输至所述第一设备或者所述总控台；

其中，所述第一设备还用于根据所述状态参数实时调整所述目标动作指令，并生成目标动作优化指令传输至所述第二设备；或者，所述总控台还用于根据所述状态参数实时调整所述动作模式以及所述动作参数，所述第一设备还用于根据调整的所述动作模式以及所述动作参数生成所述目标动作优化指令，并将所述目标动作优化指令传输至所述第二设备；

所述第二设备还用于根据所述目标动作优化指令生成控制优化指令，并将所述控制优化指令传输至所述运动控制单元，所述运动控制单元还用于根据所述控制优化指令对对应的工位执行相应的动作。

在其中一个实施例中，所述控制系统还包括数据库；

所述数据库被配置为具有神经网络模型，用以通过所述神经网络模型对所述状态参数进行训练，并将训练后的所述状态参数反馈至所述总控台和/或所述第一设备。

在其中一个实施例中，所述神经网络模型为Tiny-YOLOv3模型。

在其中一个实施例中，所述控制系统还包括人机界面单元；

所述人机界面单元设于所述总控台和/或所述第一设备，所述人机界面单元用于将所述目标动作指令传输至所述第二设备，并且根据所述目标动作指令显示对应的所述工位的状态参数。

在其中一个实施例中，所述人机界面单元还用于提供是否选择以所述目标动作优化指令对对应的所述工位执行相应的动作的用户界面。

在其中一个实施例中，所述动作模式内的动作包括以下动作中任意一种或多种动作，所述以下动作分别为：烤片、脱蜡、洗涤、通透、水处理、酶处理、乙醇、变性、杂交、洗涤和染色。

在其中一个实施例中，所述动作模式包括第一模式、第二模式和第三模式中任意一种或多种模式；

所述第一模式中包括的所述动作为烤片、脱蜡、洗涤、通透、水处理、酶处理、乙醇、变性、杂交、洗涤和染色；

所述第二模式中包括的所述动作为脱蜡、洗涤、通透、水处理、酶处理、乙醇、变性、杂交、洗涤和染色；

所述第三模式中包括的所述动作为乙醇、变性、杂交、洗涤和染色。

在其中一个实施例中，所述动作参数包括以下参数中任意一种或多种参数，所述以下参数分别为：试剂反应温度、试剂反应时间、试剂类型、试剂位置。

在其中一个实施例中，所述状态参数包括开机状态、启停状态、运行时间、剩余时间、运行步骤、反应温度、系统湿度、位移、速度、试剂流速和试剂流量中的一种或多种。

在其中一个实施例中，所述状态检测单元包括温度传感器、湿度传感器、液体流速流量传感器、压力传感器、激光传感器中的一种或多种。

上述用于FISH检测的控制系统中，控制系统包括总控台、多个动作控制子系统以及执行控制子系统，能实现对多个动作控制子系统中的第二设备进行集中控制和分散控制，增强了总控台、多个动作控制子系统以及执行控制子系统之间的连接稳定性，降低了系统维修成本，提高了控制效率，同时采用误差补偿方式来调整控制系统的运行，提高了系统精度，进一步提升了染色质量。

本申请实施例的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请实施例的实践了解到。

附图说明

图1为本申请实施例的一种实施方式中控制系统的结构示意框图；

图2为本申请实施例的另一种实施方式中控制系统的结构示意框图；

图3为本申请实施例的一种实施方式中染色结果示意图；

图4为本申请实施例的一种实施方式中另一染色结果示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

此外，还需要说明的是，在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个构件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种专业名词，但除非特别说明，这些专业名词不受这些术语限制。这些术语仅用于将一个专业名词与另一个专业名词区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，第一设备与第二设备为不同的设备。需要说明的是，本申请各实施例中提及的“多个”等的数量均指代“至少两个”的数量，比如，“多个”指“至少两个”。

正如背景技术所言，染色技术在细胞观察、病理分析等领域有着非常重要的地位。在生物医药领域，细胞染色技术是利用染色剂与病理组织进行化学反应使组织显色的技术。将染色后的组织放在显微镜下观察，可以得到该组织的形态及相应特征，对疾病的诊断有着关键的作用。

