CN202854042U

CN202854042U - 光学扫描显微镜系统

Info

Publication number: CN202854042U
Application number: CN 201220506548
Authority: CN
Inventors: 周丕轩; 周斌福
Original assignee: DMETRIX (SUZHOU) MEDICAL TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: DMETRIX (SUZHOU) MEDICAL TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-09-29
Filing date: 2012-09-29
Publication date: 2013-04-03
Anticipated expiration: 2022-09-29

Abstract

本实用新型揭示了一种光学扫描显微镜系统，包括一用于放置载玻片的载物台，所述载物台的上方分别设置一用于使所述载玻片中样品成像的扫描显微镜和一用于识别所述载玻片中样品的样品信息的传感器，所述载物台的下方设置有一光源；所述扫描显微镜与一用于捕获所述载玻片中样品的图像数据的检测器连接，所述检测器与一计算机连接，将所述图像数据传输至所述计算机中进行处理；还包括一控制组件，所述控制组件的输入端与所述传感器连接，所述控制组件的输出端与一孔径控制器连接，所述孔径控制器与所述光源连接。本实用新型可以快速地、连续地产生组织图像，从而使分析不需要重复的扫描就可以直接进行。

Description

光学扫描显微镜系统

技术领域

本实用新型属于光学显微镜领域，尤其涉及一种光学扫描显微镜系统。

背景技术

组织中的细胞结构的改变被用来探测病理学状态，评估癌前状况和探测癌症。组织样品的载玻片被用来分析多种样品。从病人身上取得的组织样品由病理学家分割和固定在一个载玻片上染色和显微镜检查。组织的形态（可见的结构和形状）被分析来提供定性的分析和识别病理学改变。随着计算机和静止数字成像设备的出现，扩展了组织病理学的领域，通过使用机械设备来诊断和定量调查。自动成像系统变得越来越适于扫描载玻片和记录计算机分析的信息，作为数字文件储存便于以后观察，也可以通过交流系统分享，包括计算机互联和网络。由于载玻片上组织和分析的种类，以及使用的扫描类型，对于不同类型的样品不同的成像模式是可取或必要的。例如，在亮区域载玻片扫描的情况下，载玻片可以通过使用红色、绿色和蓝色光线，或者使用更大数量的狭窄频带枢纽（称作多光谱成像），或者使用一些组织的深度（称为Z射线成像）成像。RGB和多光谱成像与Z射线成像结合。亮区域和荧光在相同的仪器中是可获得的，作为成像的可选择的形式。因此，仪器越来越能够使用不同的模式扫描，自动化需要仪器能够选择每个被扫描的载玻片的最佳操作系数。

光学显微镜使用的是微型显微镜阵列，或者多物镜阵列显微镜，或者简称为阵列显微镜。每个微型显微镜包括大量光学元件，根据相应的像平面放置，与样品图像共轭。阵列显微镜进一步包括大量成像传感器，相应于独立的光学元件，合成来捕捉样品部分的成像信号。在这样的阵列显微镜中，微型显微镜的线型阵列提供相邻的阵列，跨越样品的第一维度（y轴方向），样品被转换到视野的第二维度（x轴方向）来成像整个样品。因为每个微型显微镜物镜的直径比视野的直径大（例如两个直径为2mm和250μm），成像阵列的独立显微镜相交错，因此较小的视野沿着第一维度在第二维度（扫描的方向）的抵消。作为微型显微镜的行的交错安排的结果，每个光学系统的线性扫描所覆盖的连续条与相邻的光学系统所覆盖的连续条本质上没有重叠。在每个获取帧中，每个微型显微镜发射样品物体的一小部分成像数据直接到探测器，通过硬件和软件的操作独立的帧数据形成整个样品的成像。因此，探测器阵列提供一个有效连续线性覆盖沿着第一维度，消除显微镜在这个方向上机械转化的需要，通过允许沿着第二维度独立扫描完全覆盖样品表面可以增加成像速度。

