CN116609332B - 新型组织胚胎病理切片全景扫描系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于扫描成像技术领域，公开了新型组织胚胎病理切片全景扫描系统，其包括多个光源通道，光源通道用于提供多角度照射光；载物台包括外环与内圆盘，内圆盘上用于放置组织胚胎病理切片，载物台下部设置光传感器，载物台被配置可驱动组织胚胎病理切片机动转动，上位机与载物台的控制电路及光传感器均电连接，光传感器用于采集组织胚胎病理切片的第一次取景图像，光传感器还用于将组织胚胎病理切片的第一次取景图像发送给上位机，基于第一次取景图像给载物台发送转动命令，载物台还用于执行转命令将组织胚胎病理切片平面旋转，光传感器还采集组织胚胎病理切片的平面旋转之后第二次取景图像，基于第一次取景图像与第二次取景图像完成全景扫描。
Description
技术领域
本发明属于扫描成像技术领域，具体地说，涉及新型组织胚胎病理切片全景扫描系统。
背景技术
现有技术中，在组织胚胎病理切片的全景扫描中，为了避免因为病理切片存在景深的问题，以及在显微镜观测中因为病理切变的倾斜导致需要调整Z轴来聚焦的问题。现有技术（如图1，光源通道100，载物台200，组织胚胎病理切片300，光传感器400）公开了通过多个角度的光对病理切片照射，然后采用波长扫描技术让图像采集传感器在短时间内采集多帧图像进而实现不需要人手调节的情况下对病理片的全景扫描。不过，这类技术仍然存在一些问题，核心问题在于，即便采用了多个角度的光的照射，也不能够在一次的拍摄中，或者一段连续的拍摄中完全采集全景图像，这是因为，即便有多个角度的光照射，通常仍然存在病理切片部分区域因为结构特殊的原因不能够被照射到的情况。所以这种技术所采集的全景图像仍然存在较大瑕疵。
发明内容
本发明采用技术方案的基本构思：
新型组织胚胎病理切片全景扫描系统，包括多个光源通道，光源通道设置在载物台上方，光源通道用于提供多角度照射光；所述载物台包括外环与内圆盘，内圆盘上用于放置组织胚胎病理切片，载物台下部设置光传感器，所述载物台被配置可以驱动组织胚胎病理切片机动转动，还包括上位机，上位机与载物台的控制电路及光传感器均电连接，光传感器用于采集组织胚胎病理切片的第一次取景图像，光传感器还用于将组织胚胎病理切片的第一次取景图像发送给上位机，上位机用于基于第一次取景图像给载物台发送转动命令，载物台还用于执行转动命令将组织胚胎病理切片平面旋转，光传感器还用于采集组织胚胎病理切片的平面旋转之后第二次取景图像，上位机还用于基于第一次取景图像与第二次取景图像完成全景扫描。
进一步上位机用于基于第一次取景图像给载物台发送转动命令，具体包括，上位机基于第一次取景图像计算第一次取景图像对应的光照分布数据，然后通过第一次取景图像对应的光照分布数据计算第二次取景的图像光照拟定分布数据，根据第二次取景的图像光照拟定分布数据计算确定转动命令对应的转动角度，载物台执行转动命令将组织胚胎病理切片平面旋转具体指载物台按照转动命令对应的转动角度将组织胚胎病理切片平面旋转。
进一步第一次取景图像对应的光照分布数据具体指将第一次取景最终处理的图像灰度化，将灰度图划分坐标区域，然后根据灰度图计算每一个最小单位目标区域的代表像素值，根据坐标相近度及代表像素值加权计算分界参数Q，确定由最小单位目标区域构成的中等单位区域的边界，然后划分出不同的中等单位区域，然后根据中等单位区域的像素分布特点区分每一个最小单位目标区域之中是否存在不充分光照区，然后将所有的不充分光照区的坐标数据集合即得到对应的光照分布数据；所述根据坐标相近度及代表像素值加权计算分界参数Q具体为，确定最小单位目标区域，最小单位目标区域与中等单位区域之中的其他每一个最小单位目标区域均具有确定的坐标距离，假定第一最小单位目标区域与第二最小单位目标区域距离定义为一个最小单位长度L1，定义第一最小单位目标区域与第二最小单位目标区域代表像素值差值为a-b，则第一最小单位目标区域与第二最小单位目标区域单独的分界参数q为L1*(a-b)，然后按照同样方法计算第一最小单位目标区域与中等单位区域之中的其他每一个最小单位目标区域单独的分界参数q，所有单独的分界参数q的总和即根据坐标相近度及代表像素值加权计算的分界参数Q。
进一步通过第一次取景图像对应的光照分布数据计算第二次取景的图像光照拟定分布数据即确定一个转动角度，使得原有的第一次取景图像中所有的不充分光照区在第二次取景的图像中能够尽可能被充分光照。
进一步所述光源通道与光源模块通过导光介质联通，光源模块包括宽谱光源、滤光器和分光器。
