CN115220209B - 辅助显微图像获取的操作装置 - Google Patents

Abstract

本公开提供的辅助显微图像获取的操作装置，包括：容纳有若干载玻片的载玻片筒；含有载玻片板和电动推杆的载玻片推送组件，载玻片板上设有孔洞，由载玻片筒输送的载玻片通过电动推杆在载玻片板上移动，随后穿过孔洞；图像采集单元，包括显微镜和用于驱动显微镜沿第一方向和第二方向移动的显微镜驱动机构，通过显微镜获取从孔洞穿出的载玻片的显微图像；用于调整从孔洞穿出的载玻片位姿的载玻片滑道，使载玻片的表面与由第一、第二方向构成的平面平行；具有第一挡位和第二挡位的载玻片限位组件，处于第一挡位时，阻挡载玻片在载玻片滑道中继续滑移，处于第二挡位时，载玻片从载玻片滑道滑出。本公开的操作装置可提高检测成功率、并缩短检查时长。

Description

辅助显微图像获取的操作装置

技术领域

本公开实施例属于医疗器械技术领域，具体涉及辅助显微图像获取的操作装置。

背景技术

CoronaVirus Disease 2019(C0VID-19)国内称之为新型冠状病毒感染(下面简称为新冠感染)，是一种急性感染性肺炎，新冠感染患者初期症状多以发热、乏力、干咳为主，后期逐渐转变为呼吸困难严重等表现并同时伴随患者自身多种综合性疾病集中爆发。其传染潜伏期为1-14天，并且其潜伏期即具有感染性。因此，如何快速准确筛查新冠感染者是对预防和控制新型冠状病毒的传播的首要手段。目前多以咽拭子采样的方式采集患者咽部的菌群信息，从而做出判断。

然而，采集咽拭子过程因不同医务人员水平的差异、患者心理的畏惧、咽拭子采集操作的不规范导致了拭子质量的差异，医务人员无法准确地观察到所采集细胞的数量，检测结果容易出现假阴性，影响对病情的判断。

目前，在咽拭子机器人领域，包括全自动和半自动操作机器人，多关注于咽拭子采样机构，皆缺少对已采取细胞样本的拭子作进一步细胞数量的检测。若采取人工检测细胞数量的方法，检测过程中则需要占用比较多人力，长久工作容易疲劳，导致检查工作的质量很难保证，效率又受人员熟练度的影响，难以平均分配。

发明内容

本公开旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本公开实施例提供的可提高检测成功率、并缩短检查时长的辅助显微图像获取的操作装置，包括：

载玻片筒，所述载玻片筒包括筒体，所述筒体内容纳有依次叠设的若干待检测的载玻片，所述筒体的两端分别设有载玻片进口和载玻片出口；

载玻片推送组件，所述载玻片推送组件包括载玻片板和电动推杆，所述载玻片板上设有孔洞，由所述载玻片出口输送的所述载玻片通过所述电动推杆在所述载玻片板上移动，随后穿过所述孔洞；

图像采集单元，所述图像采集单元包括显微镜和用于驱动所述显微镜沿第一方向和第二方向移动的显微镜驱动机构，通过所述显微镜获取从所述孔洞穿出的所述载玻片的显微图像；

载玻片滑道，用于调整从所述孔洞穿出的所述载玻片的位姿，使所述载玻片的表面与由所述第一方向和所述第二方向构成的平面平行；

载玻片限位组件，所述载玻片限位组件具有第一挡位和第二挡位，当所述载玻片限位组件处于所述第一挡位时，阻挡所述载玻片在所述载玻片滑道中继续滑移，当所述载玻片限位组件处于所述第二挡位时，所述载玻片从所述载玻片滑道滑出。

本公开实施例提供的辅助显微图像获取的操作装置，具有以下特点及有益效果：

本公开实施例提供的辅助显微图像获取的操作装置，可辅助检测人员完成对测试样本显微图像的获取，减小对人力的依赖，提高检测成功率，缩短采集时间；本公开实施例提供的辅助显微图像获取的操作装置为自动式的、便携式的，空间占用率小，为检测人员提供了便捷；本公开实施例提供的辅助显微图像获取的操作装置具有驱动结构简单、控制精确、空间占用率小等优点。

