CN115720625A - 组织切片术相关应用中的面向和质量控制 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种用于组织切片中面向和质量控制决策的系统和方法。在一些实施例中，提供了一种组织学系统，包括：切片机，切片机被配置成用于从组织块中逐渐移除一个或多个切片，组织块包括包埋在包埋材料中的组织样本；以及视觉系统，视觉系统与切片机相关联并且包括：照明系统，照明系统被配置成用于照射组织块，组织块包括包埋在包埋材料中的组织样本；成像系统，成像系统被配置成用于对组织块进行成像，以生成与组织块相关联的成像数据；以及处理器，处理器与视觉系统通信，该处理器被编程以用于接收成像数据并执行面向和质量控制分析。

Description

组织切片术相关应用中的面向和质量控制

本申请要求于2020年2月22日提交的美国临时申请序列第62/980,201号、2020年2月22日提交的美国临时申请序列第62/980,203号、2020年2月22日提交的美国临时申请序列第62/980,202号、2020年2月22日提交的美国专利申请序列第62/980,194号、以及2021年1月6日提交的美国临时申请序列第63/134,399号、2021年2月22日提交的美国专利申请序列第17/182,139号、2021年2月22日提交的美国专利申请序列第17/182,133号和2021年2月22日提交的美国专利申请第17/182,166号的权益和优先权，以上所有专利通过引用以其整体并入本文。

技术领域

本发明涉及从生物组织样本块转移到载玻片的切割组织切片的质量控制，包括面向(facing)、跟踪和机械质量控制。具体而言，这可以使用自动化系统来实现。

背景技术

传统的组织切片术，即制作邮票大小、微米薄的组织切片以用于显微镜观察，是一项精细、耗时的手工任务。在此过程中，切片机切割由组织样本组成的组织块，该组织块被封围在包埋材料(诸如石蜡)的支撑块中。切片机保持刀片对齐，以用于从组织块的一个面(块切割面)切割切片。一种常见的类型，旋转切片机，线性振荡夹持块的卡盘，其切割面位于刀片切割平面中。结合块切割面逐渐进入切割平面中，切片机将薄组织切片从块切割面上连续地刮下。对于使用石蜡包埋介质的切片，操作者小心地拾取这些组织切片，并将它们漂浮在温水上。水温和地移除褶皱，并减少切割变形。最后，操作者将切片从水中移到显微镜载玻片上以供进一步处理。

组织样本切片的数字成像的最新进展使得期望非常快速地对样本块进行切片。举例而言，当组织切片作为临床护理的一部分时，时间是改善患者护理的重要变量。在解剖病理学的术中应用的组织切片期间，例如在检查肺癌边缘以确定是否切除了足够的组织时，可以节省的每一分钟都具有临床价值。为了快速创建大量样本切片，期望通过切片机刀片从样本块切割组织切片的过程自动化，并在不降低切片质量的情况下促进将切割组织切片转移到胶带或其他转移介质。此外，从块上切割下的大量组织样本切片需要转移到显微镜载玻片上进行评估。

组织样本的质量控制十分重要。质量控制不足会对病理学产生不利影响，导致对组织的评估不准确。然而，目前对沉积于载玻片上的组织切片的质量控制是一项耗费资源的任务。

这种比较是在手动将组织转移到载玻片上时进行的，然而，通常难以将组织和石蜡区分开来，从而导致不准确的比较，并因此导致质量控制不足。此外，无法对组织进行正确评估，导致缺乏对载玻片上放置的组织切片不足的了解。这还限制了对载玻片上的组织切片是否已受损的评估。

本公开通过实现消除或至少显著减少质量控制问题和载玻片标签和组织切片之间不匹配的风险的方法和系统来克服当前工作流的问题和缺陷。

发明内容

本公开涉及一种用于面向组织块的系统和方法。在一些实施例中，提供了一种用于面向组织块的方法，方法包括：对组织块进行成像，以生成组织块的成像数据，组织块包括包埋在包埋材料中的组织样本；基于成像数据，估计组织块的深度轮廓，其中深度轮廓包括包埋材料的要被移除以将组织样本暴露于预定标准的厚度；以及移除包埋材料的厚度以将组织样本暴露于预定标准。

在一些实施例中，方法可以进一步包括：从包括包埋在包埋材料中的组织样本的组织块逐渐移除一个或多个切片；对一个或多个切片进行成像，以生成与一个或多个切片相关联的成像数据；以及基于成像数据，确认组织块暴露于预定标准。在一些实施例中，组织块用结构光来进行成像，以确定深度轮廓。

在一些实施例中，提供了一种用于面向组织块的方法，方法可以包括：从包括包埋在包埋材料中的组织样本的组织块逐渐移除一个或多个切片；对从组织块移除的一个或多个切片进行成像，以生成与一个或多个切片相关联的成像数据；以及基于成像数据，确定何时从组织块移除了足够数量的一个或多个切片，以将组织样本暴露于预定标准。

在一些实施例中，方法可以进一步包括在移除一个或多个切片之前对组织块进行成像，以生成组织样本的基线成像数据。在一些实施例中，方法可以进一步包括根据基线成像数据确定组织样本的预期轮廓、大小或形状。在一些实施例中，方法可以进一步包括根据基线成像数据确定包埋材料的深度轮廓，以移除足够量的包埋材料，以将组织样本暴露于预定标准，以及用UV范围内的结构光照射组织块。

在一些实施例中，方法可以进一步包括将包括组织样本的切片的成像数据与基线成像数据进行比较，以确定组织样本何时已经充分暴露。在一些实施例中，切片的成像数据包括组织块上、转移介质上或载玻片上的一个或多个切片的成像数据。在一些实施例中，一个或多个切片中的组织样本的轮廓、大小和形状与从基线成像数据预期的组织样本的轮廓、大小或形状进行比较。

在一些实施例中，方法可以进一步包括通过视差、焦点或光场成像中的一者或多者来确定深度轮廓，以及增加组织样本和包埋材料之间的对比度。

在一些实施例中，可以提供一种用于面向组织块的方法，方法包括：从包括包埋在包埋材料中的组织样本的组织块移除包埋材料的厚度，包埋材料的厚度被配置成用于将组织样本暴露于预定标准；在移除厚度之后，从组织块逐渐移除一个或多个切片；对从组织块移除的一个或多个切片进行成像，以生成与一个或多个切片相关联的成像数据；以及根据成像数据，确认组织块已经暴露于预定标准。

在一些实施例中，可以提供一种组织学系统，包括：切片机，切片机被配置成用于从组织块中逐渐移除一个或多个切片，组织块包括包埋在包埋材料中的组织样本；以及视觉系统，视觉系统与切片机相关联。视觉系统可以包括：照明系统，照明系统被配置成用于照射组织块，组织块包括包埋在包埋材料中的组织样本；成像系统，成像系统被配置成用于对组织块进行成像，以生成与组织块相关联的成像数据；以及处理器，处理器与视觉系统通信，处理器被编程以用于接收成像数据并基于成像数据来确定组织块何时已由切片机充分面向。

在一些实施例中，处理器被进一步编程以用于通过识别暴露组织样本的量来确定组织块何时已被充分面向。在一些实施例中，处理器被进一步编程以用于根据基线成像数据确定组织样本的预期轮廓、大小或形状基线成像数据通过在从组织块中移除一个或多个切片之前用结构光对组织块进行成像而生成。在一些实施例中，照明系统被配置成用于用结构光照射组织块。

在一些实施例中，组织学系统可以进一步包括转移介质，转移介质用于将包括组织样本的一个或多个切片从组织块转移到一个或多个载玻片，并且其中处理器被进一步编程以用于将组织块上、转移介质上、或一个或多个载玻片上的一个或多个切片与基线成像数据进行比较，基线成像数据通过在从组织中移除一个或多个切片之前用UV光对组织块进行成像而生成。

在一些实施例中，提供了一种视觉系统，视觉系统包括：照明系统，照明系统被配置成用于照射组织块，组织块包括包埋在包埋材料中的组织样本；成像系统，成像系统被配置成用于对组织块进行成像，以生成组织块的成像数据；以及处理器，处理器与成像系统通信，处理器被编程以用于接收成像数据并基于成像数据来确定组织样本对预定标准的暴露。

本公开还涉及一种用于组织学系统中质量控制的系统和方法。在一些实施例中，提供了一种方法，包括：接收包括包埋在包埋材料中的组织样本的组织块；对组织块进行成像，以创建组织块的组织切片中组织样本的第一成像数据；从组织块移除组织切片，组织切片包括组织样本的一部分；对组织切片进行成像，以创建组织切片中的组织样本的第二成像数据；以及将第一成像数据与第二成像数据进行比较，以基于一个或多个质量控制参数确认第一成像数据和第二成像数据中的组织样本的对应。

在一些实施例中，如果第一成像数据和第二成像数据中的组织样本中的一个或多个质量控制参数不存在对应，则组织切片是非确认的。在一些实施例中，一个或多个质量控制参数包括组织样本的形状、组织样本的大小、或者一个或多个机械损伤中的一者或多者。在一些实施例中，方法可以进一步包括使用转移介质将组织切片转移到载玻片上，并且第二成像数据包括转移介质上的组织切片的成像数据或载玻片上的组织切片的成像数据。在一些实施例中，方法可以进一步包括将第一成像数据、转移介质上的组织切片的成像数据或载玻片上的组织切片的成像数据中的至少两者进行比较。

在一些实施例中，如果第一成像数据和第二成像数据中的组织样本中的形状或大小不存在对应，则组织切片是非确认的。在一些实施例中，一个或多个机械损伤选自由撕裂、切碎、刀痕、起皱、开裂、气泡、组织样本不足、组织样本不完整组成的组。在一些实施例中，方法可以进一步包括如果在第二成像数据中的组织样本中存在一个或多个机械损伤，但在第一成像数据中不存在，则标识为非确认的组织切片。在一些实施例中，方法可以进一步包括调整与移除组织切片相关联的一个或多个操作参数，以校正一个或多个机械损伤。在一些实施例中，方法可以进一步包括如果在第一成像数据和第二成像数据中的组织切片中不存在机械损伤，则批准组织切片。在一些实施例中，方法可以进一步包括如果在第一成像数据和第二成像数据两者中都存在一个或多个机械损伤，则拒绝组织切片。

在一些实施例中，成像步骤中的一者或两者包括用UV光照射组织样本，并用可见光范围相机对组织样本进行成像，以创建第一成像数据或第二成像数据。在一些实施例中，方法可以进一步包括，照射组织切片，以增强组织样本和组织样本中的包埋材料之间的对比度。在一些实施例中，成像步骤中的一者或两者包括：在一个或多个波长范围内对组织切片进行成像；创建组织切片的成像数据；基于彩色成像数据中的颜色和强度信息从包埋材料中分割组织切片；以及标识组织切片中组织样本的大小、形状或边缘。

在一些实施例中，方法可以进一步包括：在移除一个或多个切片之前对组织块进行成像，以生成组织样本的基线成像数据。在一些实施例中，方法可以进一步包括用UV光照射组织块。在一些实施例中，方法可以进一步包括将第一成像数据、第二成像数据或两者与基线成像数据进行比较。在一些实施例中，方法可以进一步包括将第一成像数据、第二成像数据或两者中的组织样本的轮廓、大小或形状与从基线成像数据中预期的组织样本的轮廓、大小或形状进行比较。

在一些实施例中，提供了一种视觉系统，视觉系统包括：照明系统，照明系统被配置成用于照射组织切片；成像系统，成像系统被配置成用于创建由照明系统照射的组织切片的成像数据；以及处理器，处理器与成像系统通信，以接收成像数据并基于成像数据执行一个或多个质量控制分析。在一些实施例中，一个或多个质量控制分析是以下各项中的一项或多项：组织块和载玻片上的组织切片的比较分析；组织切片的机械属性的分析；组织样本的充足性分析；或者载玻片上样本呈现的分析。

在一些实施例中，提供了一种组织学系统，组织学系统包括：切片机，切片机被配置成用于从组织块产生一个或多个组织切片；转移系统，转移系统被配置成用于将一个或多个组织切片从切片机转移到一个或多个载玻片；以及视觉系统。视觉系统可以包括：照明系统，照明系统被配置成用于照射组织样本；以及成像系统，成像系统被配置成用于创建由照明系统照射的组织切片的成像数据。处理器与成像系统通信，以接收成像数据并基于成像数据执行一个或多个质量控制分析。在一些实施例中，一个或多个质量控制分析是以下各项中的一项或多项：组织块上的组织切片、转移系统上的组织切片和载玻片上的组织切片中的至少两个的比较分析；组织切片的机械属性的分析；组织样本的充足性分析；或者载玻片上样本呈现的分析。

本公开还涉及一种用于在组织学系统内跟踪和打印的系统和方法。在一些实施例中，提供了一种系统，系统包括：信息读取器，信息读取器被配置成用于读取与组织块相关联的标识数据；切片机，切片机被配置成用于从组织块切割一个或多个组织切片；一个或多个载玻片，一个或多个载玻片用于接收一个或多个组织切片；以及打印机，打印机被配置成用于接收标识数据，并在从组织块切割一个或多个组织切片后打印用于一个或多个载玻片的一个或多个标签，一个或多个标签包括将一个或多个载玻片上的一个或多个组织切片与组织块相关联的信息。

在一些实施例中，系统可以进一步包括转移介质，转移介质被配置成用于将一个或多个组织切片从切片机转移到一个或多个载玻片。在一些实施例中，转移介质包括指示一个或多个组织切片的标识数据的标记，标记被配置成用于将一个或多个组织切片与组织块相关联。在一些实施例中，系统可以进一步包括转移介质标记设备，转移介质标记设备用于使用指示一个或多个组织切片的标识数据的标记来标记转移介质，标记被配置成用于将一个或多个组织切片与组织块相关联。

在一些实施例中，系统可以进一步可视化系统，可视化系统被配置成用于跟踪从切片机到一个或多个载玻片的一个或多个组织切片。在一些实施例中，可视化系统被配置成用于在一个或多个载玻片上的一个或多个组织切片与组织块的一个或多个图像或转移介质上切片的图像之间进行比较。在一些实施例中，可视化系统被配置成用于在一个或多个载玻片上、组织块上或转移介质上的一个或多个组织切片与组织块中的组织样本的基线图像之间进行比较，基线图像通过在从组织块移除一个或多个切片之前用UV光对组织块进行成像而生成。例如，比较基于一个或多个组织切片中的组织样本的大小、形状和轮廓。在一些实施例中，可视化系统被配置成用于读取载玻片上的一个或多个标签，并确认它们与样本块上的标识数据的关联。在一些实施例中，打印机为一个或多个样本独立地打印标签。

在一些实施例中，可以提供一种系统，系统包括：信息读取器，信息读取器被配置成用于从组织块读取标识数据；切片机，切片机被配置成用于从组织块切割一个或多个组织切片；转移介质，转移介质被配置成用于将一个或多个组织切片转移到一个或多个载玻片；以及打印机。处理器可以被配置成用于接收标识数据，使得切片机切割一个或多个组织切片，然后使得打印机打印用于一个或多个载玻片的一个或多个标签，一个或多个标签包括将一个或多个载玻片上的一个或多个组织切片与组织块相关联的信息。

在一些实施例中，转移介质包括指示一个或多个组织切片的标识数据的标记，标记被配置成用于将一个或多个组织切片与组织块相关联。在一些实施例中，系统可以进一步包括转移介质标记设备，转移介质标记设备用于使用指示一个或多个组织切片的标识数据的标记来标记转移介质，标记被配置成用于将一个或多个组织切片与组织块相关联。在一些实施例中，系统可以进一步可视化系统，可视化系统被配置成用于跟踪从切片机到一个或多个载玻片的一个或多个组织切片。在一些实施例中，可视化系统被配置成用于在一个或多个载玻片上的一个或多个组织切片与组织块上的一个或多个切片之间进行比较。例如，比较基于一个或多个组织切片中的组织的大小和边缘。

在一些实施例中，提供了一种用于在组织切片中跟踪样本的方法，方法包括：从组织块读取标识数据；从组织块切割第一组一个或多个组织切片；在进行切割之后，打印用于一个或多个载玻片的一个或多个标签，一个或多个标签包括将一个或多个载玻片上的一个或多个组织切片与组织块相关联的信息；以及将一个或多个组织切片转移到一个或多个载玻片，并用一个或多个标签标记一个或多个载玻片。

在一些实施例中，方法可以进一步包括，将载玻片上的一个或多个组织切片与块上的一个或多个组织切片进行比较，以确认一个或多个载玻片上的一个或多个组织切片与组织块的关联。在一些实施例中，方法可以进一步包括，仅在第一组一个或多个组织切片被放置在一个或多个载玻片上并用一个或多个标签标记之后，才切割第二组一个或多个组织切片。在一些实施例中，方法可以进一步包括，将一个或多个载玻片上的一个或多个组织切片与组织块中的组织样本的基线图像进行比较，基线图像通过在从组织块移除一个或多个切片之前用UV光对组织块进行成像而生成。

附图说明

为了使本发明所属领域的普通技术人员更容易理解如何制造和使用本文所公开的手术装置和系统，下文将参考附图详细描述其优选实施例，其中：

图1示出了用于执行组织学系统的质量控制分析的示例性系统；

图2示出了用于增加组织相对于石蜡的对比度的照明和成像系统的一个实施例；

图3示出了示例性组织块，该示例性组织块示出了包埋材料内部的组织；

图4A、图4B、图4C、图4D、图4E和图4F示出了图像从原始块到被完全面向的块的进展；

图5是示出用于将组织切片的图像与组织块的基线图像进行比较的方法的示例性流程图；

图6是示出用于做出面向决定的方法的流程图；

图7和图8是UV光下组织带的图像；

图9是示出用于做出面向决定的方法的流程图，其中切割带和块面被成像；

图10是示出用于块面向的各种方法的流程图；

图11A和图11B示出了包埋在包埋材料中组织的示例性图像，以及示出组织和包埋材料之间关系的相关示例性图；

图12A和图12B示出了包埋在包埋材料中的组织的示例性图像，以及示出组织和包埋材料之间关系的相关示例性图；

图13示出了与激光点扩散相关的示例性图像；

图14示出了与跨组织块上的激光点块以1像素采样的列2点相关的示例性图；

图15示出了示出刀片可以留在组织块上的微锯齿的示例性图像；

图16示出了用于执行组织学系统的组织比较和机械质量控制分析的示例性系统；

图17A是载玻片上的样本块和组织切片的切片比较；

图17B是载玻片和石蜡块标识比较；

图18和图19是UV光下组织带的示例性图像；

图20是示出其中切割切片和块面被成像的方法的流程图；

图21A是本公开的自动化胶带转移装置的一个实施例的示意图，其示出了胶带的路径，该装置具有条形码阅读器，以便根据本公开的切割组织切片的即时打印、跟踪和标识来扫描样本块上的标签以及打印的载玻片；其中胶带标记或打印设备将标识标记激光蚀刻或打印到胶带转移介质上，并且由单独的载玻片打印机实时打印载玻片。

图21B是本公开的自动化胶带转移装置的一个实施例的示意图，其示出了可任选的预打印胶带的路径，该装置具有条形码阅读器，以便根据本公开的切割组织切片的跟踪和标识来扫描样本块上的标签以及打印的载玻片；其中由单独的载玻片打印机实时打印载玻片。

图22是示出具有条形码扫描、胶带介质标记和载玻片打印系统以实现从块到胶带到载玻片的组织切片跟踪的装置(系统)的自动化步骤的一个实施例的流程图；

图23是切片跟踪系统的工作流程图；

图24示出了自动化组织切片设备的示例性实施例；

图25是自动化胶带转移装置的示例性实施例的示意图，其示出了胶带的路径，该装置具有用于拍摄样本块和载玻片的成像设备；

图26是图6的自动化装置的载玻片台的透视图；

图27是示出在应用到样本块的表面之前的胶带的示意图；

图28A是根据本公开的一些实施例的样本系统布局的正视图图示；

图28B和图28C是根据本公开的一些实施例的样本系统布局的等距视图图示；

图29是根据本公开的一些实施例的自动化组织切片系统中的组织块的处理的流程图；

图30是示出图8的系统的自动化步骤的流程图；

图31是示出具有成像设备以确定组织切片是否足以转移到载玻片的装置(系统)的自动化步骤的一个实施例的流程图；

图32是示出装置的替代实施例的自动化步骤的流程图；

图33是示出装置的替代实施例的自动化步骤的流程图；以及

图34是计算设备的示例性实施例。

具体实施方式

本公开提供了用于在组织切片期间对组织样本进行各种质量控制分析的系统和方法。图1中示出了用于组织样本的质量控制的系统和方法的示例性实施例。这样的系统可以被配置用于提供质量控制100的各种类型/方面，包括打印和跟踪102、组织面向分析104和机械组织完整性分析106。

如图所示，可以从组织样本(诸如样本块)上切下组织切片。可以执行与组织切片相关的各种质量控制分析，以确定组织切片的完整性。如下文将更详细地解释的，可以在将组织切片从样本块传送到载玻片或其他介质时执行一项或多项分析，或者可以在组织切片位于载玻片或其他介质上时执行一个或多个分析。该过程可以手动执行，也可以利用自动化系统来执行。