进一步所述载物台包括外环与内圆盘，内圆盘的边缘为内边缘，内边缘环周固定微型永磁体，外环环周固定微型电磁体，所述载物台被配置可以驱动组织胚胎病理切片机动转动具体为，将所有外环上微型电磁体的电磁控制电路全部集成形成载物台的控制电路，通过控制载物台的控制电路选择性控制外环上微型电磁体开关状态、顺序和电路电流大小以驱动内圆盘的转动，进而驱动内圆盘承载的组织胚胎病理切片转动。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明在不需要Z轴调节的基础上实现了一次旋转就能对全景图像进行深度特征和丰富特征采集扫描的效果。
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
附图说明
图1为现有技术之中组织胚胎病理切片全景扫描系统结构图。
图2为本发明新型组织胚胎病理切片全景扫描系统结构图。
图3为本发明的细节结构图。
图4为本发明示意处理图像中最小单位目标区域与中等单位目标区域关系图。
图中，光源通道100；载物台200；组织胚胎病理切片300；光传感器400；光源模块500；上位机600；内圆盘201；内边缘202；外环203。
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，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明。
本发明新型组织胚胎病理切片全景扫描系统，如图2，包括多个光源通道100，光源通道100设置在载物台200上方，光源通道100用于提供多角度照射光；所述光源通道100与光源模块500通过导光介质（比如，光纤）联通，光源模块500包括宽谱光源、滤光器和分光器，如图3，所述载物台200包括外环203与内圆盘201，内圆盘201的边缘为内边缘202，内边缘202环周固定微型永磁体，外环203环周固定微型电磁体，所述载物台200被配置可以驱动组织胚胎病理切片300机动转动具体为，将所有外环203上微型电磁体的电磁控制电路全部集成形成载物台200的控制电路，通过控制载物台200的控制电路选择性控制外环203上微型电磁体开关状态、顺序和电路电流大小以驱动内圆盘201的转动，进而驱动内圆盘201承载的组织胚胎病理切片300转动（实施中内圆盘201的非边缘部分采用玻璃材质），内圆盘上用于放置组织胚胎病理切片300，载物台200下部设置光传感器400，所述载物台200被配置可以驱动组织胚胎病理切片300机动转动，还包括上位机600，上位机600与载物台200的控制电路及光传感器400均电连接，光传感器400用于采集组织胚胎病理切片300的第一次取景图像，光传感器400还用于将组织胚胎病理切片300的第一次取景图像发送给上位机600，上位机600用于基于第一次取景图像给载物台200发送转动命令，具体包括，上位机600基于第一次取景图像计算第一次取景图像对应的光照分布数据，然后通过第一次取景图像对应的光照分布数据计算第二次取景的图像光照拟定分布数据，根据第二次取景的图像光照拟定分布数据计算确定转动命令对应的转动角度，载物台200执行转动命令将组织胚胎病理切片300平面旋转具体指载物台200按照转动命令对应的转动角度将组织胚胎病理切片300平面旋转；第一次取景图像对应的光照分布数据具体指将第一次取景最终处理的图像灰度化，将灰度图划分坐标区域，然后根据灰度图计算每一个最小单位目标区域的代表像素值，根据坐标相近度及代表像素值加权计算分界参数Q，确定由最小单位目标区域构成的中等单位区域的边界，然后划分出不同的中等单位区域，然后根据中等单位区域的像素分布特点区分每一个最小单位目标区域之中是否存在不充分光照区，然后将所有的不充分光照区的坐标数据集合即得到对应的光照分布数据；结合如图4，第一次取景图像对应的光照分布数据具体指将第一次取景最终处理的图像灰度化，将灰度图划分坐标区域，然后根据灰度图计算每一个最小单位目标区域（比如B）的代表像素值（比如B区域内所有像素值的总和），根据坐标相近度及代表像素值加权计算分界参数Q（比如对于最小单位目标区域a，最小单位目标区域a与中等单位区域A之中的其他每一个最小单位目标区域均具有确定的坐标距离，比如最小单位目标区域a与最小单位目标区域b距离定义为一个最小单位长度L1，假设最小单位目标区域a与最小单位目标区域b代表像素值差值为a-b，则最小单位目标区域a与最小单位目标区域b单独的分界参数q为L1*(a-b)，然后计算a与中等单位区域A之中的其他每一个最小单位目标区域单独的分界参数q，所有单独的