实用新型内容

鉴于上述现有技术存在的缺陷，本实用新型的目的是提出一种光学扫描显微镜系统。

本实用新型的目的将通过以下技术方案得以实现：

一种光学扫描显微镜系统，包括一用于放置载玻片的载物台，所述载物台的上方分别设置一用于使所述载玻片中样品成像的扫描显微镜和一用于识别所述载玻片中样品的样品信息的传感器，所述载物台的下方设置有一光源；所述扫描显微镜与一用于捕获所述载玻片中样品的图像数据的检测器连接，所述检测器与一计算机连接，将所述图像数据传输至所述计算机中进行处理；还包括一控制组件，所述控制组件的输入端与所述传感器连接，所述控制组件的输出端与一孔径控制器连接，所述孔径控制器与所述光源连接。

优选的，上述的光学扫描显微镜系统，其中：所述载物台上还包括一用于将复数个的载玻片有序地放置在载物台上的投料器。

优选的，上述的光学扫描显微镜系统，其中：所述样品信息设置在所述载玻片的标签中，所述传感器为扫描仪。

优选的，上述的光学扫描显微镜系统，其中：所述计算机与一监视器，一打印机或者一电信端口中的一种或多种连接。

优选的，上述的光学扫描显微镜系统，其中：所述载物台的上方还设有一落射照明光源，所述落射照明光源包括一落射照明光源孔径控制器，所述落射照明光源孔径控制器与所述控制组件的输出端连接。

本实用新型的突出效果为：本实用新型用于在多种成像模式下扫描一个组织样品，通过大量用来存储、透射、计算机化分析和可视化检查的载玻片的自动化成像系统，取得优化组织成像的质量的效果。相比于操作从第一次扫描到产生改善的图像而得到的最初成像，或者在最初成像的检查之后在不同成像模式下对相同的载波片重复扫描，本实用新型针对于利用分析组织类型和寻找分析类型的已知的信息来优化第一次扫描的成像模式。本实用新型可以快速地、连续地产生组织图像，从而使分析（可视的或计算机化的）不需要重复的扫描就可以直接进行。

以下便结合实施例附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步的详述，以使本实用新型技术方案更易于理解、掌握。

附图说明

图1是本实用新型实施例的结构示意图。

具体实施方式

实施例：

本实施例的一种光学扫描显微镜系统，如图1所示，包括用于放置载玻片16的载物台，载物台上还包括用于将复数个的载玻片16有序地放置在载物台上的投料器12。载物台的上方分别设置用于使载玻片16中样品成像的扫描显微镜10和用于识别载玻片16中样品的样品信息的扫描仪14，样品信息设置在载玻片16的标签中。扫描显微镜10与用于捕获载玻片中样品的图像数据的检测器连接，检测器与计算机30连接，将图像数据传输至计算机30中进行处理；计算机30分别与监视器32，打印机34和通过电信端口36与其他设备连接。载物台的下方设置有透射光源20。还包括控制组件18，控制组件18的输入端与扫描仪14连接，控制组件18的输出端与和透射光源20连接的孔径控制器24连接。载物台的上方还设有落射照明光源22，和落射照明光源22连接的孔径控制器24与控制组件18的输出端连接。

骨组织切片可以快速展示改变的形貌（即样品表面的高度根据显微镜聚焦的深度而改变）。负载上述样品的载玻片可以自动引发一个Z-Stack序列图像。也就是说，载玻片需要在不同的聚焦面上被重复成像。乳房活检组织切片包含脂肪细胞。在适合于采集没有这样的空虚部位的组织结构的普通成像状况下，脂肪细胞的图像不能充分探测。因此，包含这样的组织的载玻片需要调整探测方法来使组织的各个部分都能成像。从背景信号中分离出组织信号的探测阈值比用于均匀光学密度的组织切片的标准值降低。

如果扫描仪可以读出组织染色条形码，或者代表相同信息的其他类型的图形表征，照明颜色通过选择染色吸收光谱的最佳光学部分的波长来调整创造最大对比度。例如，当被苏木紫和曙红染色的组织切片成像，照明颜色中的一种被选择在曙红的吸收峰附近（525nm）。然而，当使用苏木紫和二氨基联苯胺染色的组织切片成像，照明颜色中的一种可以被选择在吸收峰波长范围为385～430nm，480～500nm以及575～585nm。