在一些实施例中，所述载玻片板的上表面至所述载玻片出口的距离H满足：h≤H<2h，h为单片所述载玻片的厚度。

在一些实施例中，所述载玻片滑道整体呈U型，U型开口面向所述图像采集单元设置，且所述载玻片滑道的一端与所述孔洞连接，所述载玻片滑道的另一端与所述载玻片限位组件连接，所述载玻片滑道的两侧壁对称设有滑轨，各所述滑轨均分别由曲线段和所述直线段平顺连接构成，且所述曲线段相对于所述直线段靠近所述孔洞设置，所述载玻片在重力作用下沿所述曲线段滑移，在此过程中，所述载玻片的位姿发生翻转，以面向所述图像采集单元设置；所述载玻片在所述竖直段内的位置保持不变。

在一些实施例中，所述显微镜驱动机构包括第一驱动机构和第二驱动机构；所述第一驱动机构用于驱动所述显微镜沿所述第一方向的运动；所述第二驱动机构用于驱动所述显微镜沿所述第二方向的运动。

在一些实施例中，所述第一驱动机构包括第一驱动电机、与所述第一驱动电机的输出端连接的第一丝杠、沿所述第一丝杠往复滑移的第一滑块，所述第二驱动机构包括第二驱动电机、同时与所述第二驱动电机的输出端和所述第一滑块连接的第二丝杠、以及沿所述第二丝杠往复滑移的第二滑块，所述第一丝杠沿所述第一方向设置，所述第二丝杠沿所述第二方向设置；所述图像采集单元还包括支架，所述支架包括安装在所述第二滑块上的支撑台和安装在所述支撑台上的卡扣，所述显微镜通过所述卡扣安装在所述支撑台上。

在一些实施例中，所述支撑台上沿所述显微镜的轴向间隔布设多个所述卡扣。

在一些实施例中，所述载玻片限位组件包括依次连接的第三驱动电机、第二连杆和挡片，以及第一限位件和第二限位件；所述第三驱动电机通过所述第二连杆驱动所述挡片，且受所述第一限位件或所述第二限位件的限制，使所述载玻片限位组件处于所述第一挡位或所述第二挡位。

在一些实施例中，所述第二连杆包括依次连接的第一支杆、第二支杆和第三支杆，所述第一支杆和所述第二支杆均为一字型杆，所述第三支杆为L型杆，所述挡片水平安装于所述第三支杆的竖直段，所述第一限位件和所述第二限位件间隔设置，且所述第一限位件和所述第二限位件上设有刚好供所述第三支杆的水平段穿过的孔；当所述载玻片限位组件处于所述第一挡位时，所述第三驱动电机驱动所述第二连杆运动使所述第三支杆和所述第二支杆的连接处与所述第一限位件接触，所述挡片将所述载玻片滑道的端部封堵，以阻止所述载玻片继续在所述载玻片滑道中继续滑移；当所述载玻片限位组件处于所述第二挡位时，所述第三驱动电机驱动所述第二连杆运动使所述第三支杆的竖直段与所述第二限位件接触，所述挡片使所述载玻片滑道的端部开放。

在一些实施例中，所述操作装置还包括用于为所述操作装置内其余各部件提供安装平台的安装框架和用于收集由所述载玻片滑道滑出的所述载玻片的收集筒，所述安装框架包括相连接的顶板、底板和侧板。