可以拍摄组织块和组织切片的各种图像以进行比较，以执行各种质量控制分析。例如，可以拍摄图像，包括但不限于组织切片之前的图像，以创建块的基线图像、组织块的表面、从组织块切割后的组织切片、经由传送系统或胶带传送的组织切片、以及位于载玻片上的组织切片。比较这些图像中的任何一个图像都可以用于确定组织切片是否足够，并且一旦定位在载玻片上就可以使用。如果比较揭示了任何问题或错误，则可以丢弃组织切片、可以丢弃组织块和/或可以取决于已标识的问题或错误的类型对系统的任何物理组件进行调整。可以基于使用本公开的视觉系统检测到的机械损伤或缺陷的类型来调整各种操作参数。此类操作参数包括但不限于，锐化或替换切片机刀片、调整水合时间或温度、替换转移介质、或调整转移介质的操作参数(例如，速度)或施加到抵靠组织切片的转移介质的压力。

在一些实施例中，执行将组织切片与样本块进行比较以将组织切片匹配到样本块的分析。在一些实施例中，在传送期间或载玻片放置之后，执行分析以确定组织切片的状况。可以执行对组织切片的附加分析，如将在下文更详细地讨论的。此外，各种方法可以用于执行质量控制，包括但不限于使用可视化/成像系统，该系统可以被配置成用于对组织样本块、传送期间的组织切片和载玻片上的组织切片中的一个或多个进行成像，以使得图像可以用于执行质量控制分析中的一项或多项。

在一些实施例中，组织学系统可以在手动或自动化组织转移装置/系统中提供切割组织切片的跟踪和比较分析。决策系统分析/比较显微镜载玻片和样本块上的切割组织切片一个或多个参数或特性/特征。替代地，或另外，系统分析/比较显微镜载玻片上的切割组织切片和从样本块切割后的切割组织切片(薄片)的一个或多个参数或特性/特征。这些系统确保载玻片上的切片与组织样本块正确匹配。这是改善实验室中的样本跟踪的质量控制系统的比较方面。

在一些实施例中，提供了可以提供反馈以实现自我校正或自适应的系统。该反馈系统提供了质量控制的另一个方面。

在一些实施例中，系统还提供质量控制的反馈系统。在一些实施例中，例如，一旦质量控制系统发送标志，就可以触发反馈过程，并且因此可以自动采取各种动作而无需人工干预。例如，如果存在标志(例如不匹配)，则可以发生的下游动作的示例可以包括重新校准仪器或算法，从而允许系统/过程自我校正或自适应。在一些实施例中，反馈过程可以与块面向决策交互。在质量控制过程中，当检测到缺陷时，会搜索根本原因以解决问题。由此，当质量控制过程检测到缺陷时，将检查一组预定的可能的根本原因。例如，如果玻璃上的组织切片下方有气泡，这可能意味着到玻璃涂覆器辊的转移介质(胶带)出现故障，并且用户可以收到关于此的警告。或者，如果组织在自动QC图像中被切碎，则系统将强制在切片机上更换新的切片刀片。一旦标识出根本原因，可以如上文解释的改变一个或多个操作参数。

例如，在反馈系统的示例性实施例中，QC系统有一天突然开始生成增加数量的切片质量标志。这可以指示系统中的条件已经发生改变，需要采取纠正措施。不匹配率增加可以触发一系统自检，然后这些自检中的一个可以触发校正机构(例如，替换切片机刀片)。作为另一示例，假设注意到组织开始以高速率在载玻片上消失。这可能意味着面向算法失败或组织从胶带上脱落，并且自检可以再次触发校正动作。应当理解，这些实施例是作为示例提供的，因为在质量控制反馈系统中也考虑了响应于各种事件的其他动作。

应当领会，反馈回路可以与本文所公开的其他质量系统一起使用。

应当理解，可以利用除胶带以外的任何转移介质(也称为传送介质)。因此，本文对胶带的引用是为了方便，因为本文所公开的系统和方法完全适用于其他转移介质，而不仅仅是胶带。

样本制备

样本可以是组织、器官、生物体、冷冻液体或其他生物样本。在一些实施例中，样本可以被预染色或以一些其他方式被预处理以促进面向，如将在下面更详细地讨论的。在一些实施例中，样本的初始制备过程可以包括：a)将生物组织从生物体中移除时转移到固定剂(例如，福尔马林容器)中；b)固定后，将组织转移到标记的组织盒中；c)在转移到盒中后，组织通过以下方式被处理：i)经由浸泡在酒精中脱水以移除水和福尔马林，ii)经由溶剂清除以移除酒精，以及iii)应用包埋材料(诸如石蜡)将组织包裹在大块熔融材料中，以创建“样本块”。将石蜡倒在模具中干燥和化学处理的组织上。在一些情况下，组织技术专家在成型过程中按压组织，但在模具底部和组织样本之间始终存在石蜡。当块固化时，它在组织切片过程中提供支撑基质。也就是说，当石蜡冷却下来时，它从模具中被取出，因此它是石蜡块的形式，其中包埋了组织。模制组织石蜡组合支撑在塑料盒上。塑料盒提供了将组织保持在切片机夹中的特征。在被夹住的盒的相对侧上，石蜡/组织组合是悬臂式的。该侧与上一步骤中的模具底部相对应。需要移除因模制而产生的多余石蜡以暴露组织，以便可以标识和分析/评估组织切片。多余石蜡的厚度变化很大，从几十微米到几百微米。

将组织保持在石蜡模具中的塑料盒可以具有不同的颜色。在一些实施例中，质量控制系统检测保持样本块的盒的颜色以交叉检查样本类型。在一些实验室中，他们将这些颜色分配给某些组织类型。例如，实验室可以为乳腺组织选择使用粉色盒。当系统检测到对实验室重要的某些颜色时，它可以将样本类型与实验室数据进行交叉检查，以确保颜色匹配。这为质量控制系统提供了附加备份。而且，该数据可以在图像处理期间使用，以便有效地过滤图像背景中的变化。

当将组织块放置在卡盘中进行切割(切片)时，石蜡侧面向切片机的切割刀片，但成型过程并不完美，组织不在石蜡表面而是在石蜡层下。首先用相对较厚的切片对新块进行切片，以移除组织样本顶部上的0.1mm-l mm的石蜡层。在移除该表面石蜡层之后，当暴露组织样本的完整轮廓时，然后就准备好对该块进行切片了。在临床和研究环境中，一旦移除该石蜡层，通常将组织切片到3μm至5μm的厚度。这种用于移除石蜡层并暴露组织的大横截面的过程称为块面向。在移除该表面石蜡层后，组织样本被暴露并准备好进行切片，并被置于胶带上，以转移到载玻片上进行分析(例如，病理学或组织学)。也就是说，当已移除足够的石蜡时(该块称被为“被面向”)，随后的块切片提供组织切片，以用于放置在载玻片上进行分析(进一步处理以进行评估)。

请注意，尽管在本文中将石蜡描述为包埋材料，应当领会，可以利用其他包埋材料(包括冷冻切片)。

可视化系统

在一些实施例中，组织学系统包括可视化系统，该可视化系统可以包括照明系统和成像系统。照明系统有助于组织和石蜡的成像/识别/区分，然后组织和石蜡可以由成像系统成像以进行评估。因此，对于在样品块、胶带和/或载玻片上拍摄的图像，增强了组织与石蜡的区分。下面讨论各种照明系统和成像系统。在一些实施例中，可视化系统利用适当的光学器件(照明系统/方法、成像系统/方法、检测系统/方法)，随后进行计算处理。该计算处理提供了用于质量控制的比较评估，如下面将更详细地描述的。

应当理解，术语“图像”包括由成像系统生成的任何形式或格式的数据，该数据表示图像或可以以其他方式被分析以确定关于被成像对象的信息。可以使用由可视化系统拍摄的图像，以使得可以对图像本身进行处理、分析和/或比较以用于质量控制分析，或者可以使用表示图像或被成像对象的任何数据，包括用于创建图像的数据或者表示图像或被成像对象的数据。

在一些实施例中，可视化系统可以被配置成用于a)拍摄以下图像：i)包含包埋在包埋材料中的组织的组织样本块，ii)组织样本块的块面，iii)从样本块切割下的组织切片，iv)承载切割组织切片的转移介质，或v)包含切割组织切片的载玻片；以及b)拍摄来自载玻片或转移介质(例如，胶带)上的样本块的切割切片的图像。在一些实施例中，可以这样做以增强组织与其中包埋组织的包埋材料的区分，以增强由成像设备拍摄的图像。

图2示出了包括照明系统112和成像系统114的可视化系统110的实施例，该成像系统114可以用于对组织块、与传送系统相关联的组织切片、以及与载玻片相关联的组织切片中的一个或多个进行成像。如图所示，照明系统112照明支撑在样本支撑卡盘118上的样本块116。注意附图标记122示出了高对比度照明下的样本块，其中石蜡和组织之间的对比度较为明显；另一方面，附图标记120示出了低对比度照明下的样本块，其中更难以区分组织和石蜡。照明可以替代地或附加地照明从块切割后的组织切片。下面描述了各种类型的照明系统。成像设备(例如，相机)拍摄样本块116的图像以进行评估。如下所述的经典图像处理技术可以用于评估。在教学和测试阶段都在开发现场完成的情况下，也可以利用最近基于人工智能的图像处理技术。

如图所示，成像系统114(例如，照相机)在照明系统112照明块面时对样本块116的块面进行成像，以使得组织与石蜡的对比度增加。在一些实施例中，该成像系统可以由软件或硬件触发，以在块116被切片时通过非人为干预来拍摄块116的连续图像。可以利用基于边缘检测(通过检测亮度的不连续性来找到图像内对象的边界)、连续图像中的颜色、色调或强度跟踪、或每个像素的类似属性及其在图像上下文中的变化的经典图像处理技术。成像系统可以是自动化切片系统的一部分，并且自动化系统具有通过软件操作或通过硬件触发器(诸如位置感测开关)使成像与块切片同步的能力。如上所述，可以替代地或附加地在由切片机切割之后拍摄切割组织切片的图像。

在一些实施例中，利用线扫描。行扫描涉及使用在对象上以线性运动通过的线传感器来一次一行地构建图像。因此，在该方法中，在组织块由刀片切割之后，扫描切割期间在刀片处的块-组织带界面的区域。然后，软件缝合线并创建剖面切割的图像。可以对刀片正上方的剖面线进行成像，并且可以从一系列图像构建2D图像。在一些实施例中，线成像设备可以放置在辊内，以用于当胶带移动经过辊或当辊沿着胶带移动时进行线扫描。在一些实施例中，成像设备可以放置在辊的外部。在任何一种情况下，成像都可以与胶带传送相关联，发射光位于胶带的一侧。照明设备可以在辊的内部或外部。与获取已切割的组织切片的2D图像相比，线扫描的若干优点包括：i)重建的线扫描图像将是组织表面的“平面”表示，将不会有褶皱或卷曲的风险；ii)易于确定切片开始和结束的边界；以及iii)图像的所有部分都将聚焦，因为刀片和切割力为组织切片提供了一致的位置。

该系统可以在不同程度的采样分辨率下对样本、轮廓或图像进行一维扫描。

对载玻片上的组织切片进行成像还可以为数字病理学提供下游使用。在载玻片扫描仪中扫描组织并对其进行计算处理时，首先确定组织在载玻片中的位置(几何上)是有益的。这有助于扫描仪中的自动对焦算法，或减少分割组织的计算机辅助诊断中的计算步骤。本文所描述的系统(例如，UV照明荧光模式)提供清晰的可见性以允许容易的分割。当使用具有该组织切片的载玻片时，这样的分割/位置信息可以传回实验室信息系统，以与下游的扫描仪或计算机辅助诊断平台集成。

在一些实施例中，使用拉曼光谱(Raman Spectroscopy)的照明和信号捕获可以用于标识组织上的石蜡基质。拉曼光谱可以用于确定分子的振动模式、旋转模式或其他低频模式，以提供用于标识分子的结构指南。当光激发分子时，分子将反射不同波长的光，因此该波长允许组合的检测。也就是说，拉曼光谱基于散射光定量地检测某些材料。组织本身用石蜡浸渍，但密度小于块的其他区域的石蜡。在每个切片之后使用块的拉曼光谱进行渐进图像捕获给出用于比较的量化度量。该方法可以与可见光成像并行使用，以先验地确定组织区域，这将提高所实现方法的效率。

在一些实施例中，成像系统包括传感器和辐射系统。方法/系统从组织块或切割切片的石蜡部分捕获信号，使得当组织区域上的石蜡变薄时，信号水平降低。这是由于不同材料吸收不同的辐射波长，并且组织和石蜡的辐射吸收波长不同的事实。随着包埋材料上的石蜡层被移除，吸收光谱(例如，IR吸收光谱)将发生变化。通过跟踪连续图像上的这种变化，吸收水平与被包埋组织上的石蜡量相关。以此方式，石蜡量(或移除量)可以通过比较或计算过程来确定。

对于胶带或载玻片上的组织，可以使用反射模式或传输模式。根据光源和相机的位置利用传输模式可能是有益的。具体而言，使用线光源或线相机，可以通过将光源或相机包埋透明辊(或具有透明窗口的辊)内来进行对胶带上切片的成像。

例如，照明系统可以发射UV、近IR、IR或可见/宽带范围内的光。发射的光可以具有不同的颜色。在一些实施例中，照明系统可以包括LED、OLED、激光、灯泡或类似的发光设备或材料。同样如图所示，成像系统可以包括用于拍摄图像的各种区域，包括组织块或胶带或载玻片上。计算系统处理图像，例如定量地，用于身份跟踪。

应当理解，本文所描述的这些各种照明和成像系统以及各种相关联的方法都是以示例的方式提供的，因为可以利用其他照明系统来增强对组织和石蜡(或其他包埋材料)进行区分，并且可以利用其他成像系统，也可以利用其他计算系统或比较处理系统以用于身份跟踪和样本完整性检查。同样，可以利用照明系统的任何组合和/或成像系统的任何组合。

光(相干或非相干)可以通过吸收、折射、散射、拉曼散射、荧光、磷光、干涉来使用，并且波长可以是在从x射线到无线电波的光谱中的任何地方连续或不连续分布，也可以是这些模态的任何组合。可以利用反射模式的传输。

在一些实施例中，成像系统可以包括多个成像设备，用于对样本块成像，以进行如本文所描述的质量控制。成像设备可以协同工作，以创建样本框的单个3D图像。可以使用各种类型的成像设备，包括但不限于可见光相机、光谱仪、多光谱相机、高光谱相机、中波红外(MWIR)相机和拉曼光谱相机。

石蜡块中组织的高光谱成像允许从单个图像中的各种组织反射峰分别标识石蜡的独特吸收。使用基于3-5nm频率步进的高光谱立方体，可以隔离石蜡和组织的特定反射峰，并且可以标识组织的深度。

利用从UV到红外的照明源阵列或一系列照明源的多光谱成像可以允许在独特的光谱线上对组织和石蜡进行询问，在不同颜色频率下进行多次曝光，从而引起所讨论组织的特定吸收或反射特性。

在一些实施例中，组织块可以用结构光照射，并且返回的光可以用于确定组织块、组织样本两者的各种特性。例如，可以使用结构光确定组织样本的轮廓或横截面区域或组织块的深度轮廓。在一些实施例中，深度轮廓是包埋材料要被移除的厚度。在一些实施例中，移除这样的厚度可以将组织样本暴露于预定标准。.在一些实施例中，结构光是指以特定图案照射组织块。在一些实施例中，结构光可以是空间结构的，即以几何结构的图案照射组织，诸如网格、条带、同心圆等。在一些实施例中，结构光可以是光谱结构的，即用具有不同波长的光同时照射组织。在一些实施例中，波长可以从不同强度、频带或颜色中选择。在一些实施例中，光谱结构光可以在相同或主要相同强度范围内(例如，UV)，但在该强度范围内具有不同的特定波长。在一些实施例中，光谱结构光可以构成主要来自一个或多个频带的光，诸如针对组织分子的光学属性定制的频带，这样的光学属性包括例如荧光吸收和发射光谱。例如，主要具有UV辐射的波长范围可以产生来自特定组织隔室的强自体荧光，从而促进本发明中的后续处理步骤。

还可以使用激光点扩散。515nm的绿色激光源和衍射光学元件(DOE)可以用于在石蜡组织块上创建激光点阵列，从而在单个图像中对整个块的色散进行采样。使用不同的DOE，可以将不同尺寸的激光阵列投射到块的表面上。替代地，可以移动块并拍摄一个或多个图像，以增加块的表面上的激光点密度。组织块的图像是在用激光DOE照射时拍摄的。可以分析图像的一个或多个通道，以确定光散射。例如，当绿色激光源用于照射块时，绿色通道将具有最高响应。还可以使用图像的灰度值进行分析。

在一些实施例中，在块面附近提供多个相机，以用于同时捕获块面的图像。相机及其软件可以使用块的固有几何特征或块周围的机构来将每个图像定向在相同的参考几何。来自多个相机的图像可以用于构建块中组织的3D图像。这样的3D图像将提高面向块的速度，因为切片机可以预先确定面向块的程度。

来自多个相机的图像还可以用于通过合并从不同角度拍摄的多个图像来增强2D图像质量。当处理更多图像以创建单个图像时，图像的清晰度会增加。这可以用于样本块面、切割组织切片和/或其上乘积有切割组织切片的载玻片的图像增强。

增强成像的另一种方法是将成像设备(例如，相机)安装在计算机控制的运动平台上，该平台可移动到各种位置。以此方式，可以沿着平台的运动路径从不同位置拍摄样本块的多个图像。替代地，可以相对于相机移动载玻片上的块或组织，以产生类似效果。因此，可以利用成像设备相对于块或相对于样本的相对运动，相对移动标识成像设备的移动、块或载玻片的移动、或者成像设备和块或载玻片两者的移动。可以对图像进行处理，以创建单个图像或选择用于比较分析的图像。

在一些实施例中，成像装备(例如，数码相机)容纳在封闭的腔室中。在封闭室内，可以提供具有受控极性和波长的辐射源来照射封闭腔室内的生物组织样本，以增强成像。在对生物样本进行成像时，辐射源可以具有动态可调整的极性和波长。可以为样本块上的组织和/或载玻片上的切割组织切片提供这种照射。系统可以包括用于执行不同分析的各种软件算法。例如，算法可以用于确定石蜡下生物组织样本的深度、算法可以确定包埋在石蜡中的生物组织的全部或部分3D形状、和/或算法可以确定生物组织的最大表面积横截面和所述横截面的深度。可以提供的另一种算法是用于从图像中提取生物组织物理属性。

例如，该算法可以确定物理属性，包括但不限于最大组织轮廓、样本(石蜡)块中的组织块的数量、以及块中每个块的深度。在一些用途中，石蜡块中可以具有多个组织块。这些可以是切割成多个块的相同组织，或从患者身上的多个点收集的多个组织样本。将多个组织块放置在同一块中有助于实验室降低组织染色成本。该特征(算法)确保所有组织块都在同一截面中切割，即它们在同一平面中。

在一些实施例中，为了进行比较分析，投射系统在块面上投射取向图案，并在载玻片上投射相同的图案。软件算法可以用于确定石蜡块中生物组织样本和载玻片上组织的相对取向。

标识匹配的质量控制系统可以与本文所描述的任何装置/系统和方法一起使用。

组织块分析

在一些实施例中，可以在完整组织块的组织切片之前拍摄一个或多个图像。在一些实施例中，可以在组织块中的已知深度处拍摄横截面图像，以估计块内组织的位置、大小和形状。这些图像中的一个或多个可以用于创建包埋组织块中的组织的深度轮廓。在一些实施例中，可以创建整个组织块的组成的估计的图像。可以使用如上所述的可视化系统对组织块进行照明，使得照明光使组织块内的组织发出荧光。虽然可以使用各种照明类型，但在一些实施例中，可以UV光照明组织块，使得UV穿透组织周围的包埋材料，并使埋在包埋材料中的组织样本发出荧光。因此，包埋在包埋材料中的组织可以在块内完全勾勒出轮廓。这可以提供作为基线图像，该基线图像可以用于与组织块的表面、传送系统和传送后载玻片上的暴露组织进行各种比较。图3中示出了整个组织块132的示例性基线图像。如图所示，基线图像130包括包埋在包埋材料136中以形成组织块132的组织样本134。

该组织块的总组成的基线图像可以用于下文所公开的各种方法中。例如，当确定组织块是否被面向时，可以将块面拍摄的图像与基线图像进行比较。因此，可以在组织的“被面向”区域和基线图像中的组织的“掩埋”区域之间进行比较，因为这与块面向有关。

基线图像还可以用于其他质量控制分析。例如，从组织块切割的组织切片、胶带上的组织切片或载玻片上的组织切片的图像可以与基线图像进行比较。可以将组织切片与基线图像中的“掩埋”区域进行比较，以确定组织切片的完整性、组织切片的完备性和/或组织切片的物理属性，或确认组织切片源自特定块。

