CN117434709A - 类器官定位控制系统及其控制方法 - Google Patents
类器官定位控制系统及其控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117434709A CN117434709A CN202311747128.XA CN202311747128A CN117434709A CN 117434709 A CN117434709 A CN 117434709A CN 202311747128 A CN202311747128 A CN 202311747128A CN 117434709 A CN117434709 A CN 117434709A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- objective lens
- organoid
- lens assembly
- module
- stage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 210000002220 organoid Anatomy 0.000 title claims abstract description 166
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 62
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 claims abstract description 72
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 44
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 27
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 23
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 7
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 28
- 230000008569 process Effects 0.000 description 18
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 17
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 210000000813 small intestine Anatomy 0.000 description 2
- 210000004504 adult stem cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 1
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 210000001778 pluripotent stem cell Anatomy 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B21/00—Microscopes
- G02B21/34—Microscope slides, e.g. mounting specimens on microscope slides
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B21/00—Microscopes
- G02B21/02—Objectives
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B21/00—Microscopes
- G02B21/36—Microscopes arranged for photographic purposes or projection purposes or digital imaging or video purposes including associated control and data processing arrangements
- G02B21/361—Optical details, e.g. image relay to the camera or image sensor
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Microscoopes, Condenser (AREA)
Abstract
本发明公开了一种类器官定位控制系统及其控制方法,类器官定位控制系统包括显微镜和控制单元,控制单元包括控制模块和存储模块,控制模块用于向第一驱动装置、第二驱动装置和第三驱动装置输出驱动信号,存储模块与控制模块通信,存储模块构造成载物台和物镜组件分别运动至满足预设条件的位置时被触发,以用于至少记录并存储载物台的当前坐标和物镜组件的当前坐标,控制模块还用于在被触发时根据存储模块存储的坐标信息输出驱动信号,以使载物台和物镜组件再次运动至与坐标信息对应的位置。类器官定位控制系统可以实现对生长中的目标类器官进行定点定位的跟踪拍摄、跟踪观察、跟踪记录等,节省时间。
Description
技术领域
本发明涉及类器官培养技术领域,尤其是涉及一种类器官定位控制系统及其控制方法。
背景技术
在进行类器官的培养时,通常是由单细胞或者细胞团,逐渐培养成具有一定形态结构的类器官,细胞形态存在从2D到3D的生长过程;在此期间,随着细胞的生长增殖分化,其在显微镜下的形态也会发生巨大的变化,难以通过过往拍摄的影像记录进行准确辨认,或者即使能通过过往拍摄的影像记录进行准确辨认也需要花费较长的时间。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明提出一种类器官定位控制系统,所述类器官定位控制系统可以实现对生长中的目标类器官进行定点定位的跟踪拍摄、跟踪观察、跟踪记录等,节省时间。
本发明还提出一种类器官定位控制系统的控制方法。
根据本发明第一方面实施例的类器官定位控制系统,包括:显微镜,所述显微镜包括载物台、物镜组件、第一驱动装置、第二驱动装置和第三驱动装置,所述第一驱动装置用于驱动所述载物台沿第一方向往复移动,所述第二驱动装置用于驱动所述载物台沿第二方向往复移动,所述第三驱动装置用于驱动所述物镜沿第三方向往复移动,所述第二方向与所述第一方向相交,所述第三方向分别与所述第一方向和所述第二方向垂直;控制单元,所述控制单元包括控制模块和存储模块,所述控制模块用于向所述第一驱动装置、所述第二驱动装置和所述第三驱动装置输出驱动信号,所述存储模块与所述控制模块通信,所述存储模块构造成所述载物台和所述物镜组件分别运动至满足预设条件的位置时被触发,以用于至少记录并存储所述载物台的当前坐标和所述物镜组件的当前坐标,所述控制模块还用于在被触发时根据所述存储模块存储的坐标信息输出驱动信号,以使所述载物台和所述物镜组件再次运动至与所述坐标信息对应的位置。
根据本发明实施例的类器官定位控制系统,可以实现对生长中的目标类器官进行定点定位的跟踪拍摄、跟踪观察、跟踪记录等,即操作人员利用显微镜观察生长中的类器官时能快速定位细胞位置并能在后续再次重复溯回,无需操作人员重复找寻、辨认跟上次观察位置的视野区域相同的观察位置,节省操作时间,提升对类器官生长过程的跟踪便利性;可见,追踪单个类器官生长时,便于寻找观察视野,节省时间。
在一些实施例中,所述存储模块用于在被触发时根据所述控制模块输出的驱动信号记录并存储所述载物台和所述物镜组件的坐标信息。
在一些实施例中,所述存储模块构造成能被触发多次,所述存储模块还用于在每次被触发时记录并存储与坐标信息对应的时刻,所述控制模块用于根据所述存储模块存储的所述坐标信息和时刻信息输出驱动信号,以使所述载物台和所述物镜组件再次先后依次运动至对应位置;或者,所述存储模块还用于在每次被触发时记录并存储与坐标信息对应的编号,所述控制模块用于根据所述存储模块存储的所述坐标信息和编号信息输出驱动信号,以使所述载物台和所述物镜组件再次先后依次运动至对应位置。
在一些实施例中,所述控制单元还包括第一测量模块和处理模块,所述第一测量模块用于测量与所述坐标信息对应的目标类器官的生长尺寸,所述处理模块与所述第一测量模块通信且用于根据对应同一所述坐标信息的多次测量结果生成生长曲线。
在一些实施例中,所述处理模块与所述存储模块通信,且所述处理模块还用于根据生长曲线判断目标类器官的生长状态是否异常,如果是,所述存储模块删除对应的所述坐标信息。