在一些实施例中，所述侧板为镂空板，在所述底板的底部均匀布设若干吸盘。

附图说明

图1是本公开实施例提供的辅助显微图像获取的操作装置内部示意图；

图2是本发明实施例提供的辅助显微图像获取的操作装置中载玻片推送组件示意图；

图3是本发明实施例提供的辅助显微图像获取的操作装置中载玻片滑道的内部结构示意图；

图4是本公开实施例提供的辅助显微图像获取的操作装置中图像采集单元的结构示意图；

图5是本公开实施例提供的辅助显微图像获取的操作装置中载玻片限位组件的结构示意图；

图6本公开实施例提供的设有安装框架的辅助显微图像获取的操作装置的结构示意图。

图中：

1—载玻片筒，11—筒体，12—载玻片进口，13—载玻片出口；

2—载玻片推送组件，21—载玻片板，211—孔洞，22—电动推杆，221—推杆驱动电机，222—第一连杆，222a—第四支杆，222b—第五支杆，223—推杆

3—图像采集单元，31—显微镜，32—显微镜驱动机构，321—第一驱动电机，322—第一丝杠，323—第一滑块，324—第二驱动电机，325—第二丝杠，326—第二滑块，33—支架，331—支撑台，332—卡扣；

4—载玻片滑道，41—滑轨，411—曲线段，412—直线段；

5—载玻片限位组件，51—第三驱动电机，52—第二连杆，521—第一支杆，522—第二支杆，523—第三支杆，53—挡片，54—第一限位件，55—第二限位件；

6—安装框架，61—顶板、62—底板，63—侧板。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本申请，并不用于限定本申请。

相反，本申请涵盖任何由权利要求定义的在本申请精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本申请有更好的了解，在下文对本申请的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本申请。

参见图1，本公开实施例提供的辅助显微图像获取的操作装置，包括：

载玻片筒1，包括筒体11，筒体11内容纳有依次叠设的若干待检测的载玻片，筒体11的两端分别设有载玻片进口12和载玻片出口13；

载玻片推送组件2，包括载玻片板21和电动推杆22，载玻片板21上设有孔洞211，由载玻片出口13输送的载玻片通过电动推杆22在载玻片板21上移动，随后穿过孔洞211；

图像采集单元3，包括显微镜31和用于驱动显微镜31沿第一方向和第二方向移动的显微镜驱动机构32，第一方向和第二方向不平行，通过显微镜31获取从孔洞211穿出的载玻片的显微图像；

载玻片滑道4，用于调整从孔洞211穿出的载玻片的位姿，使载玻片表面与由第一方向和第二方向构成的平面平行；

载玻片限位组件5具有第一挡位和第二挡位，当载玻片限位组件5处于第一挡位时，阻挡载玻片在载玻片滑道4中继续滑移，当载玻片限位组件5处于第二挡位时，载玻片从载玻片滑道4滑出。

在一些实施例中，载玻片筒1的内截面形状与载玻片的形状相同，尺寸略大于载玻片的尺寸，在自重作用下载玻片在载玻片筒1内下落，且通过与载玻片推送组件2配合，使得每次只有一片载玻片从载玻片筒1的载玻片出口13下落。

在一个实施例中，载玻片筒1具有圆形横截面，内径约为15mm，该载玻片筒1可容纳170片圆形载玻片。

在一些实施例中，参见图1、图2，载玻片推送组件2位于载玻片筒1的载玻片出口13处，用于每次将由载玻片出口13输送的1片载玻片推送至载玻片滑道4内，为便于描述，将当前输送的载玻片记为载玻片a，将下一次输送的载玻片记为载玻片b。载玻片推送组件2包括载玻片板21和电动推杆22；载玻片板21上开设有供载玻片a穿过的孔洞211；电动推杆22包括依次连接的推杆驱动电机221、第一连杆222和推杆223，第一连杆222包括通过销钉连接的第四支杆222a和第五支杆222b。电动推杆22处于初始状态下，由载玻片出口13输送的载玻片a落在载玻片板21的上表面，且载玻片板21的上表面至载玻片出口13的距离H应满足：h≤H<2h，h为单片载玻片的厚度，以此保证每次只有一片载玻片完全位于载玻片出口13外部，此时，推杆驱动电机221通过第一连杆222使推杆223不与载玻片a接触；随后，推杆驱动电机221通过第一连杆222控制推杆223推动载玻片a在载玻片板21的上表面向孔洞211移动，直至载玻片a落入孔洞211，在此过程中，推杆223还用于支撑载玻片b，且该载玻片b受载玻片出口13处载玻片筒1侧壁是限制不随推杆运动而运动；随后，推杆驱动电机221通过第一连杆222控制推杆223回到初始状态，载玻片b落在载玻片板21上表面且全位于载玻片出口13外部。