荧光原位杂交技术(Fluorescence in situ hybridization，FISH)是一种重要的非放射性原位杂交技术，出现于20世纪70年代末的遗传学实验技术。它根据碱基互补配对原则，通过特殊手段使带有荧光物质的探针与目标DNA接合，最后用荧光显微镜即可直接观察目标DNA所在的位置。相关技术中通常使用荧光原位杂交技术用于细胞观察、病理分析等领域。

相关技术中的手工病理切片染色由于组织数量庞大需要耗费大量的人力和物力，且因制造周期长、操作繁琐等缺点导致染色效率低，不适用于对大量样本的染色。同时，在染色过程中的操作失误和环境变化也会对染色结果产生影响。相较于传统手工染色的诸多缺点和对大批量组织染色不适用的情况，全自动染色系统能够使得整个染色步骤实现智能化、数字化，降低了相关技术人员的工作强度，改善医护人员的工作环境。

但是，另一些相关技术中的全自动染色技术发展还不成熟，控制系统的缺陷易导致染色过程中存在精度误差，进而导致染色不均匀。

基于此，针对上述技术问题，提供一种用于FISH检测的控制系统，以改善控制系统的精度。

在对本申请的具体实施方式进行说明之前，先对本申请的主要应用场景进行说明。本申请主要应用于对病理切片进行染色的场景，从字面意思上理解就是让计算机基于所需要的染色工艺实现对病理切片染色的自动化的过程。例如，操作人员根据病理切片类型通过计算机选择合适的工艺模式，设置相关工艺参数，利用计算机控制执行装置对病理切片进行染色。当病理切片为多个且需要不同的染色工艺时，计算机可以根据工艺参数输入，对不同工位上的病理切片进行染色。

图1示出了本申请实施例的一种实施方式中控制系统的结构示意框图。

请参照图1，本申请实施例提供了一种用于FISH检测的控制系统，该控制系统包括总控台1、多个动作控制子系统2以及执行控制子系统3。总控台1用于确定动作模式以及基于动作模式设置的动作参数。每一动作控制子系统2包括第一设备21和第二设备22，第一设备21用于根据动作模式以及动作参数生成目标动作指令，并将目标动作指令传输至第二设备22，第二设备22用于根据目标动作指令生成控制指令，并将控制指令传输至执行控制子系统3。执行控制子系统3包括运动控制单元31和状态检测单元32，运动控制单元31用于根据控制指令对对应的工位执行相应的动作，状态检测单元32用于检测对应的工位的状态参数，并将状态参数传输至第二设备22，第二设备22还用于将状态参数传输至第一设备21或者总控台1。

在一些实施例中，总控台1与多个动作控制子系统2之间、多个动作控制子系统2与执行控制子系统3之间通过有线和/或无线连接，每一动作控制子系统2中的第一设备21分别与总控台1、第二设备22通讯连接，第二设备22也可以直接与总控台1通讯连接，当然，通讯连接的方式也可以是有线和/或无线的通信方式。也就是说，多个第一设备21分别控制与其对应的第二设备22，且第二设备22可由总控台1实现集中控制或直接用第一设备21进行分散控制。

需要说明的是，有线通讯方式可以但不限于是以太网通讯、串口通讯和Modbus串行通信等，具体至一些实施例中，有线通讯方式为串口通讯。无线通讯方式可以但不限于是WIFI通讯、蓝牙通讯、ZigBee通讯和LoRa通讯等，具体至一些实施例中，无线通讯方式为WIFI通讯。

还需要说明的是，在一些实施例，第一设备21指的是上位机，第二设备22指的是下位机。可选地，上位机可以但不限于是各种个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑和便携式可穿戴设备等，具体至一些实施例中，上位机为个人计算机。可选地，下位机为单片微型计算机，具体至一些实施例中，下位机采用型号为STM32F103ZET6的单片微型计算机。

经本申请发明人研究发现，若是直接采用第一设备21-第二设备22之间单线控制模式，控制稳定性无法得到保证。由此，通过本申请实施例中设置的总控台1、多个动作控制子系统2以及执行控制子系统3，能实现对多个第二设备22的集中控制和分散控制。具体地，本申请实施例中的控制系统中，总控台1与多个动作控制子系统2之间、多个动作控制子系统2与执行控制子系统3之间在有线连接的同时能够实现无线连接，增强了总控台1与第一设备21之间、第二设备22和执行控制子系统3之间的连接稳定性，降低了系统维修成本。其中，利用总控台1和多个动作控制子系统2相结合，能够同时对多个第二设备22进行集中控制和分散控制，极大地提高了控制系统的鲁棒性。在无法直接使用第一设备21的情况下，可以利用总控台1对动作控制子系统2和执行控制子系统3实现控制，提高了控制效率。