分界参数q的总和即根据坐标相近度及代表像素值加权计算的分界参数Q，根据分界参数Q与第一阈值比较可以判别对应的最小单位目标区域a是否为边界），确定由最小单位目标区域构成的中等单位区域（比如A）的边界，然后划分出不同的中等单位区域，然后根据中等单位区域的像素分布特点区分每一个最小单位目标区域之中是否存在不充分光照区（具体的如果中等单位区域的某一个最小单位目标区域之中不存在边界且该最小单位目标区域代表像素值低于第二阈值，则判断该最小单位目标区域之中存在不充分光照区），然后将所有的不充分光照区的坐标数据集合即得到对应的光照分布数据（将所有的不充分光照区的坐标数据集合即能够确定哪些区域没有被光照充分辐射）；
通过第一次取景图像对应的光照分布数据计算第二次取景的图像光照拟定分布数据即确定一个转动角度，使得原有的第一次取景图像中所有的不充分光照区在第二次取景的图像中能够尽可能被充分光照；载物台200还用于执行转动命令将组织胚胎病理切片300平面旋转，光传感器400还用于采集组织胚胎病理切片300的平面旋转之后第二次取景图像，上位机600还用于基于第一次取景图像与第二次取景图像完成全景扫描。
本发明在不需要Z轴调节的基础上实现了一次旋转就能对全景图像进行深度特征和丰富特征采集扫描的效果。
需要保护的实施例之中，本发明公开了：新型组织胚胎病理切片全景扫描系统，包括多个光源通道100，光源通道100设置在载物台200上方，光源通道100用于提供多角度照射光；所述载物台200包括外环与内圆盘，内圆盘上用于放置组织胚胎病理切片300，载物台200下部设置光传感器400，所述载物台200被配置可以驱动组织胚胎病理切片300机动转动，还包括上位机600，上位机600与载物台200的控制电路及光传感器400均电连接，光传感器400用于采集组织胚胎病理切片300的第一次取景图像，光传感器400还用于将组织胚胎病理切片300的第一次取景图像发送给上位机600，上位机600用于基于第一次取景图像给载物台200发送转动命令，载物台200还用于执行转动命令将组织胚胎病理切片300平面旋转，光传感器400还用于采集组织胚胎病理切片300的平面旋转之后第二次取景图像，上位机600还用于基于第一次取景图像与第二次取景图像完成全景扫描。
优选地，上位机600用于基于第一次取景图像给载物台200发送转动命令，具体包括，上位机600基于第一次取景图像计算第一次取景图像对应的光照分布数据，然后通过第一次取景图像对应的光照分布数据计算第二次取景的图像光照拟定分布数据，根据第二次取景的图像光照拟定分布数据计算确定转动命令对应的转动角度，载物台200执行转动命令将组织胚胎病理切片300平面旋转具体指载物台200按照转动命令对应的转动角度将组织胚胎病理切片300平面旋转。
进一步优选地，第一次取景图像对应的光照分布数据具体指将第一次取景最终处理的图像灰度化，将灰度图划分坐标区域，然后根据灰度图计算每一个最小单位目标区域的代表像素值，根据坐标相近度及代表像素值加权计算分界参数Q，确定由最小单位目标区域构成的中等单位区域的边界，然后划分出不同的中等单位区域，然后根据中等单位区域的像素分布特点区分每一个最小单位目标区域之中是否存在不充分光照区，然后将所有的不充分光照区的坐标数据集合即得到对应的光照分布数据，根据坐标相近度及代表像素值加权计算分界参数Q具体为，确定最小单位目标区域，最小单位目标区域与中等单位区域之中的其他每一个最小单位目标区域均具有确定的坐标距离，假定第一最小单位目标区域与第二最小单位目标区域距离定义为一个最小单位长度L1，定义第一最小单位目标区域与第二最小单位目标区域代表像素值差值为a-b，则第一最小单位目标区域与第二最小单位目标区域单独的分界参数q为L1*(a-b)，然后按照同样方法计算第一最小单位目标区域与中等单位区域之中的其他每一个最小单位目标区域单独的分界参数q，所有单独的分界参数q的总和即根据坐标相近度及代表像素值加权计算的分界参数Q。
进一步优选地，通过第一次取景图像对应的光照分布数据计算第二次取景的图像光照拟定分布数据即确定一个转动角度，使得原有的第一次取景图像中所有的不充分光照区在第二次取景的图像中能够尽可能被充分光照。
优选地，所述光源通道100与光源模块500通过导光介质联通，光源模块500包括宽谱光源、滤光器和分光器。
优选地，所述载物台200包括外环203与内圆盘201，内圆盘201的边缘为内边缘202，内边缘202环周固定微型永磁体，外环203环周固定微型电磁体，所述载物台200被配置可以驱动组织胚胎病理切片300机动转动具体为，将所有外环203上微型电磁体的电磁控制电路全部集成形成载物台200的控制电路，通过控制载物台200的控制电路选择性控制外环203上微型电磁体开关状态、顺序和电路电流大小以驱动内圆盘201的转动，进而驱动内圆盘201承载的组织胚胎病理切片300转动。