显微镜中聚光器的孔径通过扫描器被开或者关，来适合于相关载玻片的照明。减小聚光器的数值孔径产生锐化成像和增加对比度的影响。另外，调整扫描仪的照明光谱，通过改变相关照明颜色来适合于观察图像的颜色表现。如果被扫描的组织被一个或多个荧光造影剂（例如，Alexa Fluor488或量子点），载玻片上的代码指导扫描仪激活一个或多个激发波长，或一个或多个反射滤光片（或捕捉光谱数据的等效方法），不论亮区域的成像是否与荧光图像一起被捕捉。

在组织形态学载玻片中，扫描仪可以在低分辨率下扫描（例如，取样距离为470nm/像素）。在细胞学样品的情况下，扫描器可以在高分辨率（例如，取样距离为235nm/像素或者更少）和在载玻片中的多重深度下扫描。另外，如果来自实验室信息系统的扫描仪的说明包括载玻片的数量和每个载玻片的染色类型，扫描仪可以用来具有以下的功能（不受限制）：通过比色成像分析，确认解码染色信息与相应载玻片上的组织的表现相匹配；确认通过实验室信息系统或中间设备产生的所有载玻片在扫描序列中可以看到；核实所有载玻片的质量，包括盖玻片上泡沫出现的影响，或者预备组织较差的质量（例如，组织的褶皱、撕裂和破裂）。

这些功能需要在成像扫描之前通过预扫描来优化特定的功能。在预先扫描过程中，扫描仪对载玻片关于特定的案例的观察，传回适当的质量监控应用程序，例如中间设备的应用，甚至是实验室信息系统。根据一些预先在质量监视应用程序中设定的准则，在预扫描过程中收集的信息被用来设计和实现载玻片扫描的最佳模式。可选地，载玻片的扫描探测到的信息仅仅是一个识别源（例如组织样品、染色使用和病理记录），基于上述识别数据，最佳的扫描模式被与载玻片相关的实验室信息系统直接传播得到。

应用本实施例时，投料器12包括一个用于读取由投料器12承载的每个载玻片16合并的信息的扫描仪14。基于这样的信息，在扫描载玻片得到相应的成像数据之前，控制组件18将载玻片信息转换成控制信号，用以选择使用的照明类型，例如透射光源20或落射照明光源22。相同地，控制组件18选择合适的多波段光源23或者滤光器来提供所需的照明波长。孔径控制器24被使用来调整聚光器27的孔径26到预定的水平。对于同一载玻片的扫描顺序，高度控制器28可以在不同的预定高度调整显微镜的聚焦距离。扫描显微镜10扫描获得的成像储存在计算机30中，和/或在监视器32中实时播放，和/或通过打印机34打印，和/或通过电信端口36传输到其他地方。计算机30用来选择预定的模式结合，来调整系统的所有控制活动，分析成像数据和为后续扫描处理的数据调整指令。基于最初的扫描结果，计算机30可以提供反馈到系统，所以可以进行进一步的调整来优化最后结果。例如，如果波长选择不能提供足够的颜色对比度，可以驱动不同的光源组合或者滤光器。

本实用新型尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种光学扫描显微镜系统，其特征在于：包括一用于放置载玻片的载物台，所述载物台的上方分别设置一用于使所述载玻片中样品成像的扫描显微镜和一用于识别所述载玻片中样品的样品信息的传感器，所述载物台的下方设置有一光源；所述扫描显微镜与一用于捕获所述载玻片中样品的图像数据的检测器连接，所述检测器与一计算机连接，将所述图像数据传输至所述计算机中进行处理；还包括一控制组件，所述控制组件的输入端与所述传感器连接，所述控制组件的输出端与一孔径控制器连接，所述孔径控制器与所述光源连接。

2.根据权利要求1所述的光学扫描显微镜系统，其特征在于：所述载物台上还包括一用于将复数个的载玻片有序地放置在载物台上的投料器。

3.根据权利要求1所述的光学扫描显微镜系统，其特征在于：所述样品信息设置在所述载玻片的标签中，所述传感器为扫描仪。

4.根据权利要求1所述的光学扫描显微镜系统，其特征在于：所述计算机与一监视器，一打印机或者一电信端口中的一种或多种连接。

5.根据权利要求1所述的光学扫描显微镜系统，其特征在于：所述载物台的上方还设有一落射照明光源，所述落射照明光源包括一落射照明光源孔径控制器，所述落射照明光源孔径控制器与所述控制组件的输出端连接。