图2示出了本申请实施例的另一种实施方式中控制系统的结构示意框图。

而在另一些实施方式中，如图2所示，执行控制子系统3也可以根据动作控制子系统2的数量而一一设置，此时，每一动作控制子系统2都有一个执行控制子系统3与其相对应。也就是说，执行控制子系统3可以分别一一设置，也可以集成为如图1所示的一个系统中进行控制。当执行控制子系统3采用一一相应设置的分散设置时，利用总控台1和多个动作控制子系统2相结合，能够同时对多个第二设备22以及其对应的执行控制子系统3进行集中控制和分散控制，更进一步地提高控制系统的鲁棒性。

经本申请发明人进一步研究发现，在染色过程中，由于没有对被染色的组织进行实时监测，进而无法确定组织当前状态。由此，在系统运行过程中，易出现试剂少滴、多滴或未滴的情况，在加下一试剂时，上一次滴加的试剂未完全去除，进而产生弱染色的情形。再者，在染色试剂滴加位置产生偏差的情况下，亦会导致染色不均匀。

由此，在一些实施例中，请继续参照图1，第一设备21还用于根据状态参数实时调整目标动作指令，并生成目标动作优化指令传输至第二设备22；或者，总控台1还用于根据状态参数实时调整动作模式以及动作参数，第一设备21还用于根据调整的动作模式以及动作参数生成目标动作优化指令，并将目标动作优化指令传输至第二设备22。第二设备22还用于根据目标动作优化指令生成控制优化指令，并将控制优化指令传输至运动控制单元31，运动控制单元31还用于根据控制优化指令对对应的工位执行相应的动作。通过根据状态参数实施调整目标动作指令，并得到目标动作优化指令，利用目标动作优化指令进行对运动控制单元31的控制进行优化，可以对误差进行及时调整，提高了系统精度，进一步提升了染色质量。

为了满足能够进一步优化对系统误差进行调整的需求，在一些实施例中，控制系统还包括数据库，数据库被配置为具有神经网络模型，用以通过神经网络模型对状态参数进行训练，并将训练后的状态参数反馈至总控台1和/或第一设备21。具体至一些实施例中，采用Tiny-YOLOv3模型的神经网络模型对状态参数进行训练。可以理解的是，神经网络模型是预设的模型，预设模型是基于样本状态参数进行训练后得到的，样本状态参数可以根据试剂少滴、多滴、未滴、前滴加试剂未完全去除或者染色剂滴加位置偏差等情形进行预设，可以根据经验值获得并修正，也可以通过若干次试验来获得。

在一些实施例中，请继续参照图1，控制系统还包括人机界面单元，人机界面单元设于总控台1和/或第一设备21，人机界面单元用于将目标动作指令传输至第二设备22，并且根据目标动作指令显示对应的所述工位的状态参数。也就是说，人机界面单元向操作人员提供了人机交互界面，操作人员可以利用总控台1或者第一设备21的人机交互界面，根据病理样本类型选择FISH检测工艺模式以及设置相关FISH检测工艺参数。具体至一些实施例中，人机界面单元还用于提供是否选择以目标动作优化指令对对应的工位执行相应的动作的用户界面。即是，相对应地，当第一设备21根据状态参数实时调整目标动作指令，并生成目标动作优化指令传输至第二设备22，或者，总控台1根据状态参数实时调整动作模式以及动作参数，第一设备21根据调整的动作模式以及动作参数生成目标动作优化指令时，操作人员可以根据该目标动作优化指令选择是否以该目标动作优化指令进行优化相关的工艺参数。也就是说，当通过数据库对状态参数进行训练，并反馈训练后的状态参数，也就是优化后的状态参数，提高了人机交互效率，实现了参数柔性化，提升了染色质量。可以解决在逐步设置工艺步骤的过程中，操作人员根据经验选择工艺参数，操作繁琐，染色质量低的问题，本申请实施例中的控制系统的自动优化过程，降低了人机交互时间成本，对于操作人员所选择的工艺参数，数据库会根据数据分析结果反馈更加合适的工艺参数，进而提升了病理染色质量。具体至另一些实施例中，人机界面单元还用于提供第一操作界面和第二操作界面，第一操作界面用于提供预设的工艺模式以进行选择，第二操作界面用于提供预设的工艺步骤以进行选择。也就是说，操作人员可以在第一操作界面中直接选择所需要的工艺模式，还可以通过第二操作界面进行自由选择所需要的工艺步骤，得到所需要的自由工艺模式，给操作人员带来了极大的便利性和开发自由度。