例如，如下面结合图4A-图4F更详细地描述的，初始切片将仅具有包埋材料(图4A)，但随后的切片(图4B-图4F)将包括组织样本，并且切片中组织样本的轮廓可以与来自基线图像的预期轮廓进行比较，以用于面向、跟踪和机械完整性决策。在一些实施例中，系统可以确定样本块上组织的轮廓和转移介质上或载玻片上切割的组织切片的轮廓，以确定是否存在匹配。

块面向方法

在一些实施例中，提供了用于面向生物样本组织的系统和方法，包括促进和改善块面向决策，以确定何时已经到达包埋在石蜡或其他包埋材料中的组织层，即，检测完全面向的组织块。在一些实施例中，这可以包括用于自动化装置中的组织块面向评估和检测的决策系统和方法。系统/方法提高了切片的速度和最终切片的质量。在一些实施例中，面向组织块涉及需要移除的包埋材料的量。例如，可以使用组织块的深度轮廓，使得深度轮廓与包埋材料的厚度相关，该包埋材料的厚度可以被移除以将组织样本暴露于与包埋材料表面和组织样本之间的距离相关的预定标准。例如，预定标准可以是材料的量或深度，使得当从块的表面移除时，可以到达组织样本的表面，或者预定标准可以是材料的量，使得当被移除时，块面上的组织样本的足够横截面会显露出来。暴露组织的横截面区域可以变化。在一些实施例中，标准可以是组织样本的横截面区域的20％和60％之间。在一些实施例中，标准可以是组织样本的横截面区域的20％和80％之间。在一些实施例中，标准可以是组织样本的横截面区域的40％和60％之间。应当理解，所显露的组织样本的横截面区域的量可以变化并且是任何量。

在一些实施例中，可以使用用于组织块面向评估和检测的基于图像的决策系统和方法。机器视觉系统可以用于促进和改善块面向决策，以确定何时已经到达包埋在石蜡中的组织层，即检测到完全面向的组织块。用于自动化块面向决策的该机器视觉系统应用于将切割组织切片自动转移到支撑(承载)介质(例如，胶带)，以用于随后转移到显微镜载玻片。在一些实施例中，在操作如本文所公开的利用光学的可视化系统之后，提供了计算处理的系统和方法。因此，可视化系统利用适当的光学器件(照明系统/方法、成像系统/方法、检测系统/方法)，随后进行计算处理。这种计算处理提供了图像的比较评估，以确定块面向的状态。

在一些实施例中，照明和成像系统可以用于增加组织块的组织和石蜡切片之间的对比度，如图4A-图4F的图像的进展中所示。例如，照明系统可以发射照明波长，以增强组织和石蜡之间的对比度。在一些实施例中，这允许系统确定包含包埋在包埋材料中的组织样本的块的面向状态。该方法包括以下步骤：a)增加组织和包埋材料的对比度，以增强组织的和包埋材料的区分，这可以包括照射i)组织样本块的块面或ii)切片传送介质或iii)载玻片中的一个或多个(例如，利用UV辐射)的步骤；b)对组织和包埋材料进行成像；c)处理图像以评估块何时被面向；以及d)在块被面向之后，将组织转移到组织承载介质。该进展通过示例的方式示出了五个图像，以示出从图1中的初始块到图5中的被完全面向的块的过程。虽然图4A-图4F示出了一系列6个图像，然而，将理解的是，任何数量的图像都可以用于实现目标。为了易于描述，示出了六个图像。更具体地，图4A和图4B所述的图像中，目标组织切片被石蜡完全覆盖，因此首先要对组织样本取n个切片，接着对具有可辨认的模糊轮廓的组织进行切片。在图4C所示的图像中，石蜡的一部分已经被移除，但组织仍被石蜡覆盖，尽管示出了更大的组织轮廓，在图4D所示的图像中，更多的石蜡已经被移除，但组织上仍有一层薄薄的石蜡。在图4E所示的图像中，组织切片示出在白色轮廓内，石蜡仍在边缘周围(轮廓所限定的边界/外围之外)，在图4F所示的图像中，示出了整个组织切片暴露在外的被完全面向的块。注意，石蜡块示意性地示出为具有平面顶部(暴露)表面，然而，应当理解，石蜡块不一定具有如图所示的平坦表面。

面向决策可以使用手动或自动化系统来实现。在一些实施例中，用于确定包含包埋在包埋材料中的组织样本的块的面向状态的自动化系统被提供在自动化装置中，并且该自动化系统包括用于对组织和包埋材料(诸如石蜡)进行区分的成像设备，装置确定块何时被完全面向，并且响应于确定块何时被完全面向，该装置自动从该块切割和转移组织切片，以供后续分析。在一些实施例中，在确定块的面向完成后，系统自动停止面向。在一些实施例中，在确定块的面向完成后，系统自动停止面向，组织切片的切割和转移到胶带自动开始，并且组织切片可以安装在载玻片上。

各种参数/特性可以用于评估块的面向状态，并确定块是否被完全面向。在一些实施例中，样本块或组织切片的特性可以在从块上切下后确定。在一些实施例中，可以对样本块本身或切割组织切片本身进行评估(例如，测量)。在一些实施例中，可以对样本块或切割组织切片进行与先前评估(例如，测量)的比较分析。在一些实施例中，可以将样本块切割到预定深度。应当理解，这些各种参数/特性的任何组合可以用于做出面向确定。

在一些实施例中，提供自动化系统以增强/促进自动化组织转移装置中的块面向决策，其中样本块被切片，组织被转移到胶带或其他介质，并转移到适于在进一步处理后在显微镜下进行分析的载玻片上，如将在下文更详细地讨论的。

可以从各种角度检查样本块，诸如垂直于正面、掠射角、垂直于侧面或掠射角、或这些角度的任何组合。

可以使用块测量，也可以仅使用切割切片，或者可以组合使用两者。

在一些实施例中，通过增强石蜡和组织之前的区分并经由成像系统确定何时完成块面向，实现用于块面向的自动确定/决策。在一些实施例中，这可以使用本文所描述的照明系统和成像系统来实现。照明系统可以有助于组织和石蜡的识别/区分，然后组织和石蜡可以由成像系统成像以进行评估。因此，增强了组织与石蜡的区分，并且在块、支架、胶带和/或其他位置上拍摄图像。例如，机器视觉系统可以增强对何时到达包埋在石蜡中的组织层的评估，即，何时样本块上的组织样本顶部的厚石蜡部分已被移除，以暴露组织样本，以便可以对组织样本进行切片、转移到载玻片上、并进一步处理以进行评估。

如图5所示，在一些实施例中，组织样本的基线图像可以用于辅助面向决策。具体而言，在步骤140中，可以使用UV荧光来确定埋入组织的横截面区域，以创建基线图像。在步骤142中，当从组织块中移除组织切片时，可以使用许多替代方法中的一种来确定组织的被面向区域。在步骤144中，可以将基线图像和块面图像进行比较，以对面向做出判断。例如，如图4A-图4F所示，随着从组织块移除渐进切片，这些切片中的组织样本的轮廓将逐渐改变。在一些实施例中，系统可以基于对基线图像的了解，基于组织样本的预期轮廓来决定面向何时完成。例如，可以在仅到达组织的顶部时完成面向。替代地，可以在到达组织样本的中间部分时完成面向。可以通过将切片中组织样本的轮廓与来自基线图像的组织样本的预期轮廓进行比较来做出这样的决定。在步骤146中，确认埋入组织区域到胶带上切片区域(例如，使用胶带上的UV照射图像)，以确认在步骤144中做出的面向判断。

在一些实施例中，如图6的流程图所示，UV方法/系统可以用于面向决策。步骤如下：i)通过预先选择的波长范围(例如，UV范围)照射(步骤150)；ii)在步骤152中，使用适当的光学器件在彩色相机上创建图像，即，同时在多个波长范围内拍摄图像的相机，诸如例如RGB相机；iii)在步骤154中，使用来自结果图像的颜色和强度信息来分割块中组织所在的部分；iv)当面向切割发生时，在步骤156中，监测组织区域的大小和组织区域的边缘；以及v)在步骤158中，检测在步骤(iv)中监测到的量的适当变化，从而做出“面向决策”。如以上所讨论的，这些步骤是自动化的，在此过程中不需要用户输入。注意，灰度中的强度可以用作彩色图像的替代。图7和图8是UV光下组织带的示例性图像。

在一些实施例中，如图9的流程图所示，UV辐射或其他波长可以用于增强组织/石蜡对比度，但对块面和切割带两者进行观察。在步骤160中应用光的照射波长之后，成像系统创建块面(步骤162)和切割带(步骤164)的彩色图像。在此方法中，切割切片中首次出现组织荧光指示“面向”已经发生。在步骤166中，这可以基于带的总荧光进行(以使得不需要对带正面进行完全成像)，或替代地，在步骤168中，可以对带进行正面成像。在一些实施例中，可以通过在胶带上设置带，并将带的图像与块面的图像(每个都有UV照射)进行比较来促进这样的成像。在步骤170中，对图像进行处理器和评估以进行组织分割(或本文所描述的其他特性/参数)，因为可以评估和量化组织区域的大小和边缘(步骤172)，以检测变化以确定面向的状态和完成(步骤174)。在另一个替代方法中，仅在切割带上进行成像，例如，在胶带上和/或胶带下进行成像，作为块成像的替代，而不是作为补充。

图10的流程图通过示例的方式示出了可以用于确定原始或被部分面向的块(步骤180)或被完全面向的块(步骤182)的块面向的各种方法。

存在多种方法用于切入组织块，以暴露包埋在石蜡或其他包埋材料中的组织。对组织的评估可以在从块上切下该组织后进行，也可以在样本块本身上进行，或两者兼有。在一些实施例中，可以从组织块移除预定量的石蜡以暴露组织。例如，对于原始或被部分面向的块(后者可能是例如先前运行中面向程序的失败的结果)，可以通过在M um厚度处取N个切片以移除固定/预编程深度的石蜡来确定面向块(步骤184)。在这样的切割之后，块面向被认为已完成(步骤186)。

在一些实施例中，在对组织块进行一系列或一次或多次切割之后对组织块进行评估，以确定在每次切割之后块是否被面向。从块上切下切片，并通过对块、切割组织切片和/或胶带上(或其他转移介质)的切割组织切片进行成像，或其他技术来评估切片，直到确定块是被完全面向的。例如，在Y um厚度处取X个切片(步骤190)，然后从块上切下切片(步骤192)，并对切割切片进行评估(步骤194)，以确认块是被面向的(步骤196)。该检查可以通过对切割组织切片或胶带(或其他转移介质)上的切割组织拍摄图像来进行。

可以对每个切割切片(步骤200)进行样本块和/或切割组织(在胶带上或胶带外)的评估(例如，测量)(步骤202)，因此它导致决定继续切片(尚未被面向)或停止切片(被完全面向，如步骤204中)。在一些实施例中，决定继续切片可以导致在评估(例如，测量)之前切割若干切片的确定。在一些实施例中，在导致评估或决定之前，可以切割若干连续的切片。

在一些实施例中，可以基于对样本块和/或特定切割切片(胶带上或胶带外)的评估来做出决定。在一些实施例中，可以根据算法将第二测量(或其他标准或参数)与第一测量(或其他标准或参数)进行比较来做出决定。也可以基于固定深度而不是对特定块面或切割切片的评估来做出决定。

在一些实施例中，深度测量可以用于确定包埋材料(诸如石蜡)下的组织深度(先验)(步骤210)。在一些实施例中，可以根据基线图像来确定组织深度，如图4A-图4F所示的示例。例如，3D成像技术可以用于确定组织深度，而无需任何进一步的测量。在步骤212中，将样本块切割至测量深度，以暴露组织的全表面。此时，块可以被认为是被完全面向的(步骤214)。在一些实施例中，在步骤216和步骤218中，在将样本块切割至预定深度后，可以拍摄(多个)附加图像，例如，胶带(或其他转移介质)上的切割组织切片的图像，以确认到达完整面。在一些实施例中，在步骤220中，深度测量可以用于确定包埋材料下的组织深度。在步骤222中将样本块切割至预定深度后，从块上切下切片(步骤224)并在步骤226中进行评估，以确认块是被面向的，例如，通过切割组织切片或胶带(或其他转移介质)上的切割组织切片的图像。如果没有被完全面向，则从块上切下另一个切片并进行检查。在步骤228中，这一直继续，直到确定块被面向。应当理解，可以使用其他方法(包括但不限于超声波、X射线成像、以及其他非基于光的检测方法)来确定深度，并与基线图像进行比较。实现这一点的一个方法是通过成像设备创建多个图像。

如上所述，在一些实施例中，确定块面向何时已发生是通过使用将石蜡和组织进行区分的石蜡的一些特征来监测组织切片顶部上的石蜡来实现的。使用该特征，可以检测到所有石蜡已被移除并暴露出足够的组织，这将触发“块被面向”决定。各种方法可以用于此类检测，并且本文通过示例的方式讨论了两种确定组织顶部石蜡深度的方法。

在一些实施例中，用红外辐射照射块并拍摄图像。例如，可以使用2800-3000^{^-1}波数范围(3.3-3.6mu光学波长范围)的红外照射，因为石蜡在这个范围内具有强吸收，这是由于CH键的拉伸模式。如果在该光谱范围内对块进行窄范围照射(诸如通过使用量子级联型激光，诸如3.28μ的窄带QC激光)，并使用红外相机拍摄图像，则块首先看起来是黑色的(当所有块面都是石蜡时)，然后当块被切割时，组织暴露的部分周围会出现较亮的区域。

在一些实施例中，基于石蜡散射光的事实，一个(或一组)锐利光斑被照射到块面上。查看漫反射光，“光斑尺寸”应该与石蜡的深度相关-石蜡越厚，意味着光漫射越多。例如，如果使用UV照射(具有锐利的光斑，例如，使用激光)，则将在块内产生荧光点光源。UV光在进入时的散射，以及荧光在离开时的散射，也会使光斑更宽/更扩散。因此，荧光辐射的光斑尺寸将与石蜡的厚度相对应，从而提供用于监测石蜡深度的方法。

如上所述，照明系统可以使用高光谱成像。图11A和图11B示出了包埋在石蜡232中的脂肪组织230的示例性图像及其相关的高光谱立方体。与石蜡相比，脂肪组织层的低计数表明其仍然低于块中的石蜡。图12A和图12B中显著更高的组织反射率表明其位于表面。以此方式，可以标识组织的层深度。

如上所述，使用衍射光学元件的激光点扩散可以用于成像，这可以确定深度。例如，图13示出了组织块图像的绿色通道。使用图像处理工具，可以提取图像的灰度值，如图14所示，其示出了跨组织块上的激光点块以1像素采样的列2点。在这里，已经对跨点的单个像素列进行采样。当由于组织吸收而使灰度值低于特定计数时(例如，在这种情况下为20)，则可以声明该组织的区域是被面向的。图14中，峰2到峰4之间的区域指示被面向区域。可以组合每行的灰度值，以获得块表面上组织面向度量的3D图。换句话说，该方法可以用作在没有渐进图像的情况下对面向的绝对测量。然而，在渐进图像上使用此方法可以提高其效率。

方法可以包括其他照明模态，诸如UV或白光，以确定石蜡块中组织的边界。边界可以用作可以覆盖在视野激光点阵列获得的图像上的掩模。这种缩小的像素范围有助于提高面向决策算法的准确度。

在一些实施例中，系统可以与已经被面向的块一起使用。在Mum厚度处取N个切片以完成块面向。在块被面向后，可以将其从切片机取出并进行水合。水合之后，将其放回切片机。块中的组织可以比石蜡吸收更多水分，并且可能不规则地从石蜡基质中突出。在切片机上，刀片很可能在面向和切片之间发生变化。抛光切割后，需要将石蜡块对准刀片，切片后将由病理学家进行染色和分析。

在自动化系统的一些实施例中，一旦块被面向，自动化装置将自动停止面向，并开始从组织块取切片，以转移到胶带上。因此，自动化切片设备将被编程为一旦其判定块被面向，就从块面取组织切片，并且这种转变在没有任何用户干预或输入的情况下发生。在一些实施例中，一旦出现块被面向的自动化判定，自动化装置将自动停止面向，但需要用户输入以启动组织切片/转移到胶带过程。系统可以包括反馈，以指示块何时被完全面向。

在一些实施例中，评估刀片在块面上留下的微锯齿240(在本文中称为“刀片弹道”)，以做出面向决策，如图15所示。在样本块的初始切割切片上，刀片锯齿将仅位于块的一部分上。然而，当块被面向时，锯齿将覆盖整个块面。这是因为尽管块是用锋利的刀片切割的，但是块的表面并不平坦。在组织本身上，由于组织的反射系数与石蜡块不同，锯齿被中断。更具体地，即使是最好的刀片也有缺陷，在面向过程中会在组织块上留下印迹(刀片弹道)。这些标记将首先出现在块的一部分上，因为块面并不平坦，并且无法与刀片完美对齐。在渐进图像中，随着切割深度的加深，刀片弹道(锯齿)留在块面越来越大的区域上。换言之，当面向块时，整个表面不是一次抛光的。当它被抛光时，块的缺陷看起来就像块上的细线。当到达块的完整面(full face)时，石蜡块的整个区域上都有微锯齿线。由于反射常数的不同，刀片弹道线在石蜡和组织上的反射也不同。系统将组织的常规图像和通过刀片弹道方法捕获的图像进行比较。这种比较给出了块被面向程度的定量度量，因此可以标识块是否/合适完全面向。注意，这些微锯齿在白光下不可见，但如果在UV波长下照射则是可见的，因此本文所公开的照明系统可以与刀片微锯齿的该成像系统一起使用。

在一些实施例中，通过处理图像的设备拍摄连续图像并与先前图像进行比较。在一些实施例中，将连续图像与一个或多个先前图像进行比较，以评估在切割块时颜色随时间的变化。在一些实施例中，评估组织和/石蜡的大小和边缘，以评估状态。在一些实施例中，评估和量化图像颜色的定性变化。在一些实施例中，确定/评估组织的物理属性，诸如形状、大小、边缘、轮廓等，以评估状态。在一些实施例中，从图像提取组织的物理属性，物理属性包括样本块中的组织块的数量和每个组织块的深度。

对于被完全面向的块，如果不仅捕获组织，而且捕获块轮廓的整个矩形石蜡区域，这可能是有益的。例如，如果捕获了足够的组织横切片，但仅石蜡的一角没有捕获，则菱形轮廓可以被视为传统切片的“被面向”。这同样不利于胶带转移，因为胶带被应用在覆盖整个块上，并且在凹进块拐角处切割时会卡在刀片上。因此，确定石蜡缺失的位置将是有益的。也就是说，观察移除的石蜡材料可以是有益的。这是因为在切口的中间，如果缺少一片，则刀片就没有接触，因此切得更深。可以通过在切割块时使用视频或一系列图像来实现该查看/评估，以做出面向决策-通过查看切割材料或在切割过程中从刀片边缘形成的修整。修整形成的地方是刀片接触的地方。查看刀片和修整形成的位置，即查看刀片如何与边缘处的块面相互作用，类似于对刀片接触块的位置进行线扫描。在块上垂直形成修整的位置的图像可能会有所帮助。例如，可能很难从图像中分辨出先前被面向的块是否在组织中间有因干燥而凹陷的区域。组织可以在周围的石蜡周围凹陷几微米，并保持被面向块的光泽。进行测试切割并检查整个块上的修整形式是否更容易。

可能存在组织在其他被完全面向块中轻微翘曲的实例。面向后不会立即进行切片，而是在面向后，通常在冰水中浸泡5-15分钟，以进行水合，这会略微改变先前的被面向块(例如，翘曲)。通常，会采用一些一次性的抛光切片来重置到被面向块，但成像系统可以减少浪费的切片。

在一些实施例中，算法可以处理在每个切片处收集到的图像。它将其与一个或多个历史(先前)图像进行比较，并确定图像是否正在变化，从而它们指示被面向块。因此，系统可以在块被切片时拍摄块的渐进图像。同时，图像处理系统将评估每个图像，并将其与来自同一组织块的历史图像进行比较，以决定继续面向块还是停止。例如，可以在初始原始块中检测色调值，并且在切割切片时，将色调值与初始值进行比较。该算法可以从初始值中减去连续图像的值，如果超过预定值(误差函数)，系统将识别出块被面向。注意，色调只是算法的基于检测的参数的一个示例，因为如上文所述的其他特性可以替代地或附加地形成用于连续图像的比较计算/评估的初始基线，以确定块面向的状态和完成。在其他算法中，可以使用在大致相同位置的图像上的强度变化图像来确定面向。由于组织顶部石蜡层的分散性，在原始块(未经面向的组织块)上，组织的图像不清晰，组织的边界模糊。在技术方面，石蜡和组织边界之间的强度变化将是渐进的。当组织被面向并拍摄到渐进图像时，组织上的石蜡层会变得越来越薄，直到其被完全移除。当计算这些图像中石蜡组织边界的强度时，边界会变得越来越清晰。可以使用合适的阈值来确定组织是否被面向。