在一些实施例中,所述处理模块与所述控制模块通信,所述物镜组件包括多个不同倍率的物镜,所述显微镜还包括第四驱动装置,所述第四驱动装置用于驱动所述物镜组件转动以切换不同的所述物镜正对所述载物台,所述控制模块用于向所述第四驱动装置输出驱动信号,所述存储模块构造成被触发时记录所述物镜组件的转动角度,所述处理模块还用于根据所述第一测量模块的测量结果判断是否切换所述物镜组件的倍率,如果是,所述控制模块向所述第四驱动装置输出驱动信号以使另一个所述物镜正对所述载物台,且向所述第三驱动装置输出驱动信号以调整所述物镜组件的坐标信息,所述存储模块被触发以更新与所述载物台当前坐标对应的所述物镜组件的当前坐标和转动角度。
在一些实施例中,所述显微镜还包括摄像装置,所述控制单元还包括显示模块,所述摄像装置与所述显示模块通信,所述摄像装置被构造成所述载物台和所述物镜组件分别运动至满足所述预设条件的位置时被触发,以采集所述显微镜的视野区域的图像并反馈至所述显示模块。
在一些实施例中,所述显微镜还包括识别单元,所述识别单元与所述存储模块通信,且用于识别所述显微镜的视野区域内目标类器官的位置,所述预设条件为所述目标类器官处于所述视野区域的中心位置。
在一些实施例中,所述识别单元构造成,所述识别单元与所述控制模块通信,且所述控制模块控制所述载物台和所述物镜组件第n次运动至与所述坐标信息对应的位置时,所述识别单元识别所述目标类器官的位置,并在所述载物台的当前位置不满足所述预设条件时触发所述控制模块调整所述载物台的位置,同时触发所述存储模块更新与所述物镜组件当前坐标对应的所述载物台的当前坐标,n为正整数且大于等于2。
根据本发明第二方面实施例的类器官定位控制系统的控制方法,所述类器官定位控制系统为根据本发明上述第一方面实施例的类器官定位控制系统,所述控制方法包括:S1、设置坐标原点,并以第一方向、第二方向和第三方向建立空间坐标系,所述第二方向与所述第一方向相交,所述第三方向分别与所述第一方向和所述第二方向垂直;S2、控制显微镜的载物台和物镜组件分别运动,并判断所述载物台和所述物镜组件是否运动至满足预设条件的位置;S3、如果是,则记录并存储所述载物台的当前坐标和所述物镜组件的当前坐标;S4、根据存储的坐标信息控制所述载物台和所述物镜组件再次运动至与所述坐标信息对应的位置。
根据本发明实施例的类器官定位控制系统的控制方法,可以实现对生长中的目标类器官进行定点定位的跟踪拍摄、跟踪观察、跟踪记录等,即操作人员利用显微镜观察生长中的类器官时能快速定位细胞位置并能在后续再次重复溯回,无需操作人员重复找寻、辨认跟上次观察位置的视野区域相同的观察位置,节省操作时间,提升对类器官生长过程的跟踪便利性;可见,追踪单个类器官生长时,便于寻找观察视野,节省时间。
在一些实施例中,步骤S3包括:根据所述载物台和所述物镜组件的运动路径记录并存储所述载物台和所述物镜组件的坐标信息。
在一些实施例中,在步骤S1和步骤S4之间,步骤S2和步骤S3交替循环,且步骤S3包括:记录并存储与坐标信息对应的时刻或编号,步骤S4包括:根据存储的信息控制所述载物台和所述物镜组件再次先后依次运动至对应位置。
在一些实施例中,所述控制方法还包括:所述载物台和所述物镜组件每次运动至满足所述预设条件的位置,测量对应目标类器官的生长尺寸,并根据对应同一所述坐标信息的多次测量结果生成生长曲线。
在一些实施例中,所述控制方法还包括:根据生长曲线判断目标类器官的生长状态是否异常,如果是,所述存储模块删除对应的所述坐标信息。
在一些实施例中,所述物镜组件包括多个不同倍率的物镜,所述显微镜还包括第四驱动装置,所述第四驱动装置用于驱动所述物镜组件转动以切换不同的所述物镜正对所述载物台,所述控制模块用于向所述第四驱动装置输出驱动信号,所述存储模块构造成被触发时记录所述物镜组件的转动角度,所述控制方法还包括:根据测量结果判断是否切换所述物镜组件的倍率,如果是,切换另一个所述物镜正对所述载物台,且调整所述物镜组件的坐标信息并更新与所述载物台当前坐标对应的所述物镜组件的当前坐标和转动角度。
在一些实施例中,所述控制方法还包括:如果所述载物台和所述物镜组件运动至满足所述预设条件的位置,则采集所述显微镜的视野区域的图像并反馈进行显示。
在一些实施例中,所述控制方法还包括:识别所述显微镜的视野区域内的目标类器官是否处于所述视野区域的中心位置;如果是,则判断所述载物台和所述物镜组件运动至满足所述预设条件的位置。
在一些实施例中,所述控制方法还包括:所述载物台和所述物镜组件第n次运动至与所述坐标信息对应的位置时,识别所述目标类器官的位置,并在所述载物台的当前位置不满足所述预设条件时调整所述载物台的位置,同时更新与所述物镜组件当前坐标对应的所述载物台的当前坐标,n为正整数且大于等于2。
本发明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,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是根据本发明一些实施例的类器官定位控制系统的示意图;
图2是根据本发明一些实施例的显微镜的示意图;
图3是图2中所示的显微镜的另一个示意图;
图4是图2中所示的载物台、第一驱动装置和第二驱动装置的示意图;
图5是根据本发明一些实施例的类器官定位控制系统的控制方法流程示意图;
图6是根据本发明另一些实施例的类器官定位控制系统的控制方法流程示意图;
图7是根据本发明再一些实施例的类器官定位控制系统的控制方法流程示意图;
图8是小鼠小肠传代后定点追踪拍摄示意图,图8(a)为第零天的拍摄图,图8(b)为第一天的拍摄图,图8(c)为第二天的拍摄图,图8(d)为第三天的拍摄图。
附图标记:
100类器官定位控制系统、
1显微镜、11载物台、111卡板、112限位结构、12物镜组件、121物镜、13第一驱动装置、14第二驱动装置、15第三驱动装置、16摄像装置、17第四驱动装置、18螺母、
2控制单元、21控制模块、211控制盒、212摇杆组件、2121摇杆、22存储模块、23显示模块、24第一测量模块、25处理模块、3识别单元。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然,它们仅仅为示例,并且目的不在于限制本发明。此外,本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外,本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子,但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。
在本申请实施例的描述中,术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
下面,参考附图,描述根据本发明实施例的类器官定位控制系统100。
类器官定位控制系统100包括显微镜1和控制单元2,显微镜1和控制单元2通信,以便将显微镜1的当前状态反馈至控制单元2,且控制单元2能改变显微镜1的当前状态。
如图1-图4所示,显微镜1包括载物台11、第一驱动装置13和第二驱动装置14,第一驱动装置13用于驱动载物台11沿第一方向往复移动,以调整载物台11在第一方向上的位置,第二驱动装置14用于驱动载物台11沿第二方向往复移动,以调整载物台11在第二方向上的位置,第二方向与第一方向相交。可见,载物台11可以在由第一方向和第二方向形成的平面坐标系内移动,以改变载物台11在上述平面坐标系内的坐标。
示例性地,第一方向与第二方向垂直,则第一方向和第二方向可以形成平面直角坐标系。当然,在其他示例中,第一方向与第二方向还可以不垂直,使得第一方向和第二方向可以形成斜坐标系。
显微镜1还包括物镜组件12和第三驱动装置15,第三驱动装置15用于驱动物镜组件12沿第三方向往复移动,以调整物镜组件12在第三方向上的位置,第三方向分别与第一方向和第二方向垂直。可见,物镜组件12的移动方向与上述平面坐标系垂直,则载物台11在该平面坐标系内运动时,即可改变载物台11与物镜组件12在第一方向和/或第二方向上的相对位置,从而调整显微镜1的视野区域对应的范围;而物镜组件12沿第三方向移动,可以改变载物台11与物镜组件12在第三方向上的相对位置,从而调整显微镜1的视野区域的大小、实现物镜组件12的升降调焦等,以便更好地观察类器官的生长状态。
示例性地,第一方向为左右方向,第二方向为前后方向,第三方向为上下方向,则载物台11和物镜组件12均在上述三个方向形成的空间直角坐标系内运动,以调整两者的相对位置。