可选地，推杆驱动电机221采用伺服舵机。

在一些实施例中，参见图1、图3(为了清楚反映出载玻片滑道的内部结构，图3中隐藏了载玻片滑道的一侧板)，载玻片滑道4的内径与载玻片的尺寸相匹配，载玻片滑道4整体呈U型，U型开口面向图像采集单元3设置，且载玻片滑道4的上下端为开敞端，载玻片滑道4的上端与载玻片板21下表面的孔洞211连接，以将载玻片a引入载玻片滑道4，载玻片滑道4的下端与载玻片限位组件5连接，以将载玻片a限制在载玻片滑道4内或将载玻片a引出载玻片滑道4。载玻片滑道4的两侧壁对称设有滑轨41，各滑轨41均分别由曲线段(曲线段优选为圆弧形)411和直线段412平顺连接构成，且曲线段411相对直线段412靠近孔洞211设置，载玻片a穿过孔洞211后在重力作用下沿曲线段411滑移，在此过程中，载玻片a的位姿发生90°的翻转，具体地，穿过孔洞211的载玻片a的表面呈水平放置，随后载玻片a沿着曲线段411滑移，载玻片a的表面方向逐渐改变，最终呈竖直放置，此时，载玻片a的表面面向图像采集单元3设置；随后载玻片a进入滑轨41的竖直段412，在竖直段412内载玻片a的表面始终呈竖直放置。

进一步地，在载玻片滑道4的下端设有收集筒(该收集筒在图中未示意出)，用于收集从载玻片滑道4滑出的载玻片。

在一些实施例中，参见图1、图4，图像采集单元3包括显微镜31、显微镜驱动机构32和支架33。显微镜驱动机构32包括第一驱动机构和第二驱动机构；第一驱动机构用于驱动显微镜31沿第一方向的运动，包括第一驱动电机321、与第一驱动电机321的输出端连接的第一丝杠322、沿第一丝杠322往复滑移的第一滑块323；第二驱动机构用于驱动显微镜31沿第二方向的运动，包括第二驱动电机324、同时与第二驱动电机324的输出端和第一滑块323连接的第二丝杠325、以及沿第二丝杠325往复滑移的第二滑块326；可选地，第一丝杠322与第二丝杠325呈90°设置。支架33包括安装在第二滑块326上的支撑台331和安装在支撑台331上的卡扣332，显微镜31通过卡扣332安装在支撑台331上，显微镜31与载玻片滑道4的距离应保证停于在载玻片滑道4内的载玻片位于显微镜31的视野范围内。

在一个实施例中，显微镜31采用超眼500万USB选配长焦2000倍镜头便携工业数码显微电子放大镜B011，显微镜31的镜头与载玻片滑道4的净距约为10mm。

进一步地，为了减少了显微镜31移动过程中产生的震动误差，显微镜31通过多个卡扣322与支撑台331连接，多个卡扣332沿显微镜31的轴向间隔布设。

优选地，第一驱动电机321和第二驱动电机324采用步进电机。

在一些实施例中，参见图1、图5，载玻片限位组件5包括依次连接的第三驱动电机51、第二连杆52和挡片53，以及第一限位件54和第二限位件55。第三驱动电机51通过第二连杆52驱动挡片53，且受第一限位件54或第二限位件55的限制，使载玻片限位组件5处于第一挡位或第二挡位。具体地，第二连杆52由通过销轴依次连接的第一支杆521、第二支杆522和第三支杆523，第一支杆521和第二支杆522均为一字型杆，第三支杆523为L型杆，挡片53水平安装于第三支杆523的竖直段顶部，第一限位件54和第二限位件55间隔设置，且第一限位件54和第二限位件55上设有刚好供第三支杆523的水平段穿过的孔；当第三驱动电机51驱动第二连杆52运动使第三支杆523和第二支杆522的连接处与第一限位件54接触时，载玻片限位组件5处于第一挡位，即挡片53将载玻片滑道4下端封堵，以阻止载玻片a继续在载玻片滑道4中继续滑移，使载玻片a停于载玻片滑道4下端，便于显微镜31观察；当第三驱动电机51驱动第二连杆52运动使第三支杆523的竖直段与第二限位件55接触时，载玻片限位组件5处于第二挡位，即挡片53未将载玻片滑道4下端封堵，载玻片a从载玻片滑道4下端滑出。第一限位件54和第二限位件55能使第三支杆523的运动更加精准，减小了移动时产生的垂直于其运动轴线的误差。