在一些实施例中，人们可以将块何时被面向教授给算法。因此，在替代实施例中，与前述实施例不同，人(例如，用户)的主观输入提供初始输入。在机器学习类型的算法中，随着进行更多次的切割而拍摄的渐进图像需要由人进行注释，以指示是否实现面向。本段引用了这些注释。

在一些实施例中，可以利用2D图像或3D图像。

在一些实施例中，块可以在成像设备前面上下移动。替代地，(多个)成像设备可以相对于样本块移动，或者样本块和成像设备两者可以相对于彼此移动。

如图2所示和上文所述，成像系统拍摄组织块的图像，以评估何时出现面向。在一些实施例中，替代地或附加地对刀架上的组织拍摄图像。也就是说，成像系统拍摄位于刀架上的切割组织切片的图像。由于原始组织块在组织顶部上有一层石蜡，因此初始切割切片将不具有组织。如上所述，需要多次切割才能逐层移除石蜡，从而暴露出组织(参见图4A-4F)。但是，随着切割切片深入样本块中，组织的部分开始被切割，利用本文所描述照明系统中的一个或多个的增加对比度的照明能够捕获刀架上薄切割切片(带)的组织图像。也就是说，在增加对比度的照明下，初始切片(包含全部或大部分石蜡)不会发出荧光，但随着组织部分被切割，系统将开始检测这些组织部分。当带上的组织与块上的组织轮廓相似时，系统会识别出块已被面向。本实施例中的成像系统将对组织块进行成像，并将具有组织完整面的图像。将来自组织块的完整面图像和从在刀架上进行面向操作期间移除的层收集的图像进行比较，系统将确定实现组织面向有多接近，从而可以影响完全面向的自动化决策。系统/图像还可以检查切片的石蜡部分是否与块的轮廓匹配，以防止胶带卡住。在自动化系统中，当它识别出块已被面向时，在一些实施例中，装置可以自动停止面向，即，切片机可以停止切割切片。

关于光场成像，一般来说，光场相机捕获场景中的光强度，以及光线在空间中传播的方向。这与仅记录光强度的传统相机形成对比。一种类型的光场相机使用放置在传统图像传感器前面的微透镜阵列来感测强度、颜色和方向信息。从这种超分辨率变化的空间信息中，可以获得位于石蜡中的组织“深度”的准确标识。可以利用各种照明、多光谱、高光谱和UV来引出石蜡内的组织。

关于视差深度，可以通过组合从相对于对象的不同位置拍摄的至少两个2D图像来从2D图像中获得深度信息。将相机保持在固定位置，石蜡块可以在垂直平面和/或水平平面上移动，以拍摄多个图像。然后，可以基于2D图像计算对象的3D特征。图像处理工具可以用于从同一对象的多个图像中确定深度信息。算法可以检测立体图像之间的关键点以计算视差。然后，可以使用此信息来计算深度信息。

关于焦点深度，另一种标识石蜡块中包埋的一组组织深度的方法是使用成像系统光学设计来标识石蜡块内聚焦组织碎片的深度。UV照射荧光成像允许捕获位于原始石蜡块“内部”的组织。使用将块向前移动到成像系统的阶梯式方法，可以获得组织的一系列图像。UV照射会渗入原始块，导致组织发出荧光。成像系统已设置为具有短焦深(DoF)。然后，当石蜡块在Z轴上朝相机系统仅以等于DoF的步长向前移动时，将捕获一系列连续图像，其中在给定深度处，荧光组织将在焦点上成像。边缘检测算法在绿色通道(灰度)图像上运行，以标识具有最多“边缘”或聚焦细节的图像，从而从一系列移位图像中标识大多数组织何时处于焦点。然后，考虑到深度由固体形式石蜡的折射率(RI)修改，这与块支架向前移动的量相关。然后，可以使用先验计算的深度数来标识要达到“被面向”状态需要在块面向切片机上切割的切片数量。因为它不需要渐进图像，所以它是更快的用于面向块的方法。

如本文所讨论的，照明系统可以包括例如UV、IR或可见光/宽带。而且，在一些实施例中，成像系统可以捕获照射的组织块面、刀架上的切割带、或附接到支撑介质(诸如胶带)的切割组织切片或载玻片上的切割组织切片中的一个或多个的图像。在一些实施例中，图像可以是切片期间块面或带的视频。计算系统对图像进行处理，例如定量地，以确定块何时被面向。此时，来自样本块上的切片机切割切片可以通过自动化胶带转移系统中的装置组件自动转移到胶带上，以用于随后的组织分析。

本文中的系统还可以具有链接数据库，以记录来自块面向的数据，以允许机器学习改进。

比较和机械分析

本公开提供了用于组织学系统中质量控制的系统和方法。在一些实施例中，提供了一种方法，包括：接收包括包埋在包埋材料中的组织样本的组织块；对组织块进行成像，以创建组织块上的组织切片中组织样本的第一成像数据；从组织块移除组织切片，组织切片包括组织样本的一部分；对组织切片进行成像，以创建组织切片中组织样本的第二成像数据；以及基于一个或多个质量控制参数，将第一成像数据与第二成像数据进行比较，以确认第一成像数据和第二成像数据中组织样本的对应。

在一些实施例中，如果第一成像数据和第二成像数据中组织样本中的一个或多个质量控制参数不存在对应，则组织切片是非确认的。在一些实施例中，一个或多个质量控制参数包括组织样本的形状、组织样本的大小、或者一个或多个机械损伤中的一者或多者。在一些实施例中，方法可以进一步包括使用转移介质将组织切片转移到载玻片上，并且第二成像数据包括转移介质上的组织切片的成像数据或载玻片上的组织切片的成像数据。在一些实施例中，方法可以进一步包括将第一成像数据、转移介质上的组织切片的成像数据或载玻片上的组织切片成像数据中的至少两者进行比较。

在一些实施例中，如果第一成像数据和第二成像数据中的组织样本中的形状或大小不存在对应，则组织切片是非确认的。在一些实施例中，一个或多个机械损伤选自由撕裂、切碎、刀痕、起皱、开裂、气泡、组织样本不足、组织样本不完整组成的组。在一些实施例中，方法可以进一步包括如果在第二成像数据中的组织样本中存在一个或多个机械损伤，但在第一成像数据中不存在，则标识为非确认的组织切片。在一些实施例中，方法可以进一步包括调整与移除组织切片相关联的一个或多个操作参数，以校正一个或多个机械损伤。在一些实施例中，方法可以进一步包括如果在第一成像数据和第二成像数据中的组织切片中不存在机械损伤，则批准组织切片。在一些实施例中，方法可以进一步包括如果在第一成像数据和第二成像数据两者中都存在一个或多个机械损伤，则拒绝组织切片。

在做出块面向决定后，将从样本块上切下的组织切片转移到胶带或(其他传送介质)上，然后从胶带或其他介质转移到载玻片上。系统可以确保下述中的一项或多项：i)切片不会机械丢失，并保持与样本块正确关联(样本跟踪)；ii)切片不受机械损伤，诸如起皱、撕裂、开裂等，或部分采取，以确保其适合使用，例如，适用于病理学/组织学；iii)放在载玻片上的切片包含足够量的组织，并且不包含太多石蜡，以确保其适合使用；和/或iv)样本块中的多片组织在载玻片上完全呈现。

图16中示出了用于组织样本的机械质量控制的系统和方法的示例性实施例。此类系统可以被配置成用于提供各种类型/方面的质量控制，包括：i)对载玻片或转移介质上的切片与样本块或刚从样本块上切下的切片进行比较分析250，以确保存在适当的对应(例如，检查以确保切片没有机械丢失，并保持与切割下切片的组织块的正确关联)；和/或ii)检查以确保载玻片或转移介质上的切割切片未遭受机械损伤252，诸如起皱、撕裂、开裂等，这可能对病理学产生不利影响；iii)检查以确保载玻片或转移介质上的切割切片包含足够组织254和/或iv)检查以确保样本块的多片组织在载玻片上完全呈现256。这些多个方面可以单独使用或与其他方面之一组合使用或与其他方面中的两个或更多个方面组合使用。

在组织切片过程中，可以对组织样本进行各种质量控制分析，包括但不限于：

i)对载玻片或转移介质上的切片与样本块或刚从样本块上切下的切片进行比较分析，以确保存在适当的对应(例如，检查以确保切片没有机械丢失，并保持与切割下切片的组织块的正确关联)；和/或

ii)检查以确保载玻片或转移介质上的切割切片未遭受机械损伤，诸如起皱、撕裂、开裂等，这可能对病理学产生不利影响；

iii)检查以确保载玻片或转移介质上的切割切片包含足够组织；和/或

iv)检查以确保样本块中的多片组织在载玻片上完全呈现。

这些各种质量控制分析可以单独使用，或以其任何组合使用。

在一些实施例中，提供了一种系统，用于检查显微镜载玻片上的组织状况。这提供了质量控制的另一个方面，以确保载玻片上的组织处于适于适当的状况，以供进一步分析/评估。

在一些实施例中，提供了一种系统，用于检查载玻片上的切片是否包含足够量的组织，以使其足以用于分析/评估。也就是说，系统确保在载玻片上的切片中没有太多包埋材料，例如，石蜡。这提供了质量控制的另一个方面，以确保载玻片上的组织处于适于适当的状况，以供进一步分析/评估。

在一些实施例中，提供了一种系统，用于检查胶带(或其他传送介质)上的组织，作为临时质量控制检查，例如，用于跟踪目的或用于组织完整性目的(在适当的条件下用于分析)。

在一些实施例中，提供了一种系统，用于检查样本块中的多片组织是否在载玻片上完全呈现，以确保不丢失一片。这种缺失的片可能需要病理学家命令重新切割。该完整性检查提供了质量控制的另一个方面。

在一些实施例中，可以由照明子系统和成像子系统来促进组织比较。在一些实施例中，它可以在自动化转移系统中提供，如下文更详细地描述的。因此，在自动化切片和切割组织转移装置中，提供了基于图像的自动化组织比较系统-用于组织切片的自动跟踪和质量控制的机器视觉系统。系统可以用于将载玻片上的组织轮廓与块面上的组织形状进行比较，以确保载玻片的正确标识。在一些实施例中，切割组织切片的图像是在传送介质上拍摄的，该传送介质经由控制器将切割组织切片从样本块传送离开。在一些实施例中，比较步骤包括确定样本块上的组织轮廓和第一切割组织切片的轮廓的步骤。在这些系统中，可以在进行组织切片之前拍摄块面的图像(或替代地或附加地，在从样本块切割之后对切片进行拍摄)，并且该图像被用作载玻片上的同一切片的后续图像的比较图像。计算步骤比较两个图像，并确保一个或多个参数或特征没有显著变化。如果检测到显著变化，例如，在一些实施例中，如果变化超过预定参数，则其可以作为反馈信号提供，以采取纠正动作。照明系统有助于组织和石蜡的识别/区分，组织和石蜡可以由成像系统成像以进行评估。因此，在该系统和方法中，增强了组织与石蜡的区分，并且在块、转移介质、载玻片和/或其他位置上拍摄图像。例如，比较图像的步骤包括评估和量化图像颜色的变化。在一些实施例中，比较图像的步骤包括确定位置、空间形状和完整性中的一者或多者是否存在变化。在一些实施例中，评估和量化图像的颜色、粒度等的定性变化。在一些实施例中，可以使用灰度成像。因此，如果变化超过预定参数，则提供反馈信号以采取纠正动作。上文讨论了各种照明系统和成像系统。

还可以提供一种在使用如本文所公开的光学器件的可视化系统被操作之后进行计算处理的系统和方法。因此，可视化系统利用适当的光学器件(照明系统/方法、成像系统/方法、检测系统/方法)，随后进行计算处理。这种计算处理提供了图像的比较评估，以确定跟踪或质量控制的其他方面。

照明系统增强组织和石蜡的视觉/成像区分，并且成像系统拍摄被照射的组织/石蜡的图像，以供随后进行比较。照明系统增强块面上的组织的视觉/成像，并且成像系统拍摄被照射的组织的图像，以用于随后的质量控制比较。在切割组织从块分离之前，或在转移到载玻片之前，对单个组织切片进行这种成像，以提供比较的基础。随后，在将切割组织切片转移到载玻片上之后，对单个组织切片进行这种评估。下面描述了用于区分的各种方法。下面还讨论了各种成像系统和各种成像位置。下面还详细讨论了照明系统的各种实施例，照明系统依赖于石蜡和组织的属性来创建和/或增强组织和石蜡之间的对比度。在一些实施例中，样本块的组织被包埋在包埋介质中，并且方法进一步包括以下步骤中的一项或两项：i)用不同波长的光照射样本块，以增加样本块的组织和包埋组织的样本块的包埋介质之间的对比度；以及ii)用不同波长的光照射包含第一组织切片的第一载玻片和/或传送介质，以增加组织和包埋组织的样本块的包埋介质之间的对比度

比较分析(块与切片)

有各种方法来实现比较，以确定载玻片上或组织块与载玻片之间的传送中的组织切片是否在预设标准内，从而与样本块上的同一片组织相对应。附加地或替代地，系统能将显微镜载玻片上的组织切片与刚从样本块上切下的组织切片进行比较，以确定它们是否在预设标准内与同一组织样本比较相对应。转移介质上的组织切片可以附加地或替代地与样本块或显微镜载玻片上的组织进行比较。决策系统可以检查一个或多个参数(特性/特征)以进行比较。然后，决策系统的决策算法提供提示或要采取的任何动作。这些质量控制系统加快了过程，通过减少错误改进了过程，并减少了浪费的切片。在一些实施例中，比较确定组织块和组织切片之间是否存在匹配的标识，并且可以包括匹配的组织轮廓和边缘，以及样本块260和载玻片262上的条形码，例如，如图17A和图17B所示。在一些实施例中，比较确定组织块和传送中的组织之间的匹配，如图18和图19所示，图18和图19示出了传送中的组织切片的示例性图像。以下是一些示例，应当理解，可以使用其他标准，例如利用光、成分、机械特性等。

应当理解，代替将载玻片上的组织与块面进行比较，可以将载玻片上的组织切片与从样本块切下之后的切割组织切片(片)进行比较。因此，本文所讨论的用于评估块面的系统(包括照明和成像系统)，完全适用于评估切片，以与载玻片上的组织切片进行比较。

在一些实施例中，可以根据与本申请在同一天提交的，题为“Systems andMethods for Assessment of Tissue Block Facing in Automated Tissue TransferSystems(用于自动化组织转移系统中组织块面向的评估的系统和方法)”的共同转让的临时申请中的发明构思来确定块面向决策，该申请的全部内容通过引用并入本文。还可以利用其他方法。一旦块被面向，块就准备好用于切割薄组织切片，以转移到传送介质(例如，胶带)，然后进行载玻片分析。因此，本文所公开的质量控制系统/方法可以与这种块面向决策一起使用。在一些实施例中，自动化方法(过程)和系统可以用于通过完全自动化组织切片设备自动面向石蜡块中的组织，其中一旦被面向，组织会自动从块面切割，自动转移到胶带上，并且胶带通过辊自动移动，以推进切割的组织，并将胶带的后续部分定位在块面上，以便随后将切割的组织切片转移到胶带上。在一些实施例中，自动化组织切片装置还包括载玻片台，并且保存在胶带上的组织切片被自动传送到自动化装置中，并在自动化装置中转移到载玻片上以进行分析。

在从块上切下组织切片并粘附到胶带上之后，可以拍摄胶带(或其他转移介质)上的组织切片的图像。附加地或替代地，可以在切割组织切片已经从胶带转移到载玻片上之后，拍摄切割组织切片的图像。算法将通过计算步骤来处理在每个切片处收集到的图像，以将胶带和/或载玻片上的图像与一个或多个历史(先前)图像进行比较，并确定诸如位置、空间形状和完整性等特征是否有显著变化。组织切片在(玻璃显微镜)载玻片上的位置。组织切片呈矩形形状，较大的组织切片约为28mm×22mm。载玻片的可用面积约为50mm x 25mm，组织切片可以转移到载玻片上的任何位置，包括旋转变化。但这种随意的转移并不是优选的。机电系统可以确保类似大小的组织切片沉积在载玻片上的类似位置。此外，QC系统将检查所转移的组织是否在预期的位置和取向。空间形状可以被认为是先前解释的一部分。组织完整性是指组织没有缺陷，诸如组织下方的气泡、撕裂、刀痕、切碎、开裂和缺片。请注意，历史(参考)图像可以包括样本块在被切割之前的图像和/或切片(片)在切割之后、放置在胶带或载玻片上之前的图像。因此，系统将在块被切片时拍摄块的渐进图像。系统还将拍摄胶带和/或载玻片上的切割组织切片的图像。同时，图像处理系统将评估每个图像，并将其与来自同一组织块的历史图像进行比较，以确保其没有发生变化。例如，可以在样本块中检测色调值，并且在切割切片时，将色调值与初始值进行比较。算法可以从初始值中减去连续图像的值，以评估是否匹配。注意，色调只是算法的基于检测的参数的一个示例，因为如本文所述的其他特性可以替代地或附加地形成用于连续图像的比较计算/评估的初始基线，以确定匹配。可以使用在大致相同位置的图像上的强度变化图像来确定面向。由于组织顶部石蜡层的分散性，在原始块(未经面向的组织块)上，组织的图像不清晰，组织的边界模糊。在技术方面，石蜡和组织边界之间的强度变化将是渐进的。当组织被面向并拍摄到渐进图像时，组织上的石蜡层会变得越来越薄，直到其被完全移除。当计算这些图像中石蜡组织边界的强度时，边界会变得越来越清晰。可以使用合适的阈值来确定组织是否被面向。

在一些实施例中，质量控制不是由人训练的机器学习算法。因此，在一些实施例中，方法将不取决于教授机器学习算法如何评估质量或匹配的专家。注意，尽管在一些实现中，经典图像处理方法的结果可以馈入到机器学习算法中，以对机器学习算法进行训练，期望机器学习算法可以处理更一般的情况。这种方法将具有成本效益地增加用于AI算法教学阶段的注释图像的数量。在机器学习类型的算法中，随着进行更多次的切割而拍摄的渐进图像需要由人进行注释，以指示是否实现面向。但是，可以替代地使用经典图像处理技术来注释这些算法更容易实现(更结构化)的图像，并训练AI算法，以将整体算法的适用性扩展到更一般的(非结构化)数据。

在一些实施例中，照明系统增强了组织的检测。由于在某些情况下，处理和包埋的组织与周围的石蜡基质相比颜色非常暗淡，因此很难通过常规成像来可靠地捕获组织轮廓。因此，应用某些波长范围可以增加组织与石蜡的对比度。例如，UV光用于增加从320nm到400nm范围内的对比度。这种检测增强有助于将载玻片(或胶带)上的组织与块进行比较。它还有助于根据其他质量控制方面检查载玻片(或胶带)上的组织切片的适用性。

在一些实施例中，增加组织与石蜡的对比度是使用多光谱图像来实现的，即，改变波长辐射，以在块切片的相同实例处照射组织块。组合这些图像，以增加组织块中组织切片的对比度。这些更高对比度的图像更容易进行比较。

在一些实施例中，UV辐射可以用于照射组织，因为组织样本在被UV辐射照射时会发出荧光。如本文所使用的UV辐射可以被宽泛地解读为波长比光学可见蓝光短。注意，然而在一些实施例中，可用的实际波长范围可以包括光谱的蓝色端中的一些。组织样本会在二极管的UV照射下发光(例如，可以发出绿色光)，因为生物组织具有许多与当前上下文相关的荧光分子，包括NADH、FADH。然而，石蜡在相同条件下不会发出荧光，石蜡块会散射UV光源的可见部分，并可能出现不同的阴影或颜色，例如，可能出现浅蓝色。可以理解UV光的三个优点。首先，UV光穿透石蜡块，荧光辐射从石蜡块中逸出，使得该方法/过程可以清楚地看见埋在块内的组织样本。这与在可见光下观察块形成对比，可见光被石蜡强烈散射，埋入的组织样本不清晰可见，甚至可能不可见。其次，发射光的颜色(色调)(更准确地，荧光辐射和被动散射辐射的波长范围)提供了组织和石蜡之间的清晰对比，从而允许直接检测和分割组织样本。第三，通过对胶带(或其他传送介质)和/或载玻片上的切割切片进行成像，并通过观察组织发出的不同荧光辐射，可以精确检测组织放置，以用于检查完整性并检查其是否与预先切割的组织切片相匹配。

在一些实施例中，用于照射块面和胶带和/或载玻片上的切割组织切片的另一照射波长范围位于红外范围内。石蜡具有特有的红外吸收光谱。如果在成像模式下从石蜡块的表面获取反射光谱，通过从处理UV图像中选择组织部分(或者如果在成像模式下执行反射IR光谱)，当石蜡的IR光谱特征在组织样本上以局部方式减少时，可以检测到组织。