如图1-图5所示,控制单元2包括控制模块21,控制模块21用于向第一驱动装置13、第二驱动装置14和第三驱动装置15输出驱动信号,以实现对第一驱动装置13、第二驱动装置14和第三驱动装置15的控制,从而实现对载物台11和物镜组件12的位置调控;控制单元2还包括存储模块22,存储模块22与控制模块21通信,存储模块22构造成载物台11和物镜组件12分别运动至满足预设条件的位置时被触发,以用于至少记录并存储载物台11的当前坐标和物镜组件12的当前坐标,控制模块21还用于在被触发时根据存储模块22存储的坐标信息输出驱动信号,以使载物台11和物镜组件12再次运动至与坐标信息对应的位置,则控制模块21被触发时可以输出驱动信号,以使载物台11和物镜组件12再次运动至满足上述预设条件的位置,以便操作人员再次对与该位置对应的视野区域内的类器官进行拍摄、观察、记录等,从而实现对生长中的类器官进行定点定位的跟踪拍摄、跟踪观察、跟踪记录等,即操作人员利用显微镜1观察生长中的类器官时能快速定位细胞位置并能在后续再次重复溯回,无需操作人员重复找寻、辨认跟上次观察位置的视野区域相同的观察位置,节省操作时间,提升对类器官生长过程的跟踪便利性。
可以理解的是,载物台11的当前坐标和物镜组件12的当前坐标,可以是在第一方向、第二方向和第三方向形成的空间坐标系中的坐标,该空间坐标系的坐标原点可以为空间中的任意位置。而载物台11的当前坐标,可以是载物台11在当前位置下其上任一点的坐标,例如载物台11中心位置的当前坐标;物镜组件12的当前坐标,可以是物镜组件12在当前位置下其上任一点的坐标,例如物镜组件12中心位置的当前坐标。
简言之,控制模块21不仅能控制载物台11和物镜组件12的位置,还能与存储模块22配合,以利用存储模块22能存储载物台11的坐标和物镜组件12的坐标的功能,来将载物台11和物镜组件12再次控制驱动至满足预设条件的位置。
例如,以预设条件为显微镜1的视野区域内能观察到目标类器官为例:在观察生长中的类器官时,第零天操作人员可以通过操控控制模块21实现对载物台11和物镜组件12位置的操控,找寻需要观察记录的细胞位置对应的视野区域,便于进行拍摄等;在找寻过程中,操作人员通过显微镜1的目镜或者通过与显微镜1通信的其他显示部件(例如后文所述的控制单元2的显示模块23)查看显微镜1视野区域内的情况,如果操作人员发现载物台11和物镜组件12移动至相应位置时恰好能满足观察记录需求,则存储模块22被触发以至少记录并存储载物台11的当前坐标和物镜组件12的当前坐标;第一天操作人员需要对类器官的生长状态继续观察记录,则控制模块21可以被触发以根据存储模块22在第零天存储的坐标信息输出驱动信号,以使载物台11和物镜组件12再次运动至第零天中对应的位置,以使显微镜1的观察状态与第零天中的观察状态相同,以便对第零天观察到的对应细胞进行进一步的观察记录,以更好了解生长状态;同样,第二天控制模块21还可以被再次触发以根据存储模块22在第零天存储的坐标信息输出驱动信号,以使载物台11和物镜组件12再次运动至第零天中对应的位置,以便对对应细胞进行进一步的观察记录;同样,第三天、第四天、第五天…依次类推,无论在后续哪天的观察,均能通过控制单元2将载物台11和物镜组件12还原至第零天中记录的对应位置,直至完成整个观察记录过程。
需要说明的是,控制模块21可以由操作人员操控以使载物台11和物镜组件12实现对整个细胞板进行找寻;或者,控制模块21还可以构造成自动控制载物台11和物镜组件12沿预设轨迹运动,以实现对整个细胞板进行自动扫描。此外,存储模块22的被触发的方式本申请不做具体限制。例如,存储模块22构造成被自动触发,则类器官定位控制系统100还能用于判断载物台11和物镜组件12是否运动至满足预设条件的位置,如果是,则触发存储模块22来至少记录并存储载物台11中心位置的当前坐标和物镜组件12中心位置的当前坐标(比如类器官定位控制系统100还包括后文所述的识别单元3,识别单元3与存储模块22通信,识别单元3用于判断载物台11和物镜组件12是否运动至满足预设条件的位置,如果识别单元3识别到载物台11和物镜组件12运动至满足预设条件的位置,则反馈至存储模块22,并触发存储模块22以至少记录并存储载物台11的当前坐标和物镜组件12的当前坐标);又例如,存储模块22构造成被人为触发,则操作人员判断载物台11和物镜组件12是否运动至满足预设条件的位置,如果操作人员判断载物台11和物镜组件12运动至满足预设条件的位置,则操作人员触发存储模块22以至少记录并存储载物台11的当前坐标和物镜组件12的当前坐标。
目前,在第一次拍摄时记录好拍摄视野在孔板上的位置,在下次拍摄时据此找寻大致位置,再比照着上次拍摄的照片定位对应视野范围,非常之费时费力。一些技术中,采用“定点追踪法”:在点板种完细胞后,于培养有类器官的细胞板底部,用记号笔人工做出一枚较小的污点,以便于在显微镜下寻找辨认出对应的视野;虽然上述定点追踪法解决了寻找定位耗时长的问题,但如此一来又产生了新的问题:拍照记录的同时,也会把污点一并记录入影像中,影响最终产生结果的效果;甚至有可能所需的生长状态极佳的类器官,恰好生长于污点之上,无法进行拍照记录。还有一些技术中,通过多视野扫描大量图片再人工识别并获取单视野细胞子图像集,据此得到单视野细胞中各自单细胞的位置信息,最后再根据位置信息人工对所述多视野细胞扫描拼合图像进行子图像位置标定;通过对比识别连续扫描拍摄图像中的各个细胞,最终寻找到标定细胞在视野中的位置。
根据本发明实施例的类器官定位控制系统100,可以实现对生长中的目标类器官进行定点定位的跟踪拍摄、跟踪观察、跟踪记录等,即操作人员利用显微镜1观察生长中的类器官时能快速定位细胞位置并能在后续再次重复溯回,无需操作人员重复找寻、辨认跟上次观察位置的视野区域相同的观察位置,节省操作时间,提升对类器官生长过程的跟踪便利性;可见,追踪单个类器官生长时,便于寻找观察视野,节省时间。
此外,类器官通常指利用成体干细胞或多能干细胞进行体外三维(3D)培养而形成的具有一定空间结构的组织类似物,本申请实施例不仅记录载物台11的坐标信息,还记录物镜组件12的坐标信息,以更好地满足类器官在第三方向上的观察记录需求。
在一些实施例中,存储模块22用于在被触发时根据控制模块21输出的驱动信号记录并存储载物台11和物镜组件12的坐标信息,而控制模块21输出的驱动信号可以记录载物台11和物镜组件12自初始位置运动至目标位置的路径,而初始位置的坐标预先知晓,则便于存储模块22记录载物台11和物镜组件12的当前坐标。由此,无需增设其他部件即可快速、准确获取载物台11和物镜组件12的坐标信息,有利于简化类器官定位控制系统100的结构。
可选地,控制模块21可以构造成:控制模块21通电开启时向第一驱动装置13和第二驱动装置14输出驱动信号,以使载物台11运动至第一初始位置,在第一初始位置,载物台11的中心位置即为坐标原点;由此,在后续观察过程中,便于使得存储模块22根据控制模块21输出的驱动信号获取载物台11的运动路径,从而记录并存储载物台11当前所处位置的坐标信息。当然,第一初始位置的设置不限于此,第一初始位置还可以是对应非坐标原点的其他已预先知晓坐标信息的任意位置。
进一步地,控制模块21构造成:控制模块21通电开启时向第三驱动装置15输出驱动信号,以使物镜组件12运动至第二初始位置,在第二初始位置,物镜组件12的中心位置沿第三方向的投影即为坐标原点;由此,在后续观察过程中,便于使得存储模块22根据控制模块21输出的驱动信号获取物镜组件12的运动路径,从而记录并存储物镜组件12当前所处位置的坐标信息。当然,第二初始位置的设置不限于此,第二初始位置还可以是沿第三方向的投影对应非坐标原点的其他已预先知晓坐标信息的任意位置。
当然,本申请实施例中获取载物台11和物镜组件12坐标信息的方式不限于此;例如,类器官定位控制系统100还可以包括测量单元,测量单元可以包括第二测量模块、第三测量模块和第四测量模块,第二测量模块用于测量载物台11在第一方向上相对于第一基准的距离,第三测量模块用于测量载物台11在第二方向上相对于第二基准的距离,第四测量模块用于测量物镜组件12在第三方向上相对于第三基准的距离,测量单元与存储模块22通信,以将测量结果传输至存储模块22进行记录、存储。
在一些实施例中,存储模块22构造成能被触发多次,则存储模块22可以先后被多次触发以记录并存储坐标信息,控制模块21用于根据存储模块22存储的坐标信息、以及存储模块22存储的先后顺序,以使载物台11和物镜组件12再次先后运动至对应位置。例如,存储模块22被多次触发依次存储了坐标信息1、坐标信息2、…坐标信息n(n为正整数),控制模块21根据上述信息使得载物台11和物镜组件12先运动至与坐标信息1对应的位置、再运动至与坐标信息2对应的位置、…再运动至与坐标信息n对应的位置。
在一些实施例中,存储模块22构造成能被触发多次,存储模块22还用于在每次被触发时记录并存储与坐标信息对应的时刻,控制模块21用于根据存储模块22存储的坐标信息和时刻信息输出驱动信号,以使载物台11和物镜组件12再次先后依次运动至对应位置。