在一些实施例中，动作模式内的动作包括以下动作中任意一种或多种动作，以下动作分别为：烤片、脱蜡、洗涤、通透、水处理、酶处理、乙醇、变性、杂交、洗涤和染色。也就是说，操作人员可以通过人机界面单元设置每一个工位的工艺模式和工艺参数，在第二操作界面中可以选择烤片、脱蜡、洗涤、通透、水处理、酶处理、乙醇、变性、杂交、洗涤和染色中任意一种或任意几种的组合，构成新的工艺模式。具体至另一些实施例中，动作模式包括第一模式、第二模式和第三模式中任意一种或多种模式，也就是说，预设的工作模式包括第一模式、第二模式和第三模式中任意一种或多种模式。第一模式中包括的动作为烤片、脱蜡、洗涤、通透、水处理、酶处理、乙醇、变性、杂交、洗涤和染色。第二模式中包括的动作为脱蜡、洗涤、通透、水处理、酶处理、乙醇、变性、杂交、洗涤和染色。第三模式中包括的动作为乙醇、变性、杂交、洗涤和染色。

为了对染色过程中的工艺进行进一步更为准确的控制，在一些实施例中，动作参数包括以下参数中任意一种或多种参数，以下参数分别为：试剂反应温度、试剂反应时间、试剂类型、试剂位置。在另一些实施例中，状态参数包括开机状态、启停状态、运行时间、剩余时间、运行步骤、反应温度、系统湿度、位移、速度、试剂流速和试剂流量中的一种或多种。即是根据所选工艺模式和工艺参数在动作控制子系统2中生成指令，通过动作控制子系统2与执行控制子系统3的连接传输指令，控制执行控制子系统3中运动控制单元31的运动，试剂滴加种类及试剂反应温度等根据所选工艺模式和工艺参数在指令控制系统中生成指令，通过动作控制子系统2与执行控制子系统3的连接传输指令，控制执行控制子系统3中运动控制单元31的运动、试剂滴加种类及试剂反应温度等。也就是说，通过对于动作参数的设定与控制，得到了更为准确的染色控制过程。具体至一些实施例中，控制系统还包括精密控温加热组件，用以对每一工位进行温度控制。在此过程中，利用精密控温加热组件能够实现不同工位在同一时间的独立温度控制，从而根据不同组织切片的形态进行不同方式的全自动FISH检测，也就是说，能够对不同工位设置不同的试剂反应温度，实现单个工位的独立温控，提高了FISH染色自由度。解决了相关技术中对不同工位设置相同的温度，不利于参数的调整及优化的问题，且通过数据库的优化设置，能达到更高的效率和染色效果。

在一些实施例中，状态检测单元32包括温度传感器、湿度传感器、液体流速流量传感器、压力传感器、激光传感器中的一种或多种。温度传感器用于检测试剂实际反应温度对应目标温度的误差，湿度传感器用于检测系统内部环境湿度，液体流量流速传感器用于检测系统蠕动泵、注射泵工作状态，激光传感器用于检测进样枪头是否成功提取，压力传感器用于检测系统抽取盖玻片状态。也就是说，在工艺执行过程中，通过状态检测单元32实时监测系统状态并反馈至第一设备21或总控台1，数据库通过反馈信号计算误差并对相关参数进行误差补偿。

为了能够在高效进行多工艺模式以及高效执行多工位时的相关步骤，在一些实施例中，第二设备22还用于根据目标动作指令获取执行步骤信息，以根据步骤的先后顺序控制运动控制单元31执行相应的动作，其中，处于同一步骤的工位的执行顺序根据最短时间路径所形成。由此可以提高运动控制单元31中各运动模块的高效协作。具体至一些实施例中，运动控制单元31包括但不限于X轴运动总成、Y轴运动总成、多Z轴悬臂式机械手、微型精密蠕动泵、微型精密注射泵以及微型真空泵。