在一些实施例中，利用液态水的特有IR吸收光谱，红外光谱方法可以用于检测块中组织的水合状态。

图20的流程图中示出了一种利用UV或红外组织照射的方法。步骤可以包括i)通过预先选择的波长范围(例如，UV范围)进行照射(步骤270)；ii)使用适当的光学器件在彩色相机上创建块面(步骤272)和胶带和载玻片(步骤274)的图像，即，同时在多个波长范围内拍摄图像的相机，诸如例如RGB相机；iii)使用来自结果图像的颜色和强度信息来分割块中组织所在的部分(步骤276)；iv)监测组织区域的大小和组织区域的边缘(步骤278)；以及v)对图像进行比较，以检测一致性/变化(步骤280).可选地，还可以在图像和基线图像之间进行比较(步骤282)。具体而言，如上所述，组织样本的轮廓可以与来自基线图像的组织样本的预期轮廓进行比较，并且实际轮廓与预期轮廓的比较可以确认组织样本的来源，也就是说，组织样本来自具有与载玻片相关联的条形码的组织块。

该信息用于将胶带上的组织与块的图像进行比较，并将胶带上的组织图像与块的图像进行比较。这些第一比较(胶带与块)能够标识用转移介质(胶带)从块面拾取的组织。可以部分拾取组织，或可以撕裂和旋转组织的部分。如果胶带上的组织质量不够高，则其不值得转移到载玻片上。这节约了时间和资源。第二比较(载玻片与块)。转移到载玻片上的组织可能有气泡、撕裂、缺片等，这些载玻片不应作为最终产品提供给终端使用者，因为它们低于标准或无用。算法可能会导致切片的重新切割或警告使用者关于坏块的信息。坏块可能具有在被引入系统之前没有在实验室中正确包埋的组织。

如以上所讨论的，在自动化装置中，这些步骤是自动化的，在此过程中不需要用户输入。注意，灰度中的强度可以用作彩色图像的替代方案。因此，在此方法中，UV辐射或其他波长增强了本文所讨论的组织/石蜡对比度，并且对块面和切割组织切片进行了观察。在此方法中，在切割组织切片中检测到组织荧光的出现。这可以基于带的总荧光进行(以使得不需要对带正面进行完全成像)，或替代地，可以对带进行正面成像。这种成像是在切割组织切片上(胶带或载玻片上)进行的，并将胶带或载玻片上的组织切片的图像与块面的图像(每个都用UV照射)进行比较。由于组织区域的大小和边缘可以被评估和量化以进行匹配，因此对图像进行处理和评估，以用于组织分割(或本文所描述的其他特性/参数)。

在一些实施例中，可以使用多光谱照射，并且涉及光谱学，即，从多个波长或颜色获取信息，例如，可以采用傅立叶变换红外光谱。这可以在成像模式下完成，或通过从由其他方式(初步UV成像)选择的点进行简单的光谱学来完成，以聚焦于组织顶部。在任一情况下，目标都是采用石蜡和组织的独特红外光谱特征，以便(i)确定组织顶部是否有石蜡，或石蜡是否已被移除并且组织是否暴露；或者(ii)对胶带上的带进行成像，以检测组织的存在和石蜡量的减少；或者(iii)对胶带外和载玻片上的带进行成像，以检测组织的存在和石蜡量的减少。

在一些实施例中，可见光/宽带照射用于对胶带和/或载玻片上的块面和/或组织切片进行成像，以用于进行比较，以检测(i)图像中的定性变化，诸如组织部分变得更可见/更暗棕色/在块上具有更好定义的边缘，或ii)通过查看切割组织切片并通过使用颜色/强度信息来检测组织。

应当领会，上述方法可以组合，以便可以使用不止一个照明系统。

在本文中单独或组合使用的方法中，存在如本文所讨论的计算步骤，其中对多色图像或光谱进行分析，并检测适当的变化，以确保切割组织切片保持与样本块的正确关联。该计算步骤可以包括与原始图像或基线图像，或先前图像进行图像比较，并且可以量化色调、强度、边界等的比较，以计算用于评估的图像之间的差异程度。

在胶带或载玻片上进行组织成像的情况下，参考图像可以是块中组织的图像。

在一些实施例中，自动化系统可以捕获各种重要变量，如速度、温度、湿度、超时等，用于输入到机器学习中，以改进过程。如果QC系统认为切片质量好，并认为这种趋势与特定范围的操作温度相关，这可以作为机器学习算法的基础，以确保未来所有具有相似组织的块都在导致高质量切割的条件下进行切割。

决策过程可以确定载玻片上的组织和样本块上的组织之间没有适当的对应(注释标准)。决策过程还可以包括发现载玻片上的组织和样本块上的组织之间的适当的对应，但发现组织变形或损伤，并因此无法使用。

注意，决策算法提供了建议动作的提示，遵循建议可以是可选的。然而，在一些实施例中，无论是否接受提示，信息都被记录在数据库中，该数据库可能使用机器学习来改进决策算法。

在一些实施例中，系统可以提供何时选择另一切片以转移到载玻片的提示。例如，选择可以是每第n个切片，或者当连续切片的图像按某些分数标准变化时。

现在将描述不准确匹配(对应)的示例。如本文所讨论的，生物组织被包埋在形成样本块的石蜡基质(或其他包埋材料)中。然而，与石蜡基质相比，包埋在石蜡块中的组织可能并不总是具有高对比度。这可能会对图像分析产生不利影响，因为区分组织和石蜡可能更加困难，因此更难评估样本块上组织的形状(例如，轮廓)。因此，本文所公开的照明和成像系统提供了用于改善组织和石蜡的区分的系统和方法，因此可以更准确地确定(分析)组织的图像，从而确定组织形状(例如，轮廓)。这通过减少图像的潜在失真来确保更准确的组织比较，例如，通过不准确地将石蜡包括为组织图像的一部分。换句话说，如果“基本”或“输入”图像(定义为旨在定义样本块上的组织轮廓以便稍后与载玻片上的组织轮廓进行比较的初始图像)包括石蜡，而“第二”或“输出”图像(定义为载玻片上组织的后续图像)在没有石蜡的情况下进行处理，则可能出现不匹配的错误确定。类似地，如果基本图像不包括石蜡，但载玻片上组织的第二图像被定义为具有石蜡，则可能出现不匹配的错误确定。相反，如果没有准确地区分和处理，也可能出现错误匹配。

切片厚度范围从大约1um至大约15um厚，但最常见的是大约4um厚。在此厚度下，石蜡基质和组织切片之间的对比度非常低。在一些实施例中，为了确保质量控制系统准确地比较组织本身或准确地识别图像上的组织和石蜡，本文所公开的系统和方法增强了组织和石蜡之间的对比度。如上所述，当图像具有高对比度时，图像后处理效率会增加。当用特定波长范围的光照射时，组织开始发出荧光，而石蜡在同一波长范围内不会发出荧光。这将创建高对比度图像。因此，用某个波长范围的光照射样本块，以增加生物组织和石蜡基质之间的对比度。类似地，包含沉积在其上的组织切片的载玻片用某个波长范围的光照射，以增加生物组织和石蜡基质之间的对比度。带有组织的载玻片可以从背面照射，或替代地从正面照射，载玻片的背面和正面基于相机相对于载玻片放置的位置来定义。因此，在这些实施例中，系统可以更好的将组织与石蜡进行区分，以用于样本块和载玻片的比较分析。

在一些实施例中，可以使用具有给定波长发射范围的滤光片或LED来控制光的波长。在一些实施例中，在图像捕获侧，可以提供滤光片以增强图像捕获。光源、滤光片和相机的集合可以被称为成像硬件。

机械属性分析

在本文所公开的照明和成像系统中，系统可以用于确保切割组织切片在转移到载玻片时不会受到机械损伤，诸如起皱、撕裂、开裂等。此类系统还可以用于确保载玻片上有足够量的组织。在将胶带或载玻片上的组织与块面进行比较时，如果表面区域存在显着差异，则算法可以说载玻片上没有足够的组织。

成分可以通过在样本上方采样蒸汽或通过轰击从样品中提取材料来测量，并且可以通过质谱法、蒸汽相色谱法或其他方法来检测。这是在质谱法的上下文中，从检测物质上方蒸汽中的物质的意义上来说。

机械属性可以通过振动、原子力显微镜或其他方法来测量。可以使用振动来确定材料属性，在这种情况下，它是一种延伸，但为了完整起见，将其包括在此处。在原子力显微镜的情况下，探针和被探测材料上的吸引力可以用作材料属性的指示。将其包括在此处的原因是为了面向决策传感器的完整性。它不是成像模态。

在一些实施例中，质量控制系统可以检查样本取向和/或倒置。在一些实施例中，质量控制系统确定转移介质和载玻片中的一者或两者上的组织取向变化，以在自动化装置的组件需要调整时提醒用户。

样本充足性分析

在一些实施例中，系统可以执行检查，以确保载玻片或转移介质上的切割切片包含足够的组织。例如，系统将比较块面中组织的表面区域和载玻片上的切片。如果这两个区域在预定范围内相似，则组织完整性得以保留。另一个示例是切片下存在气泡。这两个图像的强度的比较将揭示是否存在气泡。它还可以提供气泡所在的位置。如果气泡仅存在于石蜡基质中，则其不是严重故障。另一方面，如果气泡在组织上，则指示载玻片上的组织质量较低。

组织样本完整性

在一些实施例中，系统可以执行检查以确保样本块中的多片组织在载玻片上完全呈现。在一些组织块中可能有多片组织。组织技术人员将组织片放入塑料盒中，并在试图将它们推到盒底部时，倒入温热的石蜡。在某些情况下，这些组织中的一些移动，并且与其余组织不在一个平面。在切片过程中，用于确认的一种方式是将块面图像与胶带或载玻片上的组织进行比较。如果它们具有相同数量的组织，则整体组织完整性得以保留。

跟踪和打印

在一些实施例中，可以实现即时载玻片标签打印协议，其中在从组织块切割组织样本之后打印用于载玻片的标签。以此方式，载玻片由即时打印机进行条形码编码或标记，条形码从刚刚在切片机上切片的块导出，以使得立即切割的组织切片就被放置在新打印的条形码载玻片上。在一些实施例中，仅在前一组织切片已经放置在载玻片上并被标记，并可选地确认与组织块相关联之后，才切割下一个组织切片并打印标签。在一些实施例中，实时更新通过实验室信息管理系统传送到设备软件，同时还实现了条形码数据的实时胶带标记。

在一些实施例中，本公开闭合了切割组织样本在块面和显微镜载玻片的目的地之间传输时的跟踪回路，其中，提供组织处理设备中组织切片位置相对于LIMS数据的实时、可更新跟踪和标识。在一些实施例中，转移系统被标记，以将放置在转移系统上的组织切片与切割组织样本的组织块相关联。在一些实施例中，扫描的条形码数据从该切片放置在胶带上的点开始跟踪，这包括通过胶带标记/打印机制复制信息；通过即时数字打印载玻片上的标签来复制条形码数据；将组织转移到载玻片上；扫描载玻片上打印的条形码；以及然后验证块上的条形码数据、打印胶带和打印载玻片之间的精确对应；以及可选地，将总结报告传送给LIMS。

本公开涉及在自动化组织转移装置中跟踪从样本块切割的组织切片和即时打印切割组织切片的载玻片标识标签。来自组织块的信息实时转移到载玻片上，并确保对组织切片进行准确的1对1跟踪和标记。本公开通过实现即时载玻片标签打印协议克服了现有技术的问题和不足。具体而言，来自同一组织块的一个或多个组织切片是在实际打印载玻片之前被切割的。然后，载玻片由即时数字打印机进行条形码编码或标记，条形码从刚刚在切片机上切片的组织块导出。然后，立即切割的组织切片就被放置在新打印的条形码载玻片上。

组织切片的跟踪和标识可以通过许多集成的子组件和机构来实现，作为非限制性示例，包括复制与传入组织块相关联的条形码数据的胶带标记或胶带打印设备，这些数据由集成在自动化切片机中的条形码读取器捕获。实验室信息管理系统(LIMS)软件生成的条形码数据由打印的粘合标签来体现，该标签附接到保持组织块的塑料盒上。在一些实施例中，组织转移介质在用于组织转移之前可以具有打印在其上的位置标记或条形码。当组织转移介质是胶带时，可以在胶带转换操作期间将位置标记放置在胶带上。

通常，组织样本(也被称为组织块或样本块)提供在塑料盒中，并包埋在石蜡或类似材料中。塑料盒提供了将样本块保持在切片机夹中的特征。一旦样本块被固定在切片机夹以进行切割(切片)，首先对新块进行相对较厚的切片，以移除组织样本顶部0.1mm-1mm的石蜡层，以暴露组织样本。在去除该表面石蜡层之后，当暴露组织样本的完整轮廓时，然后就准备好对该块进行切片了。这种用于去除石蜡层并暴露组织的大横截面的过程称为面向块。在临床和研究环境中，一旦去除该石蜡层，通常将组织切片到3μm至5μm的厚度。也就是说，当已去除足够的石蜡时(该块称被为“被面向”)，随后的块切片提供组织切片，以用于放置在玻璃载玻片上进行分析(进一步处理以进行评估)。从样本块上切下的组织切片可以转移到载玻片上，诸如例如，使用胶带转移机构。在一些实施例中，该过程可以自动化，例如，如在共同转让的美国公开第2017/0205317中所公开的。美国公开第2017/0003309号和美国公开第2017/0328818号中公开了自动化装置的其他示例及其变型。这三个公开的完整内容通过引用被并入本文。应当理解，自动化组织装置提供了自动化装置的示例，照明/成像系统和质量控制系统可以与其他自动化装置一起使用。而且，如本文所讨论的，切片跟踪系统可以与手动系统和方法一起使用。

参考图17A和图17B，传入组织块包括附接到塑料盒上的标签和条形码编号。实验室信息管理系统(LIMS)软件生成的条形码数据提供有关组织样本来源的信息，例如，条形码信息包括登记号和块ID。在一些实施例中，该信息还可以包括患者姓名和获得样本的日期。取决于实验室，可以包括附加信息。除条形码外，块上的标签或蚀刻可以包括人类可读的字母数字版本的数据。在一些实施例中，组织切片设备可以与LIMS通信，使得从机器人手臂的最初拾取到实际组织切片以及将组织切片递送到载玻片，实时LIMS更新能够正确匹配到适当的组织块。组织块上的条形码信息(可选地更新)也打印在载玻片上，使得来自组织块的组织切片和载玻片之间具有1:1的对应。如下文更详细地描述的，载玻片的标签可以在从组织块上切下组织切片之后进行打印。

参考图21A，提供了用于扫描与传入组织块相关联的条形码的条形码读取器。扫描可以在组织切片的点进行。条形码信息用于从LIMS查询数据，以确定需要切割的切片数量、切片的厚度和其他处理参数。接下来，一个或多个组织样本可以由切片机切割，并转移到同样标记有与组织块相关联的条形码数据的载玻片上，以创建组织块元数据与载玻片上的组织切片的1:1关联。在一些实施例中，基于具有迭代变型的组织块条形码对载玻片进行标记。例如，如果块条形码是12345，则第一载玻片条形码可能是12345-a，第二载玻片条形码可能是12345-b，以此类推。载玻片标签在组织转移到载玻片之前即时打印。

在一些实施例中，使用胶带将组织切片转移到载玻片上。应当注意，可以利用除胶带以外的转移介质(也称为传送介质)。因此，本文对胶带的引用是为了方便，因为本文所公开的系统和方法完全适用于其他转移介质，而不仅仅是胶带。

在一些实施例中，胶带转移系统被配置成用于启用跟踪和标识系统。胶带转移系统可以用可以与组织块相关联的信息进行标记。这样的标记可以在设备中接收到组织块之后进行，也可以预打印在胶带上。在一些实施例中，转移介质(胶带)可以包括位置标记。然后，实验室分配的块ID可以在组织切片被转移介质拾取的点与该位置标记相关联，这两个ID可以通过软件工具相关联。胶带上也可能没有物理标记，但基于设备中的位置编码器推断出虚拟标记，该编码器跟踪胶带上的绝对位置，并能够通过适当的控制算法将该绝对位置显示地或隐式地关联到所讨论的切片。

图21A是具有自动化胶带转移装置(系统)300的设备的一些实施例的示意图。在一些实施例中，胶带转移系统被配置成用于启用跟踪和标识系统。图21示出了用于在块被完全面向后传送切割组织切片的胶带302的路径。图21A示出了用于保持样本块和切割切片的切片机304。切片机304保持包括组织样本的样本块，该组织样本被封围在包埋材料(诸如石蜡)的支撑块中。切片机304包括刀片(未示出)，刀片被对齐用于从组织块的面切割片(或切片)。一旦从组织块上切下组织样本，就将组织样本安装在胶带上，以传送到载玻片上。

自动化组织切片设备还可以包括与条形码扫描读取系统308通信的胶带标记系统306。胶带标记系统306可以用于用从附接到保持组织块的塑料盒的标签捕获的条形码信息来标记胶带。出于此目的，可以在自动化组织切片设备内使用各种打印方法，包括热打印或连续喷墨打印技术。此外，还可以使用热转移打印单元，以在胶带上原位生成跟踪传入组织块到胶带上的切割切片的标识信息，其中该信息然后使得胶带上的切片和载玻片上的切片之间产生对应，从而确保保持样本的完整性。

胶带将组织切片从切片切片机304传送到载玻片台310。在一些实施例中，设备还可以包括载玻片打印系统312和条形码读取系统314。打印系统312打印用于载玻片的标签，该标签将要放置在载玻片上的组织切片与切割组织的组织块相关联。在一些实施例中，自动化系统可以将组织块上的条形码标识符与胶带转移介质上的标记相关联，然后将转移介质上的标记与载玻片上按需打印的条形码相关联。这是在全自动化组织切片设备的上下文中进行的，并提供实时LIMS数据到载玻片上的即时打印。应注意，可以使用其他传送设备/系统。可以根据本文所描述的胶带打印系统跟踪这些其他传送系统中/上的组织。因此，本文所描述的系统，例如，胶带打印系统、载玻片打印系统等，完全适用于各种传送系统上的切片(片)。由于在装置的不同阶段跟踪组织，例如，块到新切片、传送切片、载玻片上切片，因此提供了多个级别的跟踪。在一些实施例中，标签可以将载玻片链接到相关的基于LIMS信息，诸如原始样本组织块和切片日期。组织块可以被类似地标记。为了配合预先标记的块，可以使用光学读取器(诸如条形码读取器)来读取块标签，以生成相关联的载玻片标签。

在一些实施例中，胶带标记设备的打印头可以放置在胶带路径中，在组织从组织块转移到组织转移介质之前的某个任意点。其中，与块塑料盒相邻的条形码读取器在切片点读取塑料盒上的条形码数据，从而将条形码数据或其他字母数字数据复制到胶带转移介质上。在一些实施例中，转移介质上的标记可能不是块盒上条形码的副本，但这两个标记可以通过软件结构相关联。在一些实施例中，打印/蚀刻在胶带上的信息可以实现组织切片设备内部的组织跟踪。可以通过设备的机械操作，或者通过例如使用相机与胶带标记一起扫描切片来确保块条形码和胶带标记(在设备内部)之间的匹配。载玻片上可以打印有与组织盒条形码上的条形码相关的条形码，然后进行最后扫描，从而确保与传入块相关联的条形码数据和打印在载玻片标签上的条形码数据之间的1-1映射或对应，从而确保组织样本跟踪，这是监管质量保证的关键方面。

在一些实施例中，可以基于相机图像和图像处理来确认块中的组织和载玻片上的组织切片之间的匹配。在一些实施例中，可以采用成像或扫描设备来检查载玻片上的标签是否正确打印，从而使载玻片上的组织切片与正确的组织块相关联。在每个点处，记录并交叉检查组织携带容器(块盒、转移介质或载玻片)上的标记的物理复制或打印，以正确跟踪组织。这提供了组织和切割组织切片如何穿过组织处理装置的态势感知。在一些实施例中，当前公开的方法和系统可以利用例如在2020年2月22日提交的共同未决美国申请第62/980203号中公开的质量控制成像系统，该申请通过引用以其整体并入本文。

扫描的条形码数据从该切片放置在胶带上的点开始跟踪，这包括通过胶带标记/打印机制复制信息；通过即时打印载玻片上的标签来复制条形码数据；将组织转移到载玻片上；扫描载玻片上打印的条形码；以及然后验证块面、胶带和条形码数据之间的精确对应；以及可选地，将总结报告传送给LIMS。

在一些实施例中，本公开还提供了一种系统，用于检查胶带(或其他传送介质)上的组织，作为临时质量控制检查，例如，用于跟踪目的或用于组织完整性目的(在适当的条件下用于分析)。

参考图21B，在一些实施例中，胶带可以是预打印的。通过设备外部的转换过程，可以在转移介质(胶带)上预打印位置标记。然后，实验室分配的块ID可以在组织切片被转移介质拾取的点与该位置标记相关联，这两个ID可以通过软件工具相关联，诸如在数据库表中创建相对应的条目。