在一些实施例中，参见图6，本公开实施例提供的辅助显微图像获取的操作装置还包括安装框架6，安装框架6包括相连接的顶板61、底板62和侧板63，用于为本操作装置内的其余各部件提供安装平台。可选地，顶板61上开设供载玻片筒1穿过的通孔，载玻片板21与顶板61的下表面固定连接，载玻片滑道4的上端与载玻片板21的下表面固定连接，推杆驱动电机221与侧板63固定连接，第一驱动电机321、第三驱动电机51、第一限位件54和第二限位件55均与底板62固定连接。

进一步地，安装框架6的侧板63采用镂空板，用于安装推杆驱动电机221且便于从外部进行观察。

进一步地，底板62的底部安装有若干均分分布的吸盘，可提高本辅助显微图像获取的操作装置工作过程中的稳定性。

下面对本公开实施例提供的辅助显微图像获取的操作装置的工作原理进行描述：

第三驱动电机51接收到信号并转动，使第一支杆521绕其旋转轴运动，由于第一支杆521、第二支杆522和第三支杆523依次均通过销钉连接，且第三支杆523的运动受限于第一限位件54，使得第一支杆521的运动带动第三支杆523的水平运动，挡片53挡住载玻片滑道4的下端；

推杆驱动电机221接收到信号并转动，使第四支杆222a绕其旋转轴运动，由于第四支杆222a、第五支杆222b、载玻片推杆223通过销钉连接，且推杆223的运动受限于载玻片板21，使得第四支杆222a的运动带动载玻片推杆223的水平运动，推动由于重力落入载玻片板21的载玻片a，随后使载玻片a沿载玻片滑道4的滑轨41下落，以竖直的状态停于挡片53上部；

第一驱动电机321、第二驱动电机324接收到信号，使其上的滑块移动，滑块带动支架33和显微镜31移动，使显微镜31移动到能够观察到载玻片a的位置，显微镜31将识别到的图像发送回至控制端，通过图像识别对图像内的细胞数量进行计算；

第三驱动电机51接收到信号并转动，使第一支杆521绕其旋转轴运动，以此带动第二支杆522和第三支杆523运动，且第三支杆523的运动受限于第二限位件55，使得第一支杆521的运动带动第三支杆523的水平运动回到初始位置，载玻片a顺势滑落至收集筒中。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本公开的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本公开的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本公开的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种辅助显微图像获取的操作装置，其特征在于，包括：

载玻片筒，所述载玻片筒包括筒体，所述筒体内容纳有依次叠设的若干待检测的载玻片，所述筒体的两端分别设有载玻片进口和载玻片出口；

载玻片推送组件，所述载玻片推送组件包括载玻片板和电动推杆，所述载玻片板上设有孔洞，由所述载玻片出口输送的所述载玻片通过所述电动推杆在所述载玻片板上移动，随后穿过所述孔洞；

图像采集单元，所述图像采集单元包括显微镜和用于驱动所述显微镜沿第一方向和第二方向移动的显微镜驱动机构，通过所述显微镜获取从所述孔洞穿出的所述载玻片的显微图像；

载玻片滑道，用于调整从所述孔洞穿出的所述载玻片的位姿，使所述载玻片的表面与由所述第一方向和所述第二方向构成的平面平行；

载玻片限位组件，所述载玻片限位组件具有第一挡位和第二挡位，当所述载玻片限位组件处于所述第一挡位时，阻挡所述载玻片在所述载玻片滑道中继续滑移，当所述载玻片限位组件处于所述第二挡位时，所述载玻片从所述载玻片滑道滑出。