在一些实施例中，执行控制子系统3还包括故障报警模块，用以对染色过程中出现的问题时进行报警。

由此，针对本申请实施例提供了控制系统的控制方法包括：

S100、选择工艺模式；通过总控台1或者第一设备21的人机界面单元，根据病理样本类型选择工艺模式，设置相关工艺参数；

S200、指令控制工艺；根据所选工艺模式和工艺参数，动作控制子系统2中生成指令，通过动作控制子系统2与执行控制子系统3的连接传输指令，控制执行控制系统中运动控制单元31的运动；

S300、工艺传感反馈；在工艺执行过程中，状态检测单元32实时监测系统状态并反馈至第一设备21或总控台1，数据库通过反馈信号计算误差并对相关参数进行误差补偿。

下面以第一设备21为上位机，第二设备22为下位机，采用不同的工艺参数以及工艺步骤，对使用本申请实施例提供的控制系统的控制方法进行进一步地说明。

实施例1

S101、选择动作模式以及设置动作参数；

具体地，操作人员在人机界面单元进入第一操作界面，根据病理切片样本的类型选择相应的预设的工艺模式，即第一模式、第二模式和第三模式。人机界面单元还提供用于显示对应于各病理切片也即是各工位对应的信息的用户界面。每一块病理切片均可以实现上述三种染色模式，不同的染色模式包含有不同的处理流程。本申请实施例中，设置有病理切片1-10，分别对应工位1-10，以病理切片1为例进行说明。此时可以选择显示有各工位对应的信息的用户界面，并在该用户界面上对病理切片1进行模式选择。例如，对代表病理切片1的用户界面上的区域进行单击，则选择为第一模式，再次单击则选择为第二模式，第三次单击则选择为第三模式，第四次单击则变为初始状态，同时，用户界面上会同步显示有对应模式中所选中的步骤。其他病理切片操作类似。

动作模式即染色模式设置完毕后，继续在对应的用户界面设置相关的动作参数即染色参数。在本申请实施例中以试剂反应时间和反应温度为例，在第一操作界面中每一块病理切片的通透时间和酶处理时间可由操作人员设置，其他参数可以预设固定。以病理切片1为例，当操作人员将其选择为第一模式或第二模式时，用户界面上显示有病理切片1的染色参数的部分，即通透时间和酶处理时间由锁定状态变为激活状态，此时操作人员可以对通透时间和酶处理时间进行设置。若操作人员选择为第三模式，则病理切片1的通透时间和酶处理时间仍然保持锁定状态，其他切片操作类似。

用户界面上还设置有试剂种类选择的相关控件，操作人员可以对不同工位选择不同的试剂。其中，通透剂、蛋白酶和DAPI三种试剂为通用型试剂，系统每次运行都将使用。在一些实施例中，系统可以设置七个探针孔位，分别为探针1-7，操作人员提前按照指定位置放置探针，即可在用户界面中选择本次实验每一块病理切片所使用的探针类型。操作人员可以通过用户界面对探针类型进行选择。

当操作人员完成染色模式选择、染色参数设置、试剂种类选择后，用户界面显示每一个步骤的所需时间和温度，其中通透时间和酶处理时间会在操作人员进行染色参数设置而实时更新。同时，用户界面还会显示本次染色实验所需的总时间。操作人员设置完毕，即可以使控制系统开始运行，此时，用户界面上的关于染色模式以及染色参数的设置皆由激活状态变为锁定状态，操作人员不可再进行设置。控制系统运行时，用户界面会显示正在进行的步骤，以及实时显示每一个步骤的剩余时间，并实时更新总剩余时间。