参考图22的跟踪流程图，使用集成条形码读取器，在组织切片点扫描与传入组织块相关联的条形码(步骤320)。在一些实施例中，为了复制与传入组织块相关联的基于LIMS的条形码数据，切片转移系统(诸如胶带)标记有标识信息(步骤322)，识别信息可以与条形码相同，或包括LIMS数据的一些任意再现。附加地或替代地，通过从基准标记(诸如胶带的开始)保持跟踪胶带的长度，来跟踪胶带上组织切片的物理位置。接下来，从组织块上切下组织切片，并将其与胶带上的标记相关联地放置在胶带上(步骤324和326)，其也与组织块上的条形码信息相对应。一旦从块上切下组织样本，载玻片就由即时数字打印机用与组织块相关联的相同条形码数据进行标记(步骤328)。组织切片从切片机传送到载玻片切片，并放置在具有打印标签的载玻片上(步骤330)。可选地，在步骤331中，可以在组织块的基线图像和组织切片的图像之间进行比较。此时，在切割切片的块的条形码和包含该切片的载玻片上的标签之间建立了无错误的关联。最后，可以扫描载玻片上的条形码数据(步骤332)，以验证载玻片条形码与块条形码。在一些实施例中，将块面LIMS数据、传送介质位置标记和载玻片条形码数据相关联(步骤334)，以确保这三条信息精确匹配，从而确保在自动化组织切片设备内跟踪切割组织样本，确保监管质量合规。

系统实现

上述质量控制分析可以使用用于将组织切片从样本块自动转移到转移介质(诸如胶带)以及从转移介质转移到载玻片的自动化装置来实现。在一些实施例中，提供了一种自动化胶带转移系统，该系统包括控制器、用于保持包埋在包埋介质内的组织的样本块的支架、被配置成用于从样本块切割组织切片的切割设备、以及用于从样本块传送切割组织切片的转移介质。质量控制系统包括一个或多个成像设备，该一个或多个成像设备被配置成用于拍摄样本块的至少第一图像和切割组织切片的至少第二图像，第一图像和第二图像进行比较，以确认切割组织切片与样本块的预切片组织相对应，例如，在预设标准内。

在一些实施例中，提供了一种用于从组织样本块切割组织切片并提供质量控制的自动化方法。该方法包括以下步骤：

a)在自动化系统推进传送介质；

b)切割样本块的第一组织切片；

c)将第一组织切片从样本块移走，其中切割暴露样本块的下一个切割面；

d)将第一组织切片转移到第一载玻片；以及

e)将第一组织切片与样本块进行比较，以确定是否存在对应。

在一些实施例中，自动化方法包括将切割组织切片传送到包含第一载玻片的载玻片台，以转移到第一载玻片上，其中第一切割组织切片的图像是在第一载玻片上拍摄的。

图23提供了用于切片跟踪的工作流程图。在步骤340中，工作流涉及扫描组织块并确定样本块ID是否可用扫描仪读取(步骤342)。如果否，则在步骤344中确定块ID是否可由组织技术人员读取。如果否，则在步骤346中标记块；如果是，则在步骤348中，在系统上手动键入块ID。一旦块ID是可读取的(步骤350)，通过扫描或手动输入，组织被切片以创建如本文所描述的载玻片(步骤352)。如果确定载玻片上的组织具有如上所述的刀痕、欺骗、缺失部分和/或其他不可接受的特征(步骤354)，则切割更多的切片。如果载玻片上的组织是可接受的，则在步骤356中为载玻片请求打印标签。在步骤358中，确定载玻片标签打印机的功能是否正常。如果载玻片标签打印机功能不正常，则实验室需要执行流程以替代方式得到标签(步骤360)。如果打印机功能正常，则在步骤362中打印标签并将其固定到载玻片上。接下来，在步骤364中，将载玻片上的组织和块面进行比较(利用本文所描述的方法/过程/系统)，以确定是否存在匹配。如果否，则在步骤366中确定任何其他处理的块组织形状是否与载玻片上的组织匹配。如果否，在在步骤368中标记载玻片；如果是，则在步骤370中，进行检查以确认载玻片和样本块条形码是否匹配。如果否，则在步骤372中标记载玻片；如果是，则载玻片可用于处理(步骤374)。

参考图24，本公开的视觉系统可以是自动化组织切片设备的一部分。在一些实施例中，自动化组织切片设备400可以包括用于接收样本块、从样本块切割样本/切片、将从块上切下的样本转移到胶带上，以转移到载玻片上进行分析的机构的组合。机构的组合可以包括至少一个切片机404、胶带转移装置406、载玻片粘合剂涂覆器412、载玻片打印机414、载玻片输入架416、从一堆载玻片中拾取载玻片的载玻片分离器418、以及载玻片输出架420。这种机构的组合一起工作，以准备载玻片上的样本并准备载玻片本身。

图25是自动化胶带转移装置(系统)430的示例性实施例的示意图，自动化胶带转移装置(系统)包括具有照明系统和成像系统的可视化系统。注意，可以利用其他自动化装置，并且通过示例的方式示出了装置430。图25示出了用于在块被完全面向后传送切割组织切片的胶带432的路径。图25示出了用于保持样本块和切割切片的切片机434。切片机434保持包括组织样本的样本块，该组织样本被封围在包埋材料(诸如石蜡)的支撑块中。切片机434包括刀片(未示出)，刀片被对齐用于从组织块的面切割片(或切片)。

除了胶带432和切片机434之外，图25的自动化胶带转移装置430还包括电机馈送机构436、胶带涂覆器438、载玻片台440和卷曲机构442。附图中示出了(示意性地)用于块面的照明系统444和成像系统446。胶带上的组织切片可以利用相同或不同的照明和成像系统(未示出)。附图中还示出了(示意性地)用于载玻片的照明系统448和成像系统450。胶带432的路径从馈送机构436开始，朝向切片机434和胶带涂覆器438的涂覆器端行进。然后，胶带432离开切片机，朝向载玻片台440行进，最后存储在卷曲机构442上。注意，装置/系统430的细节在美国公开第2017/0205317号和美国公开第No.2017/0328818号中描述，这些申请的全部内容通过引用并入本文。电动卷轴推进胶带，使得包括切割切片的胶带部分从切片机和样本块上移开，并将胶带的新部分定位并粘附到切割面上，以便下一个切片由切片机切割并转移到胶带上。

图26示出了循环开始时的胶带涂覆器。胶带涂覆器朝向组织的样本块的切割面移动。这导致胶带涂覆器的辊构件将胶带(例如，如果利用胶带，则将胶带的粘合侧)压到切割面上，以使胶带粘附并用胶带覆盖整个切割面。然后，胶带涂覆器以相反的方向缩回，使辊构件复位到辊构件离开切割面的原始位置。在一些实施例中，在由切片机进行切片之后，将切割组织切片移动到与胶带接触。

图26更详细地示出了自动化胶带转移装置430的载玻片台440。载玻片台440可以是用于将胶带上的组织切片转移到预涂覆有UV可固化粘合剂的显微镜载玻片460的UV台。然后，辊可以将胶带上的切片压到载玻片上。应当领会，尽管图25的系统包括用于转移到载玻片的载玻片台，但是在一些实施例中，系统不包括载玻片台，并且在将切割切片转移到胶带并将胶带从切片机区域移动之后，可以根据其他方法(例如，手动转移或存储在胶带上)将切片从胶带转移到载玻片。

载玻片台440具有下部462、支撑部分464、UV源466和电机468.，下部462具有形成载玻片槽的间隔件。由间隔件形成的载玻片槽和支撑部分464保持载玻片460。电机468用于平移或移动载玻片台440的下部，以调整载玻片460上的切片位置，从而可以控制来自胶带的样本切片沉积在载玻片460上的确切位置。照明和成像系统可以提供在载玻片台中或载玻片台附近，用于照射和拍摄载玻片上组织切片的图像，以进行质量控制，例如，在转移到胶带之前与组织的基本图像进行比较。成像系统还可以用于评估载玻片上组织切片的状况，以检查组织的完整性。图27示出了示出胶带432在应用于样本块472的面470之前的示例性示意图。

如上所述，本文所公开的照明和成像系统可以与其他自动化装置、粘合胶带以外的胶带、不具有自动化载玻片台的装置、以及手动系统一起使用。

自动化系统提供使用胶带，或替代地另一种转移介质，来支撑来自组织块切割的样本。自动化系统和方法还提供样本从胶带到载玻片的自动化后续转移。系统和方法通过提供用于将i)转移介质上的组织和/或ii)载玻片上的组织与样本块上的组织或刚从块上切下的切片进行比较的方法和设备/系统来提供改进的质量控制。这发生在全自动化组织切片设备的上下文下，并提供自动化质量控制。

系统使用连续的胶带条进行描述，但应当理解，可以使用其他转移介质。本文所公开的胶带在切片之前粘附到样本块的切割面上。在胶带粘附到切割面之后，切片机开始切割动作。胶带粘附到切割面支撑切片机切割的切片。一旦切片机完成切割，已被切割的切片仍粘附在胶带上。在替代实施例中，可以首先切割切片，然后将其粘附到转移介质上。

注意，胶带提供了组织切片的传送设备/系统的一个示例。还可以使用其他传送系统，诸如机器人臂、一系列装有水的杯子等。可以根据本文所描述的质量控制系统评估这些其他传送系统中/上的组织。因此，本文所描述的系统，例如，照明系统、成像系统等，完全适用于各种传送系统上的切片(片)。

由于在装置的不同阶段对组织进行分析，例如，块到新切片、传送切片、载玻片上切片，因此提供了多个内部质量控制级别。

根据本文所描述的质量控制系统的一些实施例，可以稳定地(牢固地)固定载玻片台中的载玻片。在一些实施例中，自动化系统进一步包括在一个或多个成像设备前面稳定地保持样本块的支架和稳定地保持载玻片的支架。

应当理解，本文中使用的术语“胶带”是指任何类型的结合，包括分子合合、机械结合等，也可以包括通过范德瓦尔斯力(分子结合)提供结合的干胶带，其胶带剥离力随剥离角度变化很大，可将剥离过程中的切片损伤降至最低。胶带不会留下任何残留物，在需要时粘住，并在需要时剥离，而不会损伤组织。应当注意，本文中使用的术语“连续胶带条”意指胶带比用于单个切片(从组织块切割的单个组织样本)的胶带的量长。胶带的粘合区域可以大到足以完全覆盖样本块的切割面，即，当从样本块上切下时，可以保持完整的切片。

上文描述的图26中示出了自动化装置的示例，并在共同转让的美国公开第2017/0205317号中进一步描述。美国公开第2017/0003309号和美国公开第2017/0328818号中公开了自动化装置的其他示例及其变型。这三个公开的完整内容通过引用被并入本文。应当理解，这些自动化装置提供了自动化装置的示例，其中照明/成像系统和质量控制系统可以与其他自动化装置一起使用。同样，如本文所讨论的，照明/成像系统和切片跟踪和质量控制系统可以与手动系统和方法一起使用。

自动化胶带转移装置可以包括可编程数字控制器、处理器或用于控制自动化胶带转移装置1的运动，与自动化胶带转移装置1的用户通信和/或与自动化胶带转移装置1所连接的切片机4通信的其他类型的专用集成电路(ASIC)。在自动化胶带转移装置1内，可以控制许多运动。这些运动的示例包括馈送机构3和卷曲机构6的移动、载玻片台5的下部30和平移部分的移动、线性致动器构件的移动等。控制器还可以向用户提供自动化胶带转移装置1的功能或状况的信息，诸如已准备好的载玻片数量、已转移的切片数量、卷上剩余的胶带数量等。控制器能够接收任何类型的输入(例如，机械、视觉、电气等)，以执行其控制功能。在一些实施例中，控制器还可以控制本文所描述的质量控制系统。

在一些实施例中，自动化胶带转移装置1进一步包括用于检查样本块的光学设备。例如，切片机4可以存储用于切片的多个样本块。光学设备可以用于评估切割面的状况或确定组织在包埋介质中的位置。在一个示例中，切割面的宏观图像可以使胶带2更精确地放置在切割面上。切割面的分析可以促进切割面的自动修整，以暴露出期望的组织，以进行切片。

在一些实施例中，一个或多个光学传感器可以用于向控制器提供关于胶带2上切片的位置和质量的反馈。例如，靠近胶带2的背光部分的亮度传感器可以区分胶带2的空白部分和携带切片的部分。这可以提供胶带2上切片的大致位置，该位置可以用作控制器的输入，以用于各种目的，诸如运动控制。可以使用CCD成像器或类似设备来对切片进行成像，以提供关于转移质量的反馈。这些图像可以用于检查过程中的错误，诸如切片转移不完整、胶带2上的切片未对齐、胶带上存在切片修整废料等。在这些错误情况下，可以采用附加切片来替换有缺陷的切片。

还可以使用类似的光学方法来检查载玻片上的切片。传感器系统可以提供关于切片转移到载玻片的质量的反馈，并提醒控制器注意过程中的错误。相同或不同的光学传感器可以用于胶带和载玻片检查两者。

在一些实施例中，自动化胶带转移装置还可以包括用于用条形码或其他符号来标记载玻片和样本块以用于标识的自动化系统。可行的载玻片标记方法包括附上粘合打印标签、将标签蚀刻到材料上或将标签打印到专用位置。标签可以将载玻片链接到相关信息，诸如原始组织块和切片日期。样本块可以被类似地标记。为了配合预先标记的块，可以使用光学读取器(诸如条形码读取器)来读取块标签，以生成相关的载玻片标签。

系统还可以包括自动化质量控制系统，用于将切割组织与样本块上的组织进行比较，以确保切割组织在载玻片上正确标记，以匹配样本块。

注意，本文中使用的术语“组织切片”或“切割切片”构想到从样本块切下的初始切片可能不包含太多组织，因为它们可能包含上覆材料，例如石蜡或其他包埋介质。然而，正是组织切片(即，包含足够组织切片的胶带区域)，对组织病理学至关重要，这些都是选择转移到载玻片上的。可以以本文所描述的方式来提供确保这一点的特征。

胶带转移装置(系统)可以包括一个或多个自动化成像设备，诸如用于在自动化胶带馈送/推进过程的各个阶段拍摄照片的数码相机。可以在将切割切片转移到胶带时、在将切割切片转移到载玻片时和/或在该过程中的任何其他时间拍摄照片。这样的照片可以提供如本文所描述的视觉/质量控制。

还可以拍摄样本块(块面)的照片。例如，块面图像和胶带上切片图像之间的不匹配是切片过程中出现错误的提示。宏观图像在列出切片图像的数据库中的缩略图中很有用。这对于粗略确定切割时何时开始将切片转移到胶带上很有用。这些是除数码相机外在系统内对组织进行成像的各种方法。例如，显微CT可以用于构建石蜡内组织的3D模型。如果系统将块中组织的3D模型作为输入，它可以使用该信息来确定何时停止修整和切片。

在视觉/质量控制的另一方面，随着胶带推进通过装置，并且切片机从样品块上切下切片，并将切片粘附到胶带的粘合剂上，对包含转移到胶带的组织样本(切割切片)的每个胶带区域拍摄照片(或其他成像技术)，从而能够进行实时分析，以确保该切片已经正确地(即，完整地)转移到胶带上。利用相同的相机或成像设备，或替代地，利用另一相机或成像设备，当带有从样本块上切下的粘附切片的胶带推进到载玻片台，并且该切片被转移到载玻片上时，对包含样本的每个载玻片拍摄照片(或其他成像技术)，从而能够进行实时分析，以确保切片已经正确地(即，完整地)转移到载玻片上。以此方式，可以监控该过程，以确保在停止胶带馈送之前，足够的样本块切片被切割并转移到载玻片上，以进行病理学检查。在某些实施例中，如果已转移的切片不足，则可以将系统反转，并在与推进的初始方向相反的方向上展开胶带，以从样本块收集和转移更多的切片(样本)。另请注意，可以拍摄包含切割切片的每个胶带区域和每个载玻片的多个图像，以进行评估。本文所描述的照明和成像系统增强了该分析。

还可以存储来自照片的其他信息，以结合对块和切片的标记和跟踪来标识样本块、切片等。

在视觉控制系统的实现中，对包含由切片机从样本块上切下的切片(例如，组织切片)的每个胶带区域拍摄照片。然后，对照片进行分析，以确定切割切片是否正确转移到胶带上。在进一步的分析中，对照片进行评估，以确定样本块修整的结束(如下文所描述的)。一旦组织切片已经被转移到载玻片台(切片机的下游)内的载玻片上，也会拍摄载玻片的照片。对载玻片的照片进行分析，以确定组织切片是否正确转移到载玻片上。还可以对照片进行分析，以确定载玻片上是否包含足够的组织切片。照片还可以用于匹配样本块。如果切片不足够，例如，由于例如主要含有石蜡而没有包含足够的组织样本，则切片不会用于评估。本文所描述的照明和成像系统增强了这些分析。本文所描述的照明和成像系统增强了这些分析。

如果需要进一步使用和分析，可以将照片存储在数据库中，以供将来选择。

图28A、图28B、图28C、图29和图34示出了用于实现上述方法的自动化系统的示例实施例。然而，应当注意，上述方法和系统可以在手动组织切片过程或其他自动化组织切片过程中实现。

参考图28A和28B，在一些实施例中，提供自动化系统500，以实现从块到载玻片的自动化组织样本处理。系统500可以被设计成包括用于从组织块切割样本的第一部分。在一些实施例中，第一部分，例如如图28B所示，可以包括块处理器、至少一个切片机504、转移介质506(例如，胶带)、水合室508、以及块托盘510。块处理器、至少一个切片机504、转移介质506(例如，胶带)、水合室508、以及块托盘可以被设计为一起操作，以组织、面向、水合、切片来自组织块的生物样本，并使用系统和方法的任何组合将组织切片转移到载玻片上。

在一些实施例中，系统500可以包括转移介质506(例如，胶带)，以接收例如由切片切片机504从组织块切下的样本切片。转移介质506可以包括能够接收来自切片机504的切片样本并将切片样本传送到另一个位置的材料或表面的任何组合。在一些实施例中，转移介质506可以包括至少一个粘合表面，该粘合表面能够在切片样本从组织块切下之后，从切片机504移除、接收和/或传送切片样本。例如，转移介质506可以包括胶带的任何组合，诸如例如，胶带卷、开窗胶带等。转移介质506可以包括或以其他方式作为用于转移切片样本的较大机构的一部分。例如，转移介质106可以是缠绕在滑轮、轮子、线轴、传送器等组合上的胶带，该组合被设计成使转移介质506能够将其上的切片样本从一个位置移动到另一个。在不背离本公开的情况下，可以使用转移介质的任何其他组合。例如，转移介质506可以是具有脊、凹陷等的传送带，其被设计成用于抓取和保持切片样本。

在一些实施例中，转移介质506可以将切片样本从其表面转移到移动组件522，以将样本转移到载玻片上。移动组件522可以被设计成用于移除粘附在转移介质506上的样本，并将样本放置在一个或多个载玻片上。在一些实施例中，通过移动组件522转移可以包括分离实际组织样本材料，以将样本与非样本材料隔离。移动组件522可以使用系统或方法的任何组合来分离石蜡材料周围的整个或部分生物样本，从而仅将生物样本材料转移到载玻片上。例如，移动组件522可以取出要从转移介质506移除的生物样本的一部分。在一些实施例中，非样本材料(例如，石蜡材料)可以保留在转移介质506上，以与使用过的转移介质106一起丢弃。

继续参考图28A-图28C，系统500还可以包括第二部分，例如，如图28C所示，具有用于准备和提供载玻片以接收来自转移介质506(例如胶带)的从块(例如，在第一部分中)上切下的生物样本，并处理载玻片以进行分析的机构的组合。在一些实施例中，用于处理第二部分中的载玻片的机构组合可以包括载玻片粘合剂涂覆器512、载玻片打印机514、载玻片输入架516、载玻片分离器518和载玻片输出架520。这种结构的组合可以一起工作以准备载玻片，以接收样本、将样本固定在载玻片上、并将载玻片与样本一起递送/组织到架上，以供以后使用。在一些实施例中，可以在载玻片组件的存储夹内提供初始空白载玻片，以进行预处理。例如，载玻片组件可以包括用于存储多个空白载玻片的一个或多个载玻片输入架516。载玻片组件可以存储和组织大容量的载玻片，例如，200个载玻片。

在一些实施例中，载玻片分离器518可以被设计成用于从输入架116内的载玻片堆中抓取载玻片。载玻片分离器518可以包括能够拾取和传送载玻片的机构的任何组合。例如，载玻片分离器518可以是致动机械臂、台架等。在被处理之前，载玻片分离器518可以提供用于质量控制步骤的载玻片。在质量控制步骤中，可以对载玻片进行分析，以确保载玻片适合接收样本。例如，质量控制可以包括载玻片分离器518在相机的视野中传送载玻片，以提供图像数据用于图像处理，以标识载玻片的任何潜在问题、检查载玻片的取向、载玻片的状况等。如果载玻片未通过质量控制检查，则可以将其丢弃，如果通过，则可以在系统500内传送载玻片，以准备接收样本。在一些实施例中，载玻片可以被传送到载玻片打印机514，以接收打印在其上的标识信息。例如，关于样本类型、样本来源、样本日期等信息可以打印在载玻片上。标识信息可以包括机器可读和人类可读代码或文本的任何组合，以便可以正确标识和跟踪载玻片及其内容。例如，载玻片打印机514可以在载玻片上打印机器可读条形码，以标识载玻片编号、批次、内容等。