示例性地,在对类器官进行多孔拍摄时,操作人员通过操控控制模块21以改变显微镜1的视野区域,找寻满足预设条件的情况;当操作人员发现载物台11和物镜组件12分别运动至满足预设条件的位置时,存储模块22被触发以记录并存储载物台11中心位置的当前坐标和物镜组件12中心位置的当前坐标(两者的当前坐标记为坐标信息1)、以及当前时刻(记为时刻1),而后继续操控载物台11和物镜组件12,当载物台11和物镜组件12再次运动至满足预设条件的另一个位置时,存储模块22被触发以记录并存储载物台11中心位置的当前坐标和物镜组件12中心位置的当前坐标(两者的当前坐标记为坐标信息2)、以及当前时刻(记为时刻2),如此重复操作,直至拍摄完毕,使得存储模块22存储匹配的坐标信息3和时刻3、…坐标信息n和时刻n;后续操作人员需要对类器官的生长状态继续观察记录,控制模块21可以被触发以根据存储模块22存储的坐标信息1~n和时刻1~n输出驱动信号,以使载物台11和物镜组件12根据时刻先后顺序再次先后运动至先前记录的满足预设条件的多个位置,即载物台11和物镜组件12先运动至坐标信息1对应的位置、再运动至坐标信息2对应的位置、…、再运动至坐标信息n对应的位置。
当然,本申请不限于此。还有一些实施例中,存储模块22构造成能被触发多次,存储模块22还用于在每次被触发时记录并存储与坐标信息对应的编号,控制模块21用于根据存储模块22存储的坐标信息和编号信息输出驱动信号,以使载物台11和物镜组件12再次先后依次运动至对应位置。
示例性地,对类器官进行多孔拍摄,当操作人员发现载物台11和物镜组件12分别运动至满足预设条件的位置时,存储模块22被触发以记录并存储载物台11中心位置的当前坐标和物镜组件12中心位置的当前坐标(两者的当前坐标记为坐标信息1)、以及对应的编号(编号可以为1),而后继续操控载物台11和物镜组件12,当载物台11和物镜组件12再次运动至满足预设条件的另一个位置时,存储模块22被触发以记录并存储载物台11中心位置的当前坐标和物镜组件12中心位置的当前坐标(两者的当前坐标记为坐标信息2)、以及当前时刻(记为时刻2),如此重复操作,直至拍摄完毕,使得存储模块22存储匹配的坐标信息3和时刻3、…坐标信息n和时刻n(n为正整数);后续操作人员需要对类器官的生长状态继续观察记录,控制模块21可以被触发以根据存储模块22存储的坐标信息1~n和时刻1~n输出驱动信号,以使载物台11和物镜组件12根据时刻先后顺序再次先后运动至先前记录的满足预设条件的多个位置,即载物台11和物镜组件12先运动至坐标信息1对应的位置、再运动至坐标信息2对应的位置、…、再运动至坐标信息n对应的位置。
在一些实施例中,如图1所示,控制单元2还包括第一测量模块24和处理模块25,第一测量模块24用于测量与坐标信息对应的目标类器官的生长尺寸,处理模块25与第一测量模块24通信,且处理模块25用于根据对应同一坐标信息的多次测量结果生成生长曲线。由此,操作人员可以直接观察生长曲线即可了解对应目标类器官的生长状态等,便于进一步简化操作人员的操作。
可见,当载物台11和物镜组件12分别运动至满足预设条件的位置时,存储模块22被触发以至少记录并存储载物台11和物镜组件12的当前坐标,第一测量模块24也能测量与当前坐标信息对应的目标类器官的生长尺寸;在控制模块21根据存储模块22存储的坐标信息控制载物台11和物镜组件12再次运动至与坐标信息对应的位置时,第一测量模块24也能测量与当前坐标信息对应的目标类器官的生长尺寸。
显然,第一测量模块24可以对某一坐标信息对应的目标类器官的生长尺寸进行多次测量,以便处理模块25生成与该坐标信息对应的目标类器官的生长曲线。可以理解的是,生长曲线对应的第一测量模块24的测量次数可以根据实际需求具体设置,例如测量次数为两次、三次或三次以上。
可以理解的是,当孔板上具有多个目标类器官需要进行观察记录时,例如对类器官进行多孔拍摄,存储模块22会存储多个坐标信息,每个坐标信息与一个对应目标类器官对应,那么经过第一测量模块24进行多次测量后,处理模块25可以根据测量结果生成多个生长曲线,每个生长曲线与一个坐标信息对应。当控制单元2包括显示模块23时,处理模块25可以与显示模块23通信,以使显示模块23能显示处理模块25生成的生长曲线。
在本申请的实施例中,目标类器官的生长尺寸包括目标类器官在第一方向上的尺寸、第二方向上的尺寸和第三方向上的尺寸。
可选地,第一测量模块24可以与后文所述的识别单元3配合,识别单元3用于识别显微镜1的视野区域内目标类器官的位置,第一测量模块24用于测量识别单元3识别的目标类器官的尺寸。
在一些实施例中,处理模块25与存储模块22通信,且处理模块25还用于根据生长曲线判断目标类器官的生长状态是否异常,如果是,存储模块22删除对应的坐标信息,那么在后续观察记录过程中,控制模块21不会再控制载物台11和物镜组件12再次运动至与删除的坐标信息对应的位置,提升工作效率。
示例性地,当生长曲线未出现上升比如生长曲线出现下降趋势、或者生长曲线的增长率超过预设值,对应目标类器官生长异常、或发生污染等,处理模块25判断对应目标类器官的生长状态发生异常,后续无需再记录其生长信息。
在一些实施例中,处理模块25与控制模块21通信,物镜组件12包括多个不同倍率的物镜121,显微镜1还包括第四驱动装置17,第四驱动装置17用于驱动物镜组件12转动以切换不同的物镜121正对载物台,控制模块21用于向第四驱动装置17输出驱动信号,存储模块22构造成被触发时记录物镜组件12的转动角度,则存储模块22被触发时可以记录与载物台11当前位置对应的物镜121、以及该物镜121的坐标信息。
处理模块25还用于根据第一测量模块24的测量结果判断是否切换物镜组件12的倍率,如果是,控制模块21向第四驱动装置17输出驱动信号以使另一个物镜121正对载物台,且控制模块21向第三驱动装置15输出驱动信号以调整物镜组件12的坐标信息,存储模块22被触发以更新与载物台11当前坐标对应的物镜组件12的当前坐标和转动角度。
由此,随着类器官的生长,处理模块25便于根据类器官的当前生长状态灵活选取合适的物镜121进行观察记录,以使用于观察记录的物镜121与类器官的生长尺寸较为匹配;比如,类器官的生长尺寸增大,当类器官的生长尺寸达到预设值时,可以对类器官的某些位置进行着重观察记录等,此时可以切换采用高倍率物镜121。
示例性地,如果处理模块25根据第一测量模块24的测量结果判断需要切换物镜组件12的倍率,控制模块21向第四驱动装置17输出驱动信号以使更高倍率的物镜121正对载物台11。此时,多个物镜121可以沿绕物镜组件12的转动轴线的方向按照倍率大小从低到高、或从高到低依次设置,比如逆时针转动可以切换更高倍率的物镜121、而顺时针转动可以切换较低倍率的物镜121。
示例性地,以物镜组件12包括两个不同倍率的物镜121为例,本领域技术人员在阅读了下面的描述后容易理解物镜组件12包括三个或三个以上物镜121的实施方案。
两个物镜121分别为第一物镜和第二物镜,当载物台11和物镜组件12分别运动至满足预设条件的位置时,第一物镜与载物台11正对,存储模块22被触发以至少记录并存储载物台11的当前坐标和第一物镜的坐标信息(包括第一物镜在第三方向上的坐标以及第一物镜);换言之,存储模块22记录并存储载物台11和物镜组件12的当前状态,以在控制模块21根据存储信息对载物台11和物镜组件12进行调整时,能使得载物台11和物镜组件12再次恢复至存储模块22记录的状态。当处理模块25根据第一测量模块24的测量结果判断需要切换物镜组件12的倍率时,则控制模块21向第四驱动装置17输出驱动信号以使第二物镜正对载物台11,且向第三驱动装置15输出驱动信号以调整第二物镜的坐标信息,同时存储模块22被触发以更新与载物台11当前坐标对应的物镜组件12的坐标信息(物镜组件12的坐标信息包括多个物镜121中哪一个正对载物台11、以及与载物台11正对的物镜121在第三方向上的位置),以在控制模块21根据存储模块22的存储信息输出驱动信号时,物镜组件12切换至使得第二物镜与载物台11正对,且第二物镜运动至与更新后的坐标信息对应的位置。
在一些实施例中,如图1和图3所示,显微镜1还包括摄像装置16,控制单元2还包括显示模块23,摄像装置16与显示模块23通信,摄像装置16被构造成载物台11和物镜组件12分别运动至满足预设条件的位置时被触发,以采集显微镜1的视野区域的图像并反馈至显示模块23,显示模块23可以显示摄像装置16采集的图像信息,以便于操作人员直观观察,提升观察记录便利性。