2.根据权利要求1所述的操作装置，其特征在于，所述载玻片板的上表面至所述载玻片出口的距离满足：/>，/>为单片所述载玻片的厚度。

3.根据权利要求1所述的操作装置，其特征在于，所述载玻片滑道整体呈U型，U型开口面向所述图像采集单元设置，且所述载玻片滑道的一端与所述孔洞连接，所述载玻片滑道的另一端与所述载玻片限位组件连接，所述载玻片滑道的两侧壁对称设有滑轨，各所述滑轨均分别由曲线段和直线段平顺连接构成，且所述曲线段相对于所述直线段靠近所述孔洞设置，所述载玻片在重力作用下沿所述曲线段滑移，在此过程中，所述载玻片的位姿发生翻转，以面向所述图像采集单元设置；所述载玻片在所述直线段内的位姿保持不变。

4.根据权利要求1所述的操作装置，其特征在于，所述显微镜驱动机构包括第一驱动机构和第二驱动机构；所述第一驱动机构用于驱动所述显微镜沿所述第一方向的运动；所述第二驱动机构用于驱动所述显微镜沿所述第二方向的运动。

5.根据权利要求4所述的操作装置，其特征在于，所述第一驱动机构包括第一驱动电机、与所述第一驱动电机的输出端连接的第一丝杠、沿所述第一丝杠往复滑移的第一滑块，所述第二驱动机构包括第二驱动电机、同时与所述第二驱动电机的输出端和所述第一滑块连接的第二丝杠、以及沿所述第二丝杠往复滑移的第二滑块，所述第一丝杠沿所述第一方向设置，所述第二丝杠沿所述第二方向设置；所述图像采集单元还包括支架，所述支架包括安装在所述第二滑块上的支撑台和安装在所述支撑台上的卡扣，所述显微镜通过所述卡扣安装在所述支撑台上。

6.根据权利要求5所述的操作装置，其特征在于，所述支撑台上沿所述显微镜的轴向间隔布设多个所述卡扣。

7.根据权利要求1所述的操作装置，其特征在于，所述载玻片限位组件包括依次连接的第三驱动电机、第二连杆和挡片，以及第一限位件和第二限位件；所述第三驱动电机通过所述第二连杆驱动所述挡片，且受所述第一限位件或所述第二限位件的限制，使所述载玻片限位组件处于所述第一挡位或所述第二挡位。

8.根据权利要求7所述的操作装置，其特征在于，所述第二连杆包括依次连接的第一支杆、第二支杆和第三支杆，所述第一支杆和所述第二支杆均为一字型杆，所述第三支杆为L型杆，所述挡片水平安装于所述第三支杆的竖直段，所述第一限位件和所述第二限位件间隔设置，且所述第一限位件和所述第二限位件上设有刚好供所述第三支杆的水平段穿过的孔；当所述载玻片限位组件处于所述第一挡位时，所述第三驱动电机驱动所述第二连杆运动使所述第三支杆和所述第二支杆的连接处与所述第一限位件接触，所述挡片将所述载玻片滑道的端部封堵，以阻止所述载玻片继续在所述载玻片滑道中继续滑移；当所述载玻片限位组件处于所述第二挡位时，所述第三驱动电机驱动所述第二连杆运动使所述第三支杆的竖直段与所述第二限位件接触，所述挡片使所述载玻片滑道的端部开放。

9.根据权利要求1~8中任一项所述的操作装置，其特征在于，所述操作装置还包括用于为所述操作装置内其余各部件提供安装平台的安装框架和用于收集由所述载玻片滑道滑出的所述载玻片的收集筒，所述安装框架包括相连接的顶板、底板和侧板。

10.根据权利要求9所述的操作装置，其特征在于，所述侧板为镂空板，在所述底板的底部均匀布设若干吸盘。