S102、根据状态参数实时调整目标动作指令，并生成目标动作优化指令；

具体地，也就是说，状态参数也就是染色参数会自动上传至上位机或总控台1的数据库中，数据库利用神经网络模型对该状态参数进行调整和优化，并反馈至人机界面单元。

S103、操作人员在人机界面单元提供的用户界面上选择目标动作优化指令，下位机根据目标动作优化指令生成控制优化指令；

S104、控制优化指令通过有线或无线方式传输至执行控制子系统3中的运动控制单元31，运动控制单元31还用于根据所述控制优化指令对对应的工位执行相应的动作；

具体地，运动控制单元31的各模块以最短运行时间路径运动，实现全自动病理染色过程。具体至一些实施例中，当下位机接收到目标动作优化指令之后，先从数据中提取出每一个工位的执行步骤信息，根据步骤的先后顺序执行相应模块，同一步骤的工位执行顺序则根据最短时间路径所生成的路径执行。其中，首个步骤各工位的执行顺序从左至右依次执行，下一步骤各工位的执行顺序依据当前运动模块(如机械臂)的位置通过计算最短运行时间路径获得。举例来说，第一个步骤需执行2号、6号、9号三个工位，由于是首个运行步骤，因此执行顺序为2号、6号、9号依次执行，此时机械臂的位置为9号工位；若下一步骤需执行3号、4号、6号、10号四个工位，则共有24种执行顺序，系统计算24种执行顺序所需要的时间，从中选择时间最短路径执行。

S105、根据状态检测单元32的反馈，进行误差补偿。

状态检测单元32根据所采集的信号与目标轨迹的对比，对运动控制系统进行误差补偿。

所有步骤执行完后，将切片放于荧光显微镜下观察得到染色结果，典型染色结果如图3和图4所示，综合参数如表1所示。

表1

工位	模式	通透时间/min	酶处理时间/min	探针种类
					工位1	第二模式	30	25	探针1
工位2	\	\	\	\
					工位3	第三模式	\	\	探针4
工位4	\	\	\	\
					工位5	第三模式	\	\	探针3
工位6	第一模式	27	26	探针7
					工位7	第二模式	25	25	探针3
工位8	\	\	\	\
					工位9	第二模式	\	\	探针5
工位10	\	\	\	\

实施例2

与实施例1不同的是，操作人员使用的是第二操作界面，此时可以对每一个病理切片随意选择本申请实施例中的步骤中的任意步骤。以病理切片1为例，选择“烤片”、“脱蜡”和“洗涤”三个步骤，则该病理切片1只执行选中的三个步骤，该三个步骤时，对应的变性温度和变性时间等参数由锁定状态变为激活状态，此时操作人员可以进行设定，其他病理切片操作类似。烤片、脱蜡、洗涤、通透、水处理、酶处理、乙醇、变性、杂交、洗涤和染色分别一次对应于步骤1-11。所有步骤执行完后，综合参数如表2所示。

表2

实施例3

与实施例2不同的是表3中的参数，其他具体操作步骤和其它参数与实施例2一样。所有步骤执行完后，综合参数如表3所示。

表3

工位	步骤选择	烤片温度/℃	脱蜡温度/℃	脱蜡时间/min
					工位1	1、2、3	80	68	15
工位2	1、2、3、4	75	68	25
					工位3	\	\	\	\
工位4	1、2、3、4	80	50	25
					工位5	\	\	\	\
工位6	\	\	\	\
					工位7	1、2、3	80	68	15
工位8	\	\	\	\
					工位9	\	\	\	\
工位10	1、2、3、4	75	68	25

从上述实施例1至实施例3可以看出，使用过程操作便捷、参数可柔性设置、时间成本低，且可以以多模式进行控制系统的操作。

综上所述，本申请实施例提供的控制系统中，操作人员在总控台1或第一设备21上根据病理切片类型选择合适的动作模式，设置相关动作参数，数据库根据预设模型对状态参数进行分析，将合适的状态参数反馈至人机界面单元，操作人员确认后，动作控制子系统2生成相应指令，将数据传输至执行控制子系统3，执行控制系统中运动控制单元31以最短运行时间路径运动，状态检测模块实时监控系统状态并作出误差补偿。

由此，本申请实施例至少具有以下优点：

(1)本申请实施例中利用总控台1和第一设备21相结合能够同时对多个第二设备22进行集中控制和分散控制，极大地提高的控制系统的鲁棒性。在无法直接使用第一设备21的情况下，可以利用总控台1对第二设备22实现控制，提高了控制效率；

(3)本申请实施例中可以进行自由模式设置，这给操作人员带来了极大的便利性和开发自由度。同时，根据数据反馈调整工艺参数，提高了人机交互效率，实现了参数柔性化，提升了染色质量；

(4)本申请实施例中能够对不同工位设置不同的试剂反应温度，实现单个染色的独立温控，提高了FISH染色自由度。同时，本发明所述控制方法能够实现各运动模块以最短运行时间路径运动，极大缩短了FISH染色时间，提高了全自动FISH染色效率；