在一些实施例中，载玻片可以被传送到载玻片粘合剂涂覆器512，以被粘合剂材料涂覆。例如，载玻片粘合剂涂覆器512可以在载玻片上喷涂紫外线(UV)活化粘合剂、应用UV活化胶带、或粘合剂系统或方法的任何组合。在一些实施例中，粘合剂可以多层应用。可以应用多个层，使得载玻片接收均匀的粘合剂涂覆，以确保通过载玻片层清晰地观察。在一些实施例中，载玻片可以插入已经预处理或部分预处理的载玻片输入架516。

一旦载玻片已经由载玻片打印机514和载玻片粘合剂涂覆器512处理，载玻片就可以传送到转移介质106，以接收来自转移介质506的样本。例如，载玻片可以传送到移动组件522，以接收来自转移介质506(例如，胶带机构)的切片组织块样本。在一些实施例中，在将样本转移到载玻片之前，移动组件522可以包括用于执行图像处理的一个或多个相机，以确定转移介质506的样本是否适合粘附到载玻片上。例如，图像处理可以检查样本，以确定它是否适合放置在载玻片上。如果不适合，则可以丢弃样本，并且可以将转移介质506可以推进到下一个样本。当样本适合放置在载玻片上时，可以将其应用于载玻片。在一些实施例中，图像处理可以在样本已粘附到载玻片上以后对样本进行检查，以确定样本的放置是否具有足够的质量。例如，图像处理可以检查载玻片，以确定样本是否干净地粘附在载玻片上，没有气泡、撕裂、石蜡残留等。如果载玻片不合适，可以将载玻片丢弃而不是将其放入载玻片输出架520中。

在一些实施例中，完成的载玻片可以由分离器518传送，以存储在载玻片输出架520中。载玻片可以以预定顺序和/或组织方法存储在载玻片输出架520中，以便接下来使用载玻片的步骤可以容易地定位和移除载玻片。

如上所述，在一些实施例中，系统500可以包括例如在2020年2月22日提交的共同未决美国申请第62/980203号中公开的质量控制成像系统，该申请通过引用以其整体并入本文。

参考图29，在一些实施例中，系统500可以用于在自动化过程流程600中提供的阶段之后将样本从组织块转移到载玻片。图29示出了在图28A-图28C中提供的系统500中使用的块到载玻片步骤的过程流程。在步骤601处，样本组织块可以装载到系统500中。例如，一个或多个组织块，其中组织样本包埋在石蜡块中，可以装入托盘510中，并放置在系统500内。在步骤602处，样本组织块之一可以从托盘510移动到切片机504以进行面向。例如，组织块可以由处理器传送，并放置在面向切片机504的卡盘内以进行面向。在步骤603处，被面向的组织块可以被移动到水合室508以进行水合和冷却。例如，组织块可以由处理器传送，并在预定的时间段内放置在水合室508中。在已提供足够的水合之后，在步骤604处，可以将组织块移动到切片机504，以进行切片。例如，组织块可以由处理器传送，并放置在切片切片机504的卡盘内以进行抛光和切片。块可以提供给执行面向的同一切片机104或不同的切片机504。此后，可以将每个切片的样本转移到转移介质506。在步骤605处，可以将转移介质506上的切片样本转移到载玻片上。

在步骤601-605的同时或之后，可以执行步骤606-608来准备一个或多个载玻片，以与来自组织块的切片样品组合。在步骤606处，可以从一堆新的载玻片中选择和获得显微镜载玻片。例如，载玻片分离器518可以从存储在空白载玻片架516内的载玻片堆中选择并拉出载玻片。在步骤607处，可以在所选择的载玻片上打印标识信息。例如，载玻片可以放置在载玻片打印机514内，以便在其上打印机器可读条形码。在步骤608处，可以在所选择的载玻片上涂覆粘合剂材料。例如，载玻片可以放置在载玻片粘合剂涂覆器512内，以便在其上喷涂UV活化粘合剂。在步骤609处，组织样本可以从转移介质506转移到UV粘合剂涂覆的载玻片。附加地，在步骤609期间，可以对载玻片进行成像，以用于板载诊断、质量控制和样本跟踪。例如，可以使用一个或多个相机来捕获图像数据，该图像数据将由图像处理器处理，以达到预定质量阈值。一旦载玻片通过质量控制，在步骤610处，完成的组织切片可以移动到输出架520以进行存储，以供将来分析。

算法

图30的流程图示出了用于将组织切片转移到由切片机切割的胶带，并进一步将组织切片转移到载玻片的电机控制的自动化系统的步骤。例如，自动化系统可以包括可移动胶带或其他支撑/承载介质，并且组织切片由该装置自动转移到胶带。一旦系统、成像系统确定该块已如上所述被完全面向，以使得组织切片可以转移到胶带以供以后分析，则馈送机构被自动激活(或替代地，装置可以被设计为一旦块已完全面向，则用户将激活馈送机构)。如上所述，馈送机构的激活使胶带前进，该胶带朝样本块的切割面移动。接下来，辊(例如，辊构件)将胶带(例如，在使用粘合胶带的情况下，则将胶带的粘合侧)压到切割面上。然后，将辊向下推，使胶带覆盖整个切割面。线性致动器缩回其原始位置，以复位辊，以便随后将胶带应用到块上，以转移另一个切割切片。然后，切片机切割被胶带覆盖的切片(例如，沿着平行于或基本平行于切割面的平面)。胶带承载的切割切片被推到载玻片台，以与载玻片对齐。在由自动化装置将组织的切割切片转移到胶带上之后，组织切片随后由自动化装置传送到载玻片台处的载玻片上，并自动传送到载玻片上。载玻片辊将胶带上的切片压到载玻片上，并且该切片可以被层压到载玻片上。载玻片辊缩回其原始位置，胶带从载玻片上移开，使该切片留在载玻片上。重复图30的这些步骤，直到期望数量的样本切片已经被转移到胶带上，由切片机切割并转移到载玻片上。

如图30所示，在步骤700中，馈送机构被激活，以推进胶带。接下来，在步骤702中，线性致动器朝向样本块的切割面移动。在步骤704中，辊构件将胶带的粘合侧压到切割面上。然后，在步骤706中，辊构件向下推动以粘附胶带，以覆盖整个切割面。在步骤708中，线性致动器缩回以复位辊构件，以便随后应用粘合剂。在步骤710中，切片机切割被胶带覆盖的切片，并且在步骤712中，切割切片推进到载玻片台以与载玻片对齐。在步骤714中，载玻片辊将切片压到载玻片上，并且在步骤716中，切片被层压到载玻片上。可选地，在步骤717中，可以在组织块的基线图像和载玻片上的组织切片的图像之间进行比较，以确保组织块和组织切片之间的匹配。在步骤718中，载玻片辊缩回其原始位置。最终，在步骤720中，胶带从载玻片上移开，并被存储在卷取机构上。

在一些实施例中，可以为自动化系统的装备或组件检查提供质量控制系统。更具体地，可以利用软件算法，基于组织图像和投影图案的变化来确定组织转移系统是否按照制造规范工作。例如，这可以基于胶带上组织的图像。在替代变型中，可以将固定机器组件的地标特征用作参考，而不是投影图案，以确定组织取向变化。此类特征可以有助于设备预测性维护。如果一切都按照规范工作，则组织将被转移到同一标称位置的胶带上。如果组织转移位于完全不同的位置，则它可以提醒用户机器组件未对齐或未正常工作。例如，如果检测到不同的位置，这可能意味着需要对齐辊，转移之间的胶带张力需要相同，例如，张力传感器移位或传感器在不同点处跳闸、胶带到块涂敷器(applicator)的张力弹簧仍然没有指定的弹簧常数、用于转移的胶带没有相同的弹性常数和指定值等。应当理解，单个度量无法指向任何单独的原因，但它可以提醒技术人员组织转移线中存在需要修复的问题。然而，还可以构想，系统可以提供一种算法，该算法可以更具体地检测未对齐的来源，因此可以标识出需要调整的(多个)机器组件。

组织成像系统示出为与图25的胶带转移装置(系统)一起使用，图31的流程图示出了自动化胶带转移系统的步骤。请注意，单个成像设备(例如，数码相机)可以用于在切割切片转移到胶带的粘合剂附近拍摄照片。在自动操作过程中，可以将相同的相机重新定位到与载玻片台相邻的位置，以便在将切片转移到载玻片后拍摄载玻片的照片。替代地，可以在载玻片台内或附近提供不同的成像设备，以便在将切片转移到载玻片后拍摄照片。如上所述，图25的装置可以在将切割切片转移到胶带后以及将切割切片从胶带转移到载玻片后拍摄切割切片的照片，或者替代地，可以只在转移到胶带后或只在转移到载玻片后拍摄照片。此类照片可以在转移时、转移后或转移下游(在胶带推进经过胶带涂敷器或推进到载玻片台之后)拍摄。如果期望，也可以在胶带馈送期间的其他时间拍摄胶带和/或胶带切割切片的照片。

首先，在步骤730中，馈送机构被激活以推进胶带。在步骤732中，线性致动器朝向样本块的切割面移动。在步骤734中，辊构件将胶带的粘合侧压到切割面上，并且在步骤736中，辊构件向下推动以粘附胶带，以覆盖整个切割面。在步骤738中，线性制动器缩回以复位辊构件，以便随后应用粘合剂。在步骤740中，切片机切割被胶带覆盖的切片。在步骤742中，对被胶带覆盖的切割切片进行拍照，并且在步骤744中，切割切片推进到载玻片台，以与载玻片对齐。接下来，在步骤746中，确定组织是否足够。如果组织切片不足以转移到载玻片上，则在步骤748中，该切片不转移到载玻片上并保留在胶带上。在步骤758中，胶带从载玻片上移开，并且被存储在卷取机构上。如果组织切片足以转移到载玻片上，则在步骤750中，载玻片辊将切片压到载玻体上，在步骤752中，切片被层压到载玻片上，并在步骤754中，对载玻片上的切片进行拍照。最后，在步骤756中，载玻片辊缩回其原始位置，在步骤758中，胶带从载玻片上移开，并被存储在卷取机构上。

参考图31的流程图，在胶带(例如，胶带盒)被加载到馈送机构上之后，馈送机构436被激活以推进胶带，即，连续长度的胶带。线性致动器构件438朝向样本块的切割面移动。接下来，辊构件将胶带的粘合侧压到切割面上。然后，辊构件向下推动以粘附胶带，以覆盖整个切割面。线性致动器438缩回其原始位置以复位辊，以便随后将胶带应用到另一个样本。切片机切割被胶带覆盖的切片(例如，沿着平行于或基本平行于切割面的平面)。数码相机在转移时或转移后拍摄切割切片的照片。对照片进行分析，以确认正确转移到胶带。切割切片向下游推进到载玻片台440，以与载玻片对齐。此时，对照片进行分析，以确定是否已经从样本块上切下足够的组织切片，以转移到载玻片上。如果切片不足够，例如，由于例如主要含有石蜡而没有足够的组织样本，则切片不会转移到载玻片上并保留在胶带上。如果胶带区域包含足够的组织切片，则它准备好转移到载玻片上，并且载玻片辊将该切片压到载玻片上，然后通过上述各种方法将切片层压到载玻片上。在转移到载玻片上时或转移后拍摄切割切片和载玻片的照片。注意，照片可以在层压到载玻片之前或之后拍摄。注意，来自载玻片机的载玻片具有与样本块上的条形码或其他标识符相对应的条形码或其他标识系统。载玻片辊缩回其原始位置，胶带从载玻片上移开，并被存储在安装在卷取机构上的胶带盒的卷曲卷轴上。重复图31的这些步骤，直到切片机已经从样本块上切下期望数量的切片、转移到胶带上、并转移到载玻片上。在转移到胶带时和在转移到载玻片上以供在胶带馈送操作(质量控制)期间进行分析时，对这些切片中的每一个切片进行拍照。

图32的流程图适用于与图31的系统类似的系统，除了样本胶带从载带移除，如美国公开第2017/0003309号的系统中那样。根据图31和图32的流程图对照片的分析通过使用本文所描述的照明和视觉系统得到增强。

如图32所示，在步骤760中，馈送机构被激活以推进承载具有粘合剂的样本胶带的贴片的载带。接下来，在步骤762中，样本胶带与样本表面对齐。在步骤764中，辊移动以将样本胶带压到样本表面上，并且载带导轨现在处于“应用”位置。在步骤766中，载玻片辊缩回其初始位置。在步骤768中，载带导轨移动到“移除”位置，以将载带移出路径，并且载带从样本胶带分离。在步骤770中，切片机切割样本的部分，并且在步骤722中，对胶带上的切割切片进行拍照。接下来，在步骤774中，带有附接部分的样本胶带推进到载玻片台，以与载玻片对齐。接下来，在步骤776中，确定组织是否足够。如果组织切片不足以转移到载玻片上，则在步骤778中，该切片不转移到载玻片上并保留在样本胶带上。如果组织切片足以转移到载玻片上，则在步骤780中，载玻片辊将切片压到载玻片上，在步骤782中，样本胶带被移除，并且在步骤784中，切片被层压到载玻片上。最后，在步骤786中，对载玻片上的切片进行拍照。

如上所述，自动化系统具有基于图像的质量控制系统，以将样本块的块面上的组织与转移到载玻片上的组织切片进行比较。一个或多个成像设备获取块面的(多个)数字图像，一个或多个成像设备获取组织切片转移并保留在其上的载玻片上的组织切片的数字图像，并且样本块和载玻片的图像进行比较以确定地匹配项目。也就是说，来自样本块的图像和来自包含组织切片的载玻片的图像进行比较，以确定匹配的存在或不存在。这为在承载组织块的盒和载玻片上提供的条形码提供了备份系统。以此方式，如果确认条形码匹配，则自动化装置通过图像比较执行双重检查。因此，质量控制不依赖于人的评估。

为了实现这种质量控制，在一些实施例中，提供了三个特征：1)放置一系列图像捕获设备，以捕获期望的组织图像；2)创建对比度，以改善组织和石蜡(或其他包埋材料)之间的数字图像的差异，以便于比较/分析；以及3)稳定地(牢固地)地保持组织块和载玻片以最小化，或在一些实施例中，完全防止块和载玻片的移动，从而增强成像。下面讨论这些特征中的每个特征。

自动化系统可以包括计算机系统，用于从面向块的相机和面向载玻片的相机收集图像，并使用软件对来自块面和载玻片的图像进行比较。软件算法从每个图像中确定组织的轮廓，并比较两个图像。如果需要，可以存储图像以供以后比较。

计算机系统可以具有决策算法来确定来自块面和载玻片的图像是否匹配。决策算法具有标识从其捕获图像的样本块和载玻片的知识。决策算法验证样本是否也具有匹配标识。如本文所述，匹配标识可以涉及匹配组织轮廓。如本文所述，如图17A和图17B中的示例所示，匹配标识还可以涉及匹配样本块和载玻片上的条形码。

可以提供各种类型的成像设备。注意，术语“成像设备”和“图像捕获设备”在本文中可互换地使用，并且为了方便起见，以数码相机的形式讨论和示出，然而，应当理解，还构想了用于捕获图像的各种设备和方法，包括例如，X射线、红外、断层扫描、显微CT成像、OCT相机等。可以提供单个成像设备，但替代地，可以在样本块附近和接收组织切片的载玻片附近提供多个成像设备，以增强图像。注意，当图像捕获设备获取块的图像时，图像捕获设备(例如，数字成像设备，诸如数码相机)可以在入射光上具有滤光器，以增强清晰度。

成像系统可以包括盒，该盒包括要成像的对象和成像硬件，以防止相机捕获到杂散光。

在一些实施例中，具有清晰和高对比度图像的另一方面是最小化图像捕获设备和对象之间的振动。自动化系统可以包括将要被切片的组织块稳定地保持在多个相机前的机构。当使用对振动敏感的相机时，这通过减少样本块的振动来增强图像，因为这种振动会使图像模糊，并通过使组织比较更加困难而降低图像后处理工具的性能。样本块通过伺服电机固定就位，伺服电机实时监测样本的位置。在一个实施例中，样本块通过高惯量安装支架固定到位，该安装支架与图像捕获设备附接到同一参考框架。还构想了用于稳定地保持样本块的其他机构。

同样，为了提供“第二”图像的清晰和高对比度图像，即，载玻片上的切割组织切片，图像捕获设备和载玻片之间的振动被最小化。因此，与如上所述保持样本块类似，自动化系统可以包括将包含切割组织样本的载玻片稳定地(牢固地)保持在多个相机前面的机构。这种稳定的保持通过减少载玻片的振动来增强图像，因为这种振动会使图像模糊，并且通过使组织比较更加困难而降低图像后处理工具的性能。在成像过程中，载玻片可以通过载玻片支架牢固地保持在载玻片台内。替代地，可以将诸如安装支架之类的机构并入作为载玻片台的一部分。

现在将结合图33的流程图来描述一个实施例的自动化系统的系统和方法。所描述的方法是一种自动化生物组织切片设备，其处理石蜡包埋的生物组织并在玻璃基板上产生薄切片。薄切片经进一步处理后适合在显微镜下分析。在方法中，块面上的组织形状与载玻片上的组织轮廓进行比较。这发生在全自动化组织切片设备的上下文下，并提供自动化质量控制能力。因此，该系统为自动化生物组织切片设备提供输入和输出产品比较，从而对切割和放置在载玻片上的生物组织进行质量控制。

如图33所示，在步骤790中，对样本块进行拍照，并且在步骤792中，馈送机构被激活，以推进胶带。在步骤794中，线性致动器朝向样本块的切割面移动。接下来，在步骤796中，辊构件将胶带的粘合侧压到切割面上。然后，在步骤798中，辊构件向下推动以粘附胶带，以覆盖整个切割面。在步骤800中，线性制动器缩回以复位辊构件，以便随后应用粘合剂。在步骤802中，切片机切割被胶带覆盖的切片，在步骤804中，载玻片辊将切片压到载玻片上，并且在步骤806中，切片被层压到载玻片上。最后，在步骤808中，对载玻片上的切片拍摄图像。在步骤810中，载玻片辊缩回其原始位置，在步骤812中，胶带从载玻片上移开，以用于存储在卷取机构上。在步骤814中，切片图像与样本块图像进行比较，以确认匹配。可选地，在步骤815中，可以在组织块的基线图像和切片图像之间进行比较，以确保组织块和组织切片之间的匹配。在步骤816中，载玻片上的条形码与样本块上的条形码进行比较，以确认匹配。

更具体地，参考图31的流程图，除了添加质量控制外，步骤类似于结合图31的流程图所描述的系统。图31的系统也没有确定是否应该将组织转移到载玻片上的质量控制步骤，然而，质量控制系统可以与执行这些步骤的系统一起使用。在图31的初始步骤中，用数码相机拍摄样本块的一个或多个照片。初始照片可以在激活馈送机构之前或激活馈送机构之后拍摄。图像被存储用于与过程中以后拍摄的图像进行比较，即，在转移到载玻片(或转移到胶带)之后。接下来，该方法包括：朝向样本块的切割面移动胶带、将胶带压到切割面上，以将切割面粘附到表面上(例如，切割面的整个表面)、通过切片机切割组织切片、将胶带上的切割组织切片推进到载玻片台、将胶带切片压到载玻片上、以及将该切片层压到载玻片上。根据质量控制系统，由数码相机拍摄载玻片上的组织切片的图像(在层压之前或之后)。切片图像与样本块图像进行比较，以确认匹配。载玻片上的条形码也与样本块上的条形码进行比较，以确认匹配。图17A中示出了样本块和载玻片上的组织切片之间的切片比较，其中将包含包埋在石蜡中的组织的样本块顶部的拍摄图像与载玻片上的组织切片进行比较。单个载玻片上的条形码与样本块背面的条形码进行比较，如图17B所示，图17B示出了载玻片和石蜡块的标识比较。注意，条形码比较可以在组织图像比较之前或之后执行。

注意，流程图中的步骤提供了使用质量控制系统的一个实施例，应当理解，这些步骤不需要按照图33的方框的确切顺序来执行。

应当领会，结合图33的方法描述的质量控制系统可以包括当组织切片已经转移到胶带上时拍摄胶带照片的质量控制系统。在没有这种胶带切片转移照片检查的情况下，也可以使用用于阳性验证的标识匹配的质量控制系统。标识匹配的质量控制系统可以与本文所描述的任何装置/系统和方法一起使用。

应当领会，单个相机或多个相机(或其他成像设备)可以用于样本块、切割切片和/或载玻片图像和/或胶带图像。此外，还可以设想，固定的或可移动的单个相机(或其他成像设备)可以用于拍摄样本块、胶带和/或载玻片的图像。