需要说明的是,摄像装置16的被触发的方式本申请不做具体限制。例如,摄像装置16构造成被自动触发,则类器官定位控制系统100还能用于判断载物台11和物镜组件12是否运动至满足预设条件的位置,如果是,则触发摄像装置16来采集显微镜1的视野区域的图像并反馈至显示模块23;示例性地,类器官定位控制系统100包括后文所述的识别单元3,识别单元3与摄像装置16通信,识别单元3用于判断载物台11和物镜组件12是否运动至满足预设条件的位置,如果识别单元3识别到载物台11和物镜组件12运动至满足预设条件的位置,则反馈至摄像装置16,并触发摄像装置16采集图像。又例如,摄像装置16构造成被人为触发,则操作人员判断载物台11和物镜组件12是否运动至满足预设条件的位置(例如操作人员通过显微镜1的目镜观察以判断载物台11和物镜组件12的位置是否满足预设条件),如果操作人员判断载物台11和物镜组件12运动至满足预设条件的位置,则操作人员触发摄像装置16采集图像。
在一些实施例中,如图1所示,显微镜1还包括识别单元3,识别单元3与存储模块22通信,且识别单元3用于识别显微镜1的视野区域内目标类器官的位置,预设条件为目标类器官处于视野区域的中心位置。
由此,识别单元3的设置可以使得类器官定位控制系统100实现对载物台11和物镜组件12位置的自动判断、以及对存储模块22的自动触发,有利于简化操作人员的操作,无需操作人员过多参与。可以理解的是,当显微镜1还包括摄像装置16时,识别单元3还可以与摄像装置16通信,以实现摄像装置16的自动触发来采集图像。
当然,预设条件不限于此;例如,预设条件还可以为多个目标类器官分别设于视野区域中心位置的周边区域。简言之,预设条件可以设置为能满足观察记录需求的任意条件,即载物台11和物镜组件12处于满足预设条件的位置时,操作人员能对目标类器官的生长状态进行完整观察记录。
在一些实施例中,识别单元3构造成,识别单元3与控制模块21通信,且控制模块21控制载物台11和物镜组件12第n次运动至与坐标信息对应的位置时,识别单元3识别目标类器官的位置,并在载物台11的当前位置不满足预设条件时触发控制模块21调整载物台11的位置,同时触发存储模块22更新与物镜组件12当前坐标对应的载物台11的当前坐标;n为正整数且大于等于2。
由此,上述设置可以适用于类器官在生长过程中其位置发生变化(例如类器官细胞发生了移动)的情形,以便在一定程度上避免因外界因素或类器官细胞本身移动等导致类器官细胞的位置发生了变化、而使得载物台11和物镜组件12再次切换至对应位置时无法更好地观察记录类器官的生长。
以预设条件为目标类器官(需要观察并记录的类器官)处于视野区域的中心位置为例进行说明,当载物台11和物镜组件12被操作人员操控至满足预设条件的位置时,存储模块22被触发以至少记录并存储载物台11和物镜组件12的当前坐标;后续对类器官进行再次观察时,控制模块21被触发以根据存储信息控制载物台11和物镜组件12再次运动至与存储信息对应的位置,然而由于识别单元3识别到目标类器官的位置发生变化,使得控制系统得知载物台11当前位置已不再满足预设条件,那么控制模块21被再次触发以调整载物台11的位置,直至载物台11运动至识别单元3识别到的上述目标类器官处于视野区域的中心位置,此时载物台11的坐标被记录存储至存储模块22,并覆盖与物镜组件12当前坐标对应的先前记录的载物台11的坐标,以使控制模块21再次被触发时,载物台11运动至与更新后的坐标信息对应的位置。
进一步地,n大于等于5,控制模块21还构造成控制载物台11和物镜组件12第一次至第(n-1)次运动至与坐标信息对应的位置时,载物台11的当前位置不满足预设条件时并不会触发控制模块21调整载物台11的位置,也不会触发存储模块22更新载物台11的坐标信息,直至控制模块21控制载物台11和物镜组件12第n次运动至与坐标信息对应的位置开始,载物台11的当前位置只要不满足预设条件,就触发控制模块21调整载物台11的位置,同时触发存储模块22更新存储信息。
上述设置可以与类器官的整个生长过程取得良好匹配,类器官的生长前期阶段,尺寸较小,即使位置发生改变,也基本不会移动至视野区域外,可以无需反复调整载物台11的位置,简化控制逻辑;而在类器官的生长后期阶段,尺寸较大,位置稍微变动,存在移动至视野区域外的可能性较大,为此可以调整载物台11的位置满足观察记录需求。
在其他实施例中,识别单元3还可以构造成,识别单元3识别目标类器官的位置,并在载物台11的当前位置不满足预设条件时发出提醒,以便操作人员手动调整载物台11的位置(例如通过后文所述的摇杆组件212),同时触发存储模块22更新与物镜组件12当前坐标对应的载物台11的当前坐标。
在一些实施例中,存储模块22构造成载物台11和物镜组件12分别运动至满足预设条件的位置时被触发,以用于记录并存储载物台11和物镜组件12的当前坐标,还记录并存储显微镜1的拍摄信息,例如显微镜1的光源的光强、曝光时间、光圈状态以及进光量等,控制模块21还用于在被触发时根据存储模块22存储的拍摄信息输出驱动信号,以使显微镜1的拍摄状态还原至先前记录的拍摄状态,以便在每次观察记录时显微镜1可以保持基本一致的拍摄状态,便于操作人员在同等条件下准确分析类器官的生长,提升分析准确性。
根据本发明实施例的类器官定位控制系统100的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的,这里不再详细描述。
根据本发明第二方面实施例的类器官定位控制系统100的控制方法,类器官定位控制系统100为根据本发明上述第一方面实施例的类器官定位控制系统100,则本申请实施例的类器官定位控制系统100能执行本申请实施例的控制方法。如图5-图7所示,控制方法包括:
S1、设置坐标原点,并以第一方向、第二方向和第三方向建立空间坐标系,第二方向与第一方向相交,第三方向分别与第一方向和第二方向垂直。可以理解的是,坐标原点可以为上述空间中的任意点。
S2、控制显微镜1的载物台11和物镜组件12分别运动,并判断载物台11和物镜组件12是否运动至满足预设条件的位置。
S3、如果是,则记录并存储载物台11的当前坐标和物镜组件12的当前坐标。
S4、根据存储的坐标信息控制载物台11和物镜组件12再次运动至与坐标信息对应的位置。例如,触发控制模块21以使控制模块21根据存储模块22存储的信息控制载物台11和物镜组件12分别运动至对应位置。
例如,操作人员通过操控控制模块21使得载物台11和物镜组件12运动,并通过目镜观察显微镜1的视野区域,以判断载物台11和物镜组件12是否运动至满足预设条件的位置;如果是,则操作人员触发存储模块22记录并存储载物台11的当前坐标和物镜组件12的当前坐标;经过一段时间,操作人员需要再次观察记录时,可以直接再次重复溯回跟上次观察位置的视野区域相同的观察位置,节省操作时间。
根据本发明实施例的类器官定位控制系统100的控制方法,可以实现对生长中的目标类器官进行定点定位的跟踪拍摄、跟踪观察、跟踪记录等,即操作人员利用显微镜观察生长中的类器官时能快速定位细胞位置并能在后续再次重复溯回,无需操作人员重复找寻、辨认跟上次观察位置的视野区域相同的观察位置,节省操作时间,提升对类器官生长过程的跟踪便利性;可见,追踪单个类器官生长时,便于寻找观察视野,节省时间。
在一些实施例中,步骤S3包括:根据载物台11和物镜组件12的运动路径记录并存储载物台11和物镜组件12的坐标信息。由此,便于无需增设其他部件即可快速、准确获取载物台11和物镜组件12的当前坐标。
示例性地,步骤S2还包括控制模块21通电开启,并向第一驱动装置13、第二驱动装置14和第三驱动装置15输出驱动信号,使得载物台11运动至第一初始位置、物镜组件12运动至第二初始位置,此时载物台11的中心位置为坐标原点、物镜组件12的中心位置沿第三方向的投影即为坐标原点;而后,控制载物台11和物镜组件12分别运动,并判断载物台11和物镜组件12是否运动至满足预设条件的位置。
在一些实施例中,如图7所示,在步骤S1和步骤S4之间,步骤S2和步骤S3交替循环,则步骤S2和步骤S3交替进行多次(即在步骤S1和步骤S4之间,以步骤S2和步骤S3为一循环,该循环进行至少两次),以使存储模块22存储多组坐标信息组,每组坐标信息组包括载物台11的坐标信息和与其对应的物镜组件12的坐标信息;步骤S3包括:记录并存储与坐标信息对应的时刻或编号,步骤S4包括:根据存储的信息控制载物台11和物镜组件12再次先后依次运动至对应位置。
在一些实施例中,如图6所示,控制方法还包括:载物台11和物镜组件12每次运动至满足预设条件的位置,测量对应目标类器官的生长尺寸,并根据对应同一坐标信息的多次测量结果生成生长曲线。可见,载物台11和物镜组件12每次运动至满足预设条件的位置,测量与当前位置对应的目标类器官的生长尺寸,以生成生长曲线,便于了解对应目标类器官的生长状态等,简化操作人员的操作。例如,步骤S3包括,如果是,则测量对应目标类器官的生长尺寸,并根据对应同一坐标信息的多次测量结果生成生长曲线。
在一些实施例中,控制方法还包括:根据生长曲线判断目标类器官的生长状态是否异常,如果是,存储模块22删除对应的坐标信息,以在后续观察记录过程中,不会再控制载物台11和物镜组件12再次运动至与删除的坐标信息对应的位置,提升工作效率。