本发明中上位机的功能的程序代码存储在机器可读介质，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。为了提供与用户的交互，可以在计算机上实施此处描述的上位机，该计算机具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给计算机。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。
Claims (4)
1.新型组织胚胎病理切片全景扫描系统，其特征在于，包括多个光源通道，光源通道设置在载物台上方，光源通道用于提供多角度照射光；所述载物台包括外环与内圆盘，内圆盘上用于放置组织胚胎病理切片，载物台下部设置光传感器，所述载物台被配置可以驱动组织胚胎病理切片机动转动，还包括上位机，上位机与载物台的控制电路及光传感器均电连接，光传感器用于采集组织胚胎病理切片的第一次取景图像，光传感器还用于将组织胚胎病理切片的第一次取景图像发送给上位机，上位机用于基于第一次取景图像给载物台发送转动命令，载物台还用于执行转动命令将组织胚胎病理切片平面旋转，光传感器还用于采集组织胚胎病理切片的平面旋转之后第二次取景图像，上位机还用于基于第一次取景图像与第二次取景图像完成全景扫描；所述上位机用于基于第一次取景图像给载物台发送转动命令，具体包括，上位机基于第一次取景图像计算第一次取景图像对应的光照分布数据，然后通过第一次取景图像对应的光照分布数据计算第二次取景的图像光照拟定分布数据，根据第二次取景的图像光照拟定分布数据计算确定转动命令对应的转动角度，载物台执行转动命令将组织胚胎病理切片平面旋转具体指载物台按照转动命令对应的转动角度将组织胚胎病理切片平面旋转；第一次取景图像对应的光照分布数据具体指将第一次取景最终处理的图像灰度化，将灰度图划分坐标区域，然后根据灰度图计算每一个最小单位目标区域的代表像素值，根据坐标相近度及代表像素值加权计算分界参数Q，确定由最小单位目标区域构成的中等单位区域的边界，具体根据分界参数Q与第一阈值比较可以判别对应的最小单位目标区域是否为边界，然后划分出不同的中等单位区域，然后根据中等单位区域的像素分布特点区分每一个最小单位目标区域之中是否存在不充分光照区，如果中等单位区域的某一个最小单位目标区域之中不存在边界且该最小单位目标区域代表像素值低于第二阈值，则判断该最小单位目标区域之中存在不充分光照区，然后将所有的不充分光照区的坐标数据集合即得到对应的光照分布数据；所述根据坐标相近度及代表像素值加权计算分界参数Q具体为，确定最小单位目标区域，最小单位目标区域与中等单位区域之中的其他每一个最小单位目标区域均具有确定的坐标距离，假定第一最小单位目标区域与第二最小单位目标区域距离定义为一个最小单位长度L1，定义第一最小单位目标区域与第二最小单位目标区域代表像素值差值为a-b，则第一最小单位目标区域与第二最小单位目标区域单独的分界参数q为L1*(a-b)，然后按照同样方法计算第一最小单位目标区域与中等单位区域之中的其他每一个最小单位目标区域单独的分界参数q，所有单独的分界参数q的总和即根据坐标相近度及代表像素值加权计算的分界参数Q。
2.根据权利要求1所述的新型组织胚胎病理切片全景扫描系统，其特征在于，通过第一次取景图像对应的光照分布数据计算第二次取景的图像光照拟定分布数据即确定一个转动角度，使得原有的第一次取景图像中所有的不充分光照区在第二次取景的图像中能够尽可能被充分光照。
3.根据权利要求1所述的新型组织胚胎病理切片全景扫描系统，其特征在于，所述光源通道与光源模块通过导光介质联通，光源模块包括宽谱光源、滤光器和分光器。
4.根据权利要求1所述的新型组织胚胎病理切片全景扫描系统，其特征在于，所述载物台包括外环与内圆盘，内圆盘的边缘为内边缘，内边缘环周固定微型永磁体，外环环周固定微型电磁体，所述载物台被配置可以驱动组织胚胎病理切片机动转动具体为，将所有外环上微型电磁体的电磁控制电路全部集成形成载物台的控制电路，通过控制载物台的控制电路选择性控制外环上微型电磁体开关状态、顺序和电路电流大小以驱动内圆盘的转动，进而驱动内圆盘承载的组织胚胎病理切片转动。
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