(5)本申请实施例中利用状态检测单元32对系统状态进行实时监测，提高系统精度，进一步提升了染色质量；

(6)本申请实施例中提供的控制系统具有高度集成化、高精度、高鲁棒性、低成本、便于移植的特点，操作简便、参数具有柔性、人机交互成本低，可广泛应用于工业控制系统，在智能控制、数字装备、医疗设备中具有一定的经济效益。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种用于FISH检测的控制系统，其特征在于，所述控制系统包括：

总控台，用于确定动作模式以及基于所述动作模式设置的动作参数；

多个动作控制子系统，每一所述动作控制子系统包括第一设备和第二设备，所述第一设备用于根据所述动作模式以及所述动作参数生成目标动作指令，并将所述目标动作指令传输至所述第二设备，所述第二设备用于根据所述目标动作指令生成控制指令，并将所述控制指令传输至执行控制子系统；以及

执行控制子系统，所述执行控制子系统包括运动控制单元和状态检测单元，所述运动控制单元用于根据所述控制指令对对应的工位执行相应的动作，所述状态检测单元用于检测对应的所述工位的状态参数，并将所述状态参数传输至所述第二设备，所述第二设备还用于将所述状态参数传输至所述第一设备或者所述总控台；

其中，所述第一设备还用于根据所述状态参数实时调整所述目标动作指令，并生成目标动作优化指令传输至所述第二设备；或者，所述总控台还用于根据所述状态参数实时调整所述动作模式以及所述动作参数，所述第一设备还用于根据调整的所述动作模式以及所述动作参数生成所述目标动作优化指令，并将所述目标动作优化指令传输至所述第二设备；

所述第二设备还用于根据所述目标动作优化指令生成控制优化指令，并将所述控制优化指令传输至所述运动控制单元，所述运动控制单元还用于根据所述控制优化指令对对应的工位执行相应的动作。

2.根据权利要求1所述的用于FISH检测的控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括数据库；

所述数据库被配置为具有神经网络模型，用以通过所述神经网络模型对所述状态参数进行训练，并将训练后的所述状态参数反馈至所述总控台和/或所述第一设备。

3.根据权利要求2所述的用于FISH检测的控制系统，其特征在于，所述神经网络模型为Tiny-YOLOv3模型。

4.根据权利要求1所述的用于FISH检测的控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括人机界面单元；

所述人机界面单元设于所述总控台和/或所述第一设备，所述人机界面单元用于将所述目标动作指令传输至所述第二设备，并且根据所述目标动作指令显示对应的所述工位的状态参数。

5.根据权利要求4所述的用于FISH检测的控制系统，其特征在于，所述人机界面单元还用于提供是否选择以所述目标动作优化指令对对应的所述工位执行相应的动作的用户界面。

6.根据权利要求1所述的用于FISH检测的控制系统，其特征在于，所述动作模式内的动作包括以下动作中任意一种或多种动作，所述以下动作分别为：烤片、脱蜡、洗涤、通透、水处理、酶处理、乙醇、变性、杂交、洗涤和染色。

7.根据权利要求6所述的用于FISH检测的控制系统，其特征在于，所述动作模式包括第一模式、第二模式和第三模式中任意一种或多种模式；

所述第一模式中包括的所述动作为烤片、脱蜡、洗涤、通透、水处理、酶处理、乙醇、变性、杂交、洗涤和染色；

所述第二模式中包括的所述动作为脱蜡、洗涤、通透、水处理、酶处理、乙醇、变性、杂交、洗涤和染色；

所述第三模式中包括的所述动作为乙醇、变性、杂交、洗涤和染色。

8.根据权利要求1所述的用于FISH检测的控制系统，其特征在于，所述动作参数包括以下参数中任意一种或多种参数，所述以下参数分别为：试剂反应温度、试剂反应时间、试剂类型、试剂位置。

9.根据权利要求1所述的用于FISH检测的控制系统，其特征在于，所述状态参数包括开机状态、启停状态、运行时间、剩余时间、运行步骤、反应温度、系统湿度、位移、速度、试剂流速和试剂流量中的一种或多种。

10.根据权利要求1所述的用于FISH检测的控制系统，其特征在于，所述状态检测单元包括温度传感器、湿度传感器、液体流速流量传感器、压力传感器、激光传感器中的一种或多种。

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