在一些实施例中,如图3所示,物镜组件12包括多个不同倍率的物镜121,显微镜1还包括第四驱动装置17,第四驱动装置17用于驱动物镜组件12转动以切换不同的物镜121正对载物台,控制模块21用于向第四驱动装置17输出驱动信号,存储模块22构造成被触发时记录物镜组件12的转动角度;控制方法还包括:根据测量结果判断是否切换物镜组件12的倍率,如果是,切换另一个物镜121正对载物台,且调整物镜组件12的坐标信息并更新与载物台11当前坐标对应的物镜组件12的当前坐标和转动角度。由此,便于适应类器官的生长的差异化观察需求。
在一些实施例中,控制方法还包括:如果载物台11和物镜组件12运动至满足预设条件的位置,则采集显微镜1的视野区域的图像并反馈进行显示,便于操作人员直观观察,提升观察记录便利性。
在一些实施例中,控制方法还包括:识别显微镜1的视野区域内的目标类器官是否处于视野区域的中心位置;如果是,则判断载物台11和物镜组件12运动至满足预设条件的位置。例如显微镜1的识别单元3用于识别视野区域内目标类器官的位置并判断是否处于视野区域的中心位置。
在一些实施例中,控制方法还包括:载物台11和物镜组件12第n次运动至与坐标信息对应的位置时,识别目标类器官的位置,并在载物台11的当前位置不满足预设条件时调整载物台11的位置,同时更新与物镜组件12当前坐标对应的载物台11的当前坐标,n为正整数且大于等于2。由此,可以更好地适应类器官发生位置变化的情形。
进一步地,控制方法还包括:载物台11和物镜组件12第一次至第(n-1)次运动至与坐标信息对应的位置时,无需识别目标类器官的位置,即使载物台11的当前位置不满足预设条件时并不会触发控制模块21调整载物台11的位置,也不会触发存储模块22更新载物台11的坐标信息,其中n≥5。
下面参考图1-图4和图7以一个具体的实施例详细描述根据本发明实施例的类器官定位控制系统100及其控制方法。值得理解的是,下述描述仅是示例性说明,而不是对发明的具体限制。
如图1-图4所示,类器官定位控制系统100包括显微镜1和控制单元2,第一方向为左右方向,第二方向为前后方向,第三方向为上下方向。
显微镜1为倒置显微镜,且包括载物台11、物镜组件12、第一驱动装置13、第二驱动装置14和第三驱动装置15,第一驱动装置13能驱动载物台11沿左右方向往复移动,第二驱动装置14能驱动载物台11沿前后方向往复移动,第三驱动装置15能驱动物镜组件12沿上下方向往复移动;控制单元2包括控制模块21和存储模块22,控制模块21与存储模块22通信,存储模块22构造成载物台11和物镜组件12分别运动至满足预设条件的位置时被触发,以记录并存储载物台11和物镜组件12的当前坐标,控制模块21构造成被触发时根据存储模块22存储的坐标信息输出驱动信号,以使载物台11和物镜组件12再次运动至与坐标信息对应的位置。第一驱动装置13、第二驱动装置14和第三驱动装置15均为电动驱动装置,采用电机实现驱动。
载物台11包括与细胞板长宽适配的卡板111,第一驱动装置13和第二驱动装置14分别通过螺母18与载物台11相连,卡板111形成为方形环状结构,卡板111的内侧壁设有限位结构112,限位结构112用于限制细胞板在左右方向和前后方向上的移动,例如限位结构112包括弹片、或者限位结构112包括与细胞板限位配合的活动卡槽。载物台11下方有15芯专用插头用以连接第一驱动装置13和控制模块21、连接第二驱动装置14和控制模块21,显微镜1的镜臂后方的20芯专用插头用于连接第三驱动装置15和控制模块21。
显微镜1还包括摄像装置16,控制单元2还包括显示模块23,摄像装置16与显示模块23通信,摄像装置16被构造成载物台11和物镜组件12分别运动至满足预设条件的位置时被触发,以采集显微镜1的视野区域的图像并反馈至显示模块23,拍摄视野与上次拍摄视野一致。存储模块22和显示模块23可以集成为电脑。
控制模块21可以包括通信连接的控制盒211和摇杆组件212,控制盒211与第一驱动装置13、第二驱动装置14和第三驱动装置15通信,摇杆组件212具有可活动的摇杆2121,摇杆2121可以通过控制盒211对第一驱动装置13和第二驱动装置14分别实现不同的移速调整,可大幅移动转换视野,也可微调选取最佳拍摄视野,方便快捷。
以小鼠小肠传代后定点追踪拍摄应用为例:图8为从第零天到第三天的培养过程中,均能准确地定位到原先的拍摄位置,并能在高倍镜下准确追踪拍摄目标类器官。
可见,本申请实施例追踪单个类器官生长时,便于寻找观察视野,节省时间;在进行多孔板高通量的连续追踪拍摄时,相比人工更为快速高效。而且相对于人工寻找与上次拍摄的相同视野,需要记录在册并反复对比,本申请实施例可直接导入上次保存的坐标数据拍照,大幅节省时间成本;进一步地,可同时保存多组坐标数据进行连续拍摄,方便快捷。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“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,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
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发明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发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明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,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (18)
1.一种类器官定位控制系统,其特征在于,包括:
显微镜(1),所述显微镜(1)包括载物台(11)、物镜组件(12)、第一驱动装置(13)、第二驱动装置(14)和第三驱动装置(15),所述第一驱动装置(13)用于驱动所述载物台(11)沿第一方向往复移动,所述第二驱动装置(14)用于驱动所述载物台(11)沿第二方向往复移动,所述第三驱动装置(15)用于驱动所述物镜组件(12)沿第三方向往复移动,所述第二方向与所述第一方向相交,所述第三方向分别与所述第一方向和所述第二方向垂直;
控制单元(2),所述控制单元(2)包括控制模块(21)和存储模块(22),所述控制模块(21)用于向所述第一驱动装置(13)、所述第二驱动装置(14)和所述第三驱动装置(15)输出驱动信号,所述存储模块(22)与所述控制模块(21)通信,所述存储模块(22)构造成所述载物台(11)和所述物镜组件(12)分别运动至满足预设条件的位置时被触发,以用于至少记录并存储所述载物台(11)的当前坐标和所述物镜组件(12)的当前坐标,所述控制模块(21)还用于在被触发时根据所述存储模块(22)存储的坐标信息输出驱动信号,以使所述载物台(11)和所述物镜组件(12)再次运动至与所述坐标信息对应的位置。
2.根据权利要求1所述的类器官定位控制系统,其特征在于,所述存储模块(22)用于在被触发时根据所述控制模块(21)输出的驱动信号记录并存储所述载物台(11)和所述物镜组件(12)的坐标信息。
3.根据权利要求1所述的类器官定位控制系统,其特征在于,所述存储模块(22)构造成能被触发多次,
所述存储模块(22)还用于在每次被触发时记录并存储与坐标信息对应的时刻,所述控制模块(21)用于根据所述存储模块(22)存储的所述坐标信息和时刻信息输出驱动信号,以使所述载物台(11)和所述物镜组件(12)再次先后依次运动至对应位置;或者,
所述存储模块(22)还用于在每次被触发时记录并存储与坐标信息对应的编号,所述控制模块(21)用于根据所述存储模块(22)存储的所述坐标信息和编号信息输出驱动信号,以使所述载物台(11)和所述物镜组件(12)再次先后依次运动至对应位置。
4.根据权利要求1所述的类器官定位控制系统,其特征在于,所述控制单元(2)还包括第一测量模块(24)和处理模块(25),所述第一测量模块(24)用于测量与所述坐标信息对应的目标类器官的生长尺寸,所述处理模块(25)与所述第一测量模块(24)通信且用于根据对应同一所述坐标信息的多次测量结果生成生长曲线。
5.根据权利要求4所述的类器官定位控制系统,其特征在于,所述处理模块(25)与所述存储模块(22)通信,且所述处理模块(25)还用于根据生长曲线判断目标类器官的生长状态是否异常,如果是,所述存储模块(22)删除对应的所述坐标信息。
6.根据权利要求4所述的类器官定位控制系统,其特征在于,所述处理模块(25)与所述控制模块(21)通信,