注意，可以拍摄样本块的多个图像，以对每个载玻片的图像进行1-1比较。例如，在切割每个切片之前，可以拍摄块面的图像，以便与包括该特定切割切片的载玻片进行比较。替代地，可以只拍摄样本块的单个基本图像和几个基本图像，以用于与每个载玻片的图像进行比较。

根据质量控制系统的另一方面，对载玻片的图像进行处理，以检查气泡或撕裂，即，寻找伪影以确认将切割组织切片正确转移到载玻片。如果存在气泡，则可以扔掉该载玻片。注意，在这种伪影质量控制系统的第二级中，如果检测到伪影，则系统接下来将确定伪影是在组织上还是在石蜡上。如果在组织上，可以丢弃载玻片；如果在石蜡上，载玻片仍然可以使用，因为它不会影响组织分析。在一些实施例中，除了本文所描述的样本块/载玻片图像比较质量控制系统之外，还可以利用这种伪影质量控制系统。

如上所述，在本文所公开的各种上实施例中，可以设想，在特定应用中，可以将多个切片转移到单个载玻片上。还可以设想，在一些实施例中，并非所有切片(或载玻片)都被染色。对于遗传分析，肿瘤特异性组织切片通常在空白或未染色的切片上进行，以保存DNA，因为染色会破坏DNA。然而，常规组织和肿瘤之间的对比度很差，因为在显微镜下未染色的切片主要是透明的。在本文所公开的系统中，在一些实施例中，载玻片台可以包括交替的染色和未染色的载玻片。也就是说，由于本文所公开的跟踪方法，通过将未染色切片(载玻片)放置在染色切片(载玻片)旁边，并检测切片在胶带上的位置，从而检测载玻片，可以对未染色的载玻片进行遗传分析。因此，几乎与未染色载玻片相同的染色载玻片将提供区域/坐标，以从未染色载玻片中挑选材料。这是可实现的，因为通常切割切片为5微米厚，约为细胞大小的1/2。

如本文所描述的，在胶带馈送周期的各个阶段拍摄照片以用于进行实时分析。除了以上所讨论的光学传感器或作为以上所讨论的光学传感器的替代，这些照片可以用于提供转移到胶带的切片质量或转移到载玻片的切片质量的反馈。

在一些实施例中，收集的任何图像和条形码关联都可以与实验室信息管理系统(LIMS)同步。在获取图像/光谱或做出决策时，这些图像/光谱/决策可以进入LIMS。因此，本文所公开的质量控制系统可以促进这种集成。

自动化系统可以包括计算机系统，以收集和分析由成像系统2收集的成像数据。如果需要，可以存储图像以供以后分析或比较。计算机系统可以具有决策算法来确定(在二进制分析中)来自块面、胶带或载玻片的图像是否示出组织异常。

任何合适的计算系统都可以用于实现本文所描述的计算设备和方法/功能，并且可以通过修改硬件、软件和固件将其转换成用于执行本文所描述的操作和特征的特定系统，其方式远不止是在通用计算设备上执行软件，如本领域技术人员将领会的。图34描绘了这种计算设备900的一个说明性示例。计算设备900只是合适的计算环境的说明性示例，并且绝不限制本发明的范围。如图34所示，“计算设备”可以包括“工作站”、“服务器”、“笔记本电脑”、“台式计算机”、“手持设备”、“移动设备”，“平板计算机”其他计算设备，如本领域技术人员将理解的。考虑到出于说明性目的而描绘计算设备900，本发明的实施例可以以任何数量的不同方式利用任何数量的计算设备900来实现本发明的单个实施例。因此，本发明的实施例不限于单个计算设备900，如本领域技术人员将理解的，也不限于示例计算设备900的单一类型的实现或配置。

计算设备900可以包括总线910，总线910可以直接或间接地耦合到以下说明性组件中的一个或多个：存储器912、一个或多个处理器914、一个或多个呈现组件916、输入/输出组件920、以及电源924。本领域技术人员将理解，总线910可以包括一个或多个总线，诸如地址总线、数据总线或其任何组合。本领域技术人员附加地将理解，取决于特定实施例的预期应用和用途，这些组件中的多个可以由单个设备实现。类似地，在一些实例中，单个组件可以由多个设备实现。因此，图34仅仅是说明性的示例性计算设备，该示例性计算设备可以用于实现本发明的一个或多个实施例，并且决不限制本发明。

计算设备900可以包括各种计算机可读介质或与之交互。例如，计算机可读介质可以包括随机存取存储器(RAM)；只读存储器(ROM)；电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)；闪存存储器或其他存储器技术；CDROM、数字多功能盘(DVD)或其他光学或全息介质；磁带盒、磁带、磁盘存储或可以用于对信息进行编码并且可以由计算设备900访问的其他磁存储设备。

存储器912可以包括易失性和/或非易失性存储器形式的计算机存储介质。存储器912可以是可移除的、不可移除的、或其任何组合。示例性硬件设备是诸如硬盘驱动器、固态存储器、光盘驱动器等设备。计算设备900可以包括一个或多个处理器，该一个或多个处理器从诸如存储器912、各种I/O组件920等组件读取数据。(多个)呈现组件916向用户或其他设备呈现数据指示。示例性呈现组件包括显示设备、扬声器、打印组件、振动组件。

I/O端口918可以使计算设备800逻辑地耦合到其他设备，诸如I/O组件920。I/O组件920中的一些可以内置在计算设备900中。此类I/O组件920的示例包括麦克风、操纵杆、录音设备、游戏板、卫星天线、扫描仪、打印机、无线设备、网络设备等。

虽然上述描述包含许多细节，但这些细节不应被解读为是对本公开范围的限制，而仅作为其优选实施例的示例。本领域技术人员将设想在本公开的范围和精神内的许多其他可能的变型。

Claims (62)

1.一种用于面向组织块的方法，所述方法包括：

对组织块进行成像，以生成所述组织块的成像数据，所述组织块包括包埋在包埋材料中的组织样本；

基于所述成像数据，估计所述组织块的深度轮廓，其中所述深度轮廓包括所述包埋材料的要被移除以将所述组织样本暴露于预定标准的的厚度；以及

移除所述包埋材料的所述厚度以将所述组织样本暴露于所述预定标准。

2.如权利要求1所述的方法，进一步包括：

从包括包埋在包埋材料中的组织样本的组织块逐渐移除一个或多个切片；

对所述一个或多个切片进行成像，以生成与所述一个或多个切片相关联的成像数据；以及

基于所述成像数据，确认所述组织块暴露于所述预定标准。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述组织块用结构光来进行成像，以确定所述深度轮廓。

4.一种用于面向组织块的方法，所述方法包括：

从包括包埋在包埋材料中的组织样本的组织块逐渐移除一个或多个切片；

对从所述组织块移除的所述一个或多个切片进行成像，以生成与所述一个或多个切片相关联的成像数据；以及

基于所述成像数据，确定何时从所述组织块移除了足够数量的所述一个或多个切片，以将所述组织样本暴露于预定标准。

5.如权利要求4所述的方法，还包括在移除所述一个或多个切片之前对所述组织块进行成像，以生成所述组织样本的基线成像数据。

6.如权利要求5所述的方法，还包括根据所述基线成像数据确定所述组织样本的预期轮廓、大小或形状。

7.如权利要求5所述的方法，还包括根据所述基线成像数据确定所述包埋材料的深度轮廓，以移除足够量的所述包埋材料，以将所述组织样本暴露于所述预定标准。

8.如权利要求5所述的方法，还包括用UV范围内的结构光照射所述组织块。

9.如权利要求5所述的方法，还包括将包括组织样本的所述切片的所述成像数据与所述基线成像数据进行比较，以确定所述组织样本何时已经充分暴露。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述切片的所述成像数据包括所述组织块上、转移介质上或载玻片上的所述一个或多个切片的成像数据。

11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述一个或多个切片中的所述组织样本的轮廓、大小和形状被与从所述基线成像数据预期的所述组织样本的轮廓、大小或形状进行比较。

12.如权利要求4所述的方法，还包括通过视差、焦点或光场成像中的一者或多者来确定深度轮廓。

13.如权利要求4所述的方法，还包括增加所述组织样本和所述包埋材料之间的对比度。

14.一种用于面向组织块的方法，所述方法包括：

从包括包埋在包埋材料中的组织样本的组织块移除一厚度的所述包埋材料，所述包埋材料的所述厚度被配置成用于将所述组织样本暴露于预定标准；

在移除所述厚度之后，从所述组织块逐渐移除一个或多个切片；

对从所述组织块移除的所述一个或多个切片进行成像，以生成与所述一个或多个切片相关联的成像数据；以及

根据所述成像数据，确认所述组织块已经暴露于所述预定标准。

15.一种组织学系统，包括：

切片机，所述切片机被配置成用于从组织块逐渐移除一个或多个切片，所述组织块包括包埋在包埋材料中的组织样本；以及

视觉系统，所述视觉系统与所述切片机相关联，并且所述视觉系统包括：

照明系统，所述照明系统被配置成用于照射所述组织块，所述组织块包括包埋在包埋材料中的组织样本；

成像系统，所述成像系统被配置成用于对所述组织块进行成像，以生成与所述组织块相关联的成像数据；以及

处理器，所述处理器与所述视觉系统通信，所述处理器被编程以用于接收所述成像数据并基于所述成像数据来确定所述组织块何时已由所述切片机充分面向。

16.如权利要求15所述的组织学系统，其特征在于，所述处理器被进一步编程以用于通过识别暴露组织样本的量来确定所述组织块何时已被充分面向。

17.如权利要求15所述的组织学系统，其特征在于，所述处理器被进一步编程以用于根据基线成像数据确定所述组织样本的预期轮廓、大小或形状，所述基线成像数据通过在从所述组织块中移除所述一个或多个切片之前用结构光对所述组织块进行成像而生成。

18.如权利要求15所述的组织学系统，其特征在于，所述照明系统被配置成用于用结构光照射所述组织块。

19.如权利要求17所述的组织学系统，还包括转移介质，所述转移介质用于将包括组织样本的一个或多个切片从所述组织块转移到一个或多个载玻片，并且其中所述处理器被进一步编程以用于将所述组织块上、所述转移介质上、或所述一个或多个载玻片上的所述一个或多个切片与基线成像数据进行比较，所述基线成像数据通过在从所述组织中移除所述一个或多个切片之前用UV光对所述组织块进行成像而生成。

20.一种视觉系统，包括：

照明系统，所述照明系统被配置成用于照射组织块，所述组织块包括包埋在包埋材料中的组织样本；

成像系统，所述成像系统被配置成用于对所述组织块进行成像，以生成所述组织块的成像数据；以及

处理器，所述处理器与所述成像系统通信，所述处理器被编程以用于接收所述成像数据并基于所述成像数据来确定所述组织样本对预定标准的暴露。

21.一种用于组织学系统中质量控制的方法，所述方法包括：

接收包括包埋在包埋材料中的组织样本的组织块；

对所述组织块进行成像，以创建所述组织块的组织切片中的所述组织样本的第一成像数据；

从所述组织块移除所述组织切片，所述组织切片包括所述组织样本的一部分；

对所述组织切片进行成像，以创建所述组织切片中的所述组织样本的第二成像数据；以及

将所述第一成像数据与所述第二成像数据进行比较，以基于一个或多个质量控制参数确认所述第一成像数据和所述第二成像数据中的所述组织样本的对应。

22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，如果所述第一成像数据和所述第二成像数据中的所述组织样本中的一个或多个质量控制参数不存在对应，则所述组织切片是非确认的。

23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述一个或多个质量控制参数包括所述组织样本的形状、所述组织样本的大小、或者一个或多个机械损伤中的一者或多者。

24.如权利要求21所述的方法，还包括使用转移介质将所述组织切片转移到载玻片上，并且所述第二成像数据包括所述转移介质上的所述组织切片的成像数据或所述载玻片上的所述组织切片的成像数据。

25.如权利要求24所述的方法，还包括将所述第一成像数据、所述转移介质上的所述组织切片的所述成像数据或所述载玻片上的所述组织切片的所述成像数据中的至少两者进行比较。

26.如权利要求23所述的方法，其特征在于，如果所述第一成像数据和所述第二成像数据中的所述组织样本中的所述形状或所述大小不存在对应，则所述组织切片是非确认的。

27.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述一个或多个机械损伤选自由撕裂、切碎、刀痕、起皱、开裂、气泡、组织样本不足、组织样本不完整组成的组。

28.如权利要求27所述的方法，还包括如果在所述第二成像数据中的所述组织样本中存在一个或多个机械损伤，但在所述第一成像数据中不存在，则标识为非确认的组织切片。

29.如权利要求28所述的方法，还包括调整与移除所述组织切片相关联的一个或多个操作参数，以校正一个或多个机械损伤。

30.如权利要求28所述的方法，还包括如果在所述第一成像数据和所述第二成像数据中的所述组织切片中不存在机械损伤，则批准所述组织切片。

31.如权利要求28所述的方法，还包括如果在所述第一成像数据和所述第二成像数据两者中都存在一个或多个机械损伤，则拒绝所述组织切片。

32.如权利要求21所述的方法，其特征在于，所述成像步骤中的一者或两者包括用UV光照射所述组织样本，并用可见光范围相机对所述组织样本进行成像，以创建所述第一成像数据或所述第二成像数据。

33.如权利要求21所述的方法，还包括照射所述组织切片，以增强所述组织样本和所述组织样本中的所述包埋材料之间的对比度。

34.如权利要求21所述的方法，其特征在于所述成像步骤中的一者或两者包括：

在一个或多个波长范围内对组织切片进行成像；

创建所述组织切片的成像数据；

基于所述彩色成像数据中的颜色和强度信息从所述包埋材料中分割所述组织切片；以及

标识所述组织切片中所述组织样本的大小、形状或边缘。

35.如权利要求21所述的方法，还包括在移除所述一个或多个切片之前对所述组织块进行成像，以生成所述组织样本的基线成像数据。

36.如权利要求34所述的方法，还包括用UV光照射所述组织块。

37.如权利要求34所述的方法，还包括将所述第一成像数据、所述第二成像数据或两者与所述基线成像数据进行比较。

38.如权利要求34所述的方法，还包括将所述第一成像数据、所述第二成像数据或它们两者中的所述组织样本的轮廓、大小或形状与从所述基线成像数据预期的所述组织样本的轮廓、大小或形状进行比较。

39.一种视觉系统，所述视觉系统包括：

照明系统，所述照明系统被配置成用于照射组织切片；

成像系统，所述成像系统被配置成用于创建由所述照明系统照射的所述组织切片的成像数据；以及

处理器，所述处理器与所述成像系统通信，以接收所述成像数据并基于所述成像数据执行一个或多个质量控制分析。

40.如权利要求38所述的视觉系统，其特征在于，所述一个或多个质量控制分析是以下各项中的一项或多项：组织块和载玻片上的所述组织切片的比较分析；所述组织切片的机械属性的分析；所述组织样本的充足性分析；或者载玻片上样本呈现的分析。

41.一种组织学系统，包括：

切片机，所述切片机被配置成用于从组织块产生一个或多个组织切片；

转移系统，所述转移系统被配置成用于将所述一个或多个组织切片从所述切片机转移到一个或多个载玻片；

视觉系统，所述视觉系统包括：

照明系统，所述照明系统被配置成用于照射组织样本；

成像系统，所述成像系统被配置成用于创建由所述照明系统照射的所述组织切片的成像数据；以及

处理器，所述处理器与所述成像系统通信，以接收所述成像数据并基于所述成像数据执行一个或多个质量控制分析。

42.如权利要求40所述的组织学系统，其特征在于，所述一个或多个质量控制分析是以下各项中的一项或多项：组织块上的组织切片、所述转移系统上的所述组织切片和载玻片上的所述组织切片中的至少两个的比较分析；所述组织切片的机械属性的分析；所述组织样本的充足性分析；或者载玻片上样本呈现的分析。

43.一种系统，所述系统包括：

信息读取器，所述信息读取器被配置成用于读取与组织块相关联的标识数据；

切片机，所述切片机被配置成用于从所述组织块切割一个或多个组织切片；

一个或多个载玻片，所述一个或多个载玻片用于接收所述一个或多个组织切片；以及

打印机，所述打印机被配置成用于接收所述标识数据，并在从所述组织块切割所述一个或多个组织切片后打印用于所述一个或多个载玻片的一个或多个标签，所述一个或多个标签包括将所述一个或多个载玻片上的所述一个或多个组织切片与所述组织块相关联的信息。

44.如权利要求42所述的系统，还包括转移介质，所述转移介质被配置成用于将所述一个或多个组织切片从所述切片机转移到所述一个或多个载玻片。

45.如权利要求43所述的系统，其特征在于，所述转移介质包括指示所述一个或多个组织切片的所述标识数据的标记，所述标记被配置成用于将所述一个或多个组织切片与所述组织块相关联。

46.如权利要求43所述的系统，还包括转移介质标记设备，所述转移介质标记设备用于使用指示所述一个或多个组织切片的所述标识数据的标记来标记所述转移介质，所述标记被配置成用于将所述一个或多个组织切片与所述组织块相关联。

47.如权利要求42所述的系统，还包括可视化系统，所述可视化系统被配置成用于跟踪从所述切片机到所述一个或多个载玻片的所述一个或多个组织切片。

48.如权利要求46所述的系统，其特征在于，所述可视化系统被配置成用于在所述一个或多个载玻片上的所述一个或多个组织切片与所述组织块的一个或多个图像或转移介质上的所述切片的图像之间进行比较。

49.如权利要求47所述的系统，其特征在于，所述可视化系统被配置成用于在所述一个或多个载玻片上、所述组织块上或所述转移介质上的所述一个或多个组织切片与所述组织块中的组织样本的基线图像之间进行比较，所述基线图像通过在从所述组织块移除所述一个或多个切片之前用UV光对所述组织块进行成像而生成。

50.如权利要求48所述的系统，其特征在于，所述比较基于所述一个或多个组织切片中的所述组织样本的大小、形状和轮廓。

51.如权利要求46所述的系统，其特征在于，所述可视化系统被配置成用于读取所述载玻片上的所述一个或多个标签，并确认它们与所述样本块上的所述标识数据的关联。

52.如权利要求42所述的系统，其特征在于，所述打印机为所述一个或多个样本独立地打印所述标签。

53.一种系统，所述系统包括：

信息读取器，所述信息读取器被配置成用于从组织块读取标识数据；

切片机，所述切片机被配置成用于从所述组织块切割一个或多个组织切片；

转移介质，所述转移介质被配置成用于将所述一个或多个组织切片转移到一个或多个载玻片；

打印机；以及

处理器，所述处理器被配置成用于接收所述标识数据，使得所述切片机切割所述一个或多个组织切片，然后使得所述打印机打印用于所述一个或多个载玻片的一个或多个标签，所述一个或多个标签包括将所述一个或多个载玻片上的所述一个或多个组织切片与所述组织块相关联的信息。

54.如权利要求53所述的系统，其特征在于，所述转移介质包括指示所述一个或多个组织切片的所述标识数据的标记，所述标记被配置成用于将所述一个或多个组织切片与所述组织块相关联。

55.如权利要求53所述的系统，还包括转移介质标记设备，所述转移介质标记设备用于使用指示所述一个或多个组织切片的所述标识数据的标记来标记所述转移介质，所述标记被配置成用于将所述一个或多个组织切片与所述组织块相关联。

56.如权利要求53所述的系统，还包括可视化系统，所述可视化系统被配置成用于跟踪从所述切片机到所述一个或多个载玻片的所述一个或多个组织切片。

57.如权利要求53所述的系统，还包括可视化系统，所述可视化系统被配置成用于在所述一个或多个载玻片上的所述一个或多个组织切片与所述组织块上的所述一个或多个切片之间进行比较。

58.如权利要求56所述的系统，其特征在于，所述比较基于所述一个或多个组织切片中的组织的大小和边缘。

59.一种用于在组织切片中跟踪样本的方法，所述方法包括：

从组织块读取标识数据；

从所述组织块切割第一组一个或多个组织切片；

在进行切割之后，打印用于一个或多个载玻片的一个或多个标签，所述一个或多个标签包括将所述一个或多个载玻片上的所述一个或多个组织切片与所述组织块相关联的信息；以及

将所述一个或多个组织切片转移到一个或多个载玻片，并用所述一个或多个标签标记所述一个或多个载玻片。

60.如权利要求58所述的方法，还包括，将所述载玻片上的所述一个或多个组织切片与所述块上的所述一个或多个组织切片进行比较，以确认所述一个或多个载玻片上的所述一个或多个组织切片与所述组织块的关联。

61.如权利要求58所述的方法，还包括，仅在所述第一组一个或多个组织切片被放置在所述一个或多个载玻片上并用所述一个或多个标签标记之后，才切割第二组一个或多个组织切片。

62.如权利要求58所述的方法，还包括，将所述一个或多个载玻片上的所述一个或多个组织切片与所述组织块中的组织样本的基线图像进行比较，所述基线图像通过在从所述组织块移除所述一个或多个切片之前用UV光对所述组织块进行成像而生成。

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