所述物镜组件(12)包括多个不同倍率的物镜(121),所述显微镜(1)还包括第四驱动装置(17),所述第四驱动装置(17)用于驱动所述物镜组件(12)转动以切换不同的所述物镜(121)正对所述载物台(11),所述控制模块(21)用于向所述第四驱动装置(17)输出驱动信号,所述存储模块(22)构造成被触发时记录所述物镜组件(12)的转动角度,
所述处理模块(25)还用于根据所述第一测量模块(24)的测量结果判断是否切换所述物镜组件(12)的倍率,如果是,所述控制模块(21)向所述第四驱动装置(17)输出驱动信号以使另一个所述物镜(121)正对所述载物台(11),且向所述第三驱动装置(15)输出驱动信号以调整所述物镜组件(12)的坐标信息,所述存储模块(22)被触发以更新与所述载物台(11)当前坐标对应的所述物镜组件(12)的当前坐标和转动角度。
7.根据权利要求1所述的类器官定位控制系统,其特征在于,所述显微镜(1)还包括摄像装置(16),所述控制单元(2)还包括显示模块(23),所述摄像装置(16)与所述显示模块(23)通信,所述摄像装置(16)被构造成所述载物台(11)和所述物镜组件(12)分别运动至满足所述预设条件的位置时被触发,以采集所述显微镜(1)的视野区域的图像并反馈至所述显示模块(23)。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的类器官定位控制系统,其特征在于,所述显微镜(1)还包括识别单元(3),所述识别单元(3)与所述存储模块(22)通信,且用于识别所述显微镜(1)的视野区域内目标类器官的位置,所述预设条件为所述目标类器官处于所述视野区域的中心位置。
9.根据权利要求8所述的类器官定位控制系统,其特征在于,所述识别单元(3)构造成,所述识别单元(3)与所述控制模块(21)通信,且所述控制模块(21)控制所述载物台(11)和所述物镜组件(12)第n次运动至与所述坐标信息对应的位置时,所述识别单元(3)识别所述目标类器官的位置,并在所述载物台(11)的当前位置不满足所述预设条件时触发所述控制模块(21)调整所述载物台(11)的位置,同时触发所述存储模块(22)更新与所述物镜组件(12)当前坐标对应的所述载物台(11)的当前坐标,n为正整数且大于等于2。
10.一种类器官定位控制系统的控制方法,其特征在于,所述类器官定位控制系统为根据权利要求1-9中任一项所述的类器官定位控制系统,所述控制方法包括:
S1、设置坐标原点,并以第一方向、第二方向和第三方向建立空间坐标系,所述第二方向与所述第一方向相交,所述第三方向分别与所述第一方向和所述第二方向垂直;
S2、控制所述显微镜(1)的载物台(11)和物镜组件(12)分别运动,并判断所述载物台(11)和所述物镜组件(12)是否运动至满足预设条件的位置;
S3、如果是,则记录并存储所述载物台(11)的当前坐标和所述物镜组件(12)的当前坐标;
S4、根据存储的坐标信息控制所述载物台(11)和所述物镜组件(12)再次运动至与所述坐标信息对应的位置。
11.根据权利要求10所述的类器官定位控制系统的控制方法,其特征在于,步骤S3包括:
根据所述载物台(11)和所述物镜组件(12)的运动路径记录并存储所述载物台(11)和所述物镜组件(12)的坐标信息。
12.根据权利要求10所述的类器官定位控制系统的控制方法,其特征在于,在步骤S1和步骤S4之间,步骤S2和步骤S3交替循环,且步骤S3包括:记录并存储与坐标信息对应的时刻或编号,步骤S4包括:根据存储的信息控制所述载物台(11)和所述物镜组件(12)再次先后依次运动至对应位置。
13.根据权利要求10所述的类器官定位控制系统的控制方法,其特征在于,还包括:
所述载物台(11)和所述物镜组件(12)每次运动至满足所述预设条件的位置,测量对应目标类器官的生长尺寸,并根据对应同一所述坐标信息的多次测量结果生成生长曲线。
14.根据权利要求13所述的类器官定位控制系统的控制方法,其特征在于,还包括:
根据生长曲线判断目标类器官的生长状态是否异常,如果是,所述存储模块(22)删除对应的所述坐标信息。
15.根据权利要求13所述的类器官定位控制系统的控制方法,其特征在于,所述物镜组件(12)包括多个不同倍率的物镜(121),所述显微镜(1)还包括第四驱动装置(17),所述第四驱动装置(17)用于驱动所述物镜组件(12)转动以切换不同的所述物镜(121)正对所述载物台(11),所述控制模块(21)用于向所述第四驱动装置(17)输出驱动信号,所述存储模块(22)构造成被触发时记录所述物镜组件(12)的转动角度,
所述控制方法还包括:
根据测量结果判断是否切换所述物镜组件(12)的倍率,如果是,切换另一个所述物镜(121)正对所述载物台(11),且调整所述物镜组件(12)的坐标信息并更新与所述载物台(11)当前坐标对应的所述物镜组件(12)的当前坐标和转动角度。
16.根据权利要求10所述的类器官定位控制系统的控制方法,其特征在于,还包括:
如果所述载物台(11)和所述物镜组件(12)运动至满足所述预设条件的位置,则采集所述显微镜(1)的视野区域的图像并反馈进行显示。
17.根据权利要求10-16中任一项所述的类器官定位控制系统的控制方法,其特征在于,还包括:
识别所述显微镜(1)的视野区域内的目标类器官是否处于所述视野区域的中心位置;
如果是,则判断所述载物台(11)和所述物镜组件(12)运动至满足所述预设条件的位置。
18.根据权利要求17所述的类器官定位控制系统的控制方法,其特征在于,还包括:
所述载物台(11)和所述物镜组件(12)第n次运动至与所述坐标信息对应的位置时,识别所述目标类器官的位置,并在所述载物台(11)的当前位置不满足所述预设条件时调整所述载物台(11)的位置,同时更新与所述物镜组件(12)当前坐标对应的所述载物台(11)的当前坐标,n为正整数且大于等于2。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202311747128.XA CN117434709B (zh) | 2023-12-19 | 2023-12-19 | 类器官定位控制系统及其控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202311747128.XA CN117434709B (zh) | 2023-12-19 | 2023-12-19 | 类器官定位控制系统及其控制方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN117434709A true CN117434709A (zh) | 2024-01-23 |
CN117434709B CN117434709B (zh) | 2024-03-15 |
Family
ID=89551915
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202311747128.XA Active CN117434709B (zh) | 2023-12-19 | 2023-12-19 | 类器官定位控制系统及其控制方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN117434709B (zh) |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102782561A (zh) * | 2009-12-04 | 2012-11-14 | 优尼森索股份公司 | 对生物有机体进行时间相关的显微镜检查的系统和方法 |
CN103695305A (zh) * | 2013-12-18 | 2014-04-02 | 麦克奥迪实业集团有限公司 | 一种用于自动显微镜的灰度摄像头及细胞综合分析装置 |
CN104040354A (zh) * | 2012-01-13 | 2014-09-10 | 索尼公司 | 测量装置、程序及测量方法 |
CN104685401A (zh) * | 2012-09-07 | 2015-06-03 | 纳诺恩科技有限公司 | 显微镜及其控制方法 |
JP2019144456A (ja) * | 2018-02-22 | 2019-08-29 | 学校法人自治医科大学 | 観察装置 |
US20200026054A1 (en) * | 2017-03-31 | 2020-01-23 | Nikon Corporation | Liquid supplier, objective lens holder, microscope, and liquid supply method |
WO2020054195A1 (ja) * | 2018-09-12 | 2020-03-19 | Jsr株式会社 | オルガノイド画像解析装置、オルガノイド画像解析方法およびプログラム |
CN111830696A (zh) * | 2020-05-14 | 2020-10-27 | 舟山医院 | 肝癌细胞增殖观察装置 |
CN112305743A (zh) * | 2020-11-26 | 2021-02-02 | 山东得知科技发展有限公司 | 一种可自动记忆载物台位置的显微镜及其使用方法 |
US20210389579A1 (en) * | 2020-06-15 | 2021-12-16 | Aramco Services Company | Sample holder for using mounted sem samples in upright and inverted optical microscopes and spectrometers |
CN220305559U (zh) * | 2023-06-13 | 2024-01-05 | 上海晓创检测技术有限公司 | 一种标本可多角度旋转的偏光显微镜 |
-
2023
- 2023-12-19 CN CN202311747128.XA patent/CN117434709B/zh active Active
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102782561A (zh) * | 2009-12-04 | 2012-11-14 | 优尼森索股份公司 | 对生物有机体进行时间相关的显微镜检查的系统和方法 |
CN104040354A (zh) * | 2012-01-13 | 2014-09-10 | 索尼公司 | 测量装置、程序及测量方法 |
CN104685401A (zh) * | 2012-09-07 | 2015-06-03 | 纳诺恩科技有限公司 | 显微镜及其控制方法 |
CN103695305A (zh) * | 2013-12-18 | 2014-04-02 | 麦克奥迪实业集团有限公司 | 一种用于自动显微镜的灰度摄像头及细胞综合分析装置 |
US20200026054A1 (en) * | 2017-03-31 | 2020-01-23 | Nikon Corporation | Liquid supplier, objective lens holder, microscope, and liquid supply method |
JP2019144456A (ja) * | 2018-02-22 | 2019-08-29 | 学校法人自治医科大学 | 観察装置 |
WO2020054195A1 (ja) * | 2018-09-12 | 2020-03-19 | Jsr株式会社 | オルガノイド画像解析装置、オルガノイド画像解析方法およびプログラム |
CN111830696A (zh) * | 2020-05-14 | 2020-10-27 | 舟山医院 | 肝癌细胞增殖观察装置 |
US20210389579A1 (en) * | 2020-06-15 | 2021-12-16 | Aramco Services Company | Sample holder for using mounted sem samples in upright and inverted optical microscopes and spectrometers |
CN112305743A (zh) * | 2020-11-26 | 2021-02-02 | 山东得知科技发展有限公司 | 一种可自动记忆载物台位置的显微镜及其使用方法 |
CN220305559U (zh) * | 2023-06-13 | 2024-01-05 | 上海晓创检测技术有限公司 | 一种标本可多角度旋转的偏光显微镜 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN117434709B (zh) | 2024-03-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11099369B2 (en) | Fully automatic microscopic scanner having flat light source | |
JP5293733B2 (ja) | 顕微鏡装置および細胞培養装置 | |
JP5039355B2 (ja) | 自動培養装置 | |
EP1691230B1 (en) | Photo-micrographing device and its control method | |
JP4970869B2 (ja) | 観察装置および観察方法 | |
DE602005005728T2 (de) | Mikromanipulationssystem zum Gebrauch im Gesichtsfeld eines Mikroskops | |
US6259473B1 (en) | Section image obtaining apparatus and method of obtaining section image | |
US20130027539A1 (en) | Cell observing apparatus and cell integration method | |
US7630628B2 (en) | Microscope system and microscope observation method | |
US20200371336A1 (en) | Method for operating a microscopy arrangement and microscopy arrangement having a first microscope and at least one further microscope | |
JP2013061433A (ja) | タイムラプス観察方法、及び、それに用いられるタイムラプス観察装置 | |
US11373366B2 (en) | Method for improving modeling speed of digital slide scanner | |
US11119382B2 (en) | Tunable acoustic gradient lens system with amplitude adjustment corresponding to z-height as indicated by calibration data | |
US11156822B2 (en) | Selective plane illumination microscopy with multiple illumination units scanning an object in sync with a digital camera rolling shutter | |
CN106019550A (zh) | 用于高速显微扫描的动态对焦装置及对焦跟踪方法 | |
JP2007114742A (ja) | 観察装置 | |
CN105785561B (zh) | 一种数字显微镜及其聚焦方法 | |
US10812701B2 (en) | High-speed tag lens assisted 3D metrology and extended depth-of-field imaging | |
DE102021124535A1 (de) | System und verfahren mit mehrpunkt-autofokus zur ausrichtung einer optischen achse eines optischen abschnitts senkrecht zu einer werkstückoberfläche | |
CN117434709B (zh) | 类器官定位控制系统及其控制方法 | |
JPH07253548A (ja) | 標本像の自動追尾装置及び追尾方法 | |
JP4757023B2 (ja) | インジェクション装置およびインジェクション方法 | |
CN117170081A (zh) | 一种基于图像清晰度识别的自动对焦方法 | |
US10627598B2 (en) | Observation device, observation method, and observation device control program | |
CN117132646B (zh) | 基于深度学习的分裂相自动对焦系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |