CN203083858U - 一种远程由玻璃切片获得数字切片的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型设计了一种实现了快速由玻璃切片获得数字切片的装置，通过本装置解决了玻璃切片的缺陷带来的问题。包括载片盒总成、载物平台总成、成像扫描总成、取片机械手总成和控制及数据处理单元，载片盒总成为载片安放库；载物平台总成具备在水平方向、垂直方向和竖直方向的三维移动，满足玻璃切片在光学显微镜下聚焦的要求；取片机械手总成从载片盒中取出玻璃切片并准确的放置在载物平台总成上。本实用新型对玻璃切片读取技术人员的技术要求也有所降低，只要可以操作装置就能完成数字切片制备工作。另外，本装置可以适用于其他的控制方式，同时也能完成工作。

Description

一种远程由玻璃切片获得数字切片的装置

技术领域

该方案主要应用于远程医学会诊分析，用于医院医生进行病理分析、远程会诊等过程中对玻璃切片转化为数字切片的制备。 

背景技术

远程医学是将计算机、图像处理和通讯技术相互整合,最终实现大数据真彩色图像异地传输的一门学科。随着网络传输技术及其医学可视化水平的不断发展,该领域为最大程度整合与共享医学资源提供了可能,已经越来越广泛地应用于医疗诊断和治疗,并日益显示出其重要性。[1]朱晨雁,施华强.远程病理诊断的现状与发展趋势[M].诊断病理学杂志.2010,17(1)：49、53。 

目前，我国医疗资源总体严重不足，且分布极不均衡。中国人口占世界的五分之一，但医疗卫生资源仅占世界的百分之二。医疗资源的大部分都集中在城市，而在城市中又有80%的资源集中在大医院。其次，由于我国医疗资源存在配置不合理的问题，因此导致看病难的问题普遍存在。一方面是不少人异地就医，即增加了就医困难，又加大经济负担；另一方面造成大医院人满为患。随着网络医疗异地专家会诊的发展，远程医疗已经成为现实，数据更加便于传输，让为数不多的医术高明的专家不出门就可以给各地的病人会诊进行病理分析，节省了医生的时间和精力，也减轻了病人来往奔波的经济负担。[2]新闻：看病难之二，医疗资源不足、分布不均。 

此外，病理分析大多以细胞、组织或器官的玻璃切片为研究对象，玻璃切片在使用中存在较大的局限性，例如医生对切片的观察必须局限在实验室，要借助于显微镜才能实现，因此研究的时间和空间受到一定程度的限制。其次，玻璃切片在制作和使用过程中容易破损，而且标本容易褪色，不易永久保存。 

实用新型内容

为了解决现有技术的不足，避免传统玻璃切片的上述缺点，为了给远程会诊提供病理依据，提出了数字切片的概念。数字切片并非一张静态图片，它是包含了玻璃切片上的所有病变信息，此数字切片（超大空间、高分辨率图片）可以在电脑上进行任意的放大和缩小，并利用数字切片可以观测到玻璃切片上的任何一个位置，也可以将相应的位置放大到5倍、10倍、20倍、40倍，如同在显微镜上的放大缩小一样。使用者可以在计算机或其他服务终端上远程观察数字切片上的图像，而无需借助显微镜，具有远在咫尺却身临其境的效果。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案为： 

一种远程由玻璃切片获得数字切片的装置，包括以下特征： 

载片盒总成：载片盒总成是由安装在同一旋转平台上的若干载片盒组成的，且在所述载片盒中具有上下并列设置的玻璃切片插槽，所述载片盒在上下方向上位置可移动；整个载片盒可以沿轨道上下移动，来实现玻璃切片相对上下位置的改变；通过载片盒总成绕安装轴的转动实现不同载片盒位置改变； 

载物平台总成：载物平台总成具备在水平方向、垂直方向和竖直方向的三维移动功能，满足玻璃切片在光学显微镜下聚焦的要求； 

成像扫描总成：包括光学显微镜、照相机和存储器，所述成像扫描总成以悬臂的形式探伸于载物平台总成的正上方，所述光学显微镜：用于聚焦、放大玻璃切片中的图像；照相机：从光学显微镜的目镜处的数字图像获取装置；存储器：用于存储图像； 

取片机械手总成，取片机械手总成从载片盒中取出玻璃切片并准确的放置在载物平台总成上，准确放置后机械手转动九十度，等待平台聚焦扫描，图像扫描完毕后机械手回转九十度，取片放置在盛放扫描后玻璃切片的专用载片盒内，可实现水平面内x、y方向的移动； 

控制及数据处理单元：用于控制取片机械手总成、载物平台总成和载片盒总 成中驱动电机的动作，以及控制成像扫描总成的采集信息、读取和存储。 

所述载片盒为四个，且竖直状态的安装在旋转平台上形成四个单元，由控制系统控制其转动实现不同玻璃切片取片功能，以满足取片机械手水平取片位置固定的要求，每一单元中可以盛放多个玻璃切片，一次最多可放120片，玻璃切片上下阵列的插放在玻璃切片插槽中，等待使用，是玻璃切片样品库。 

载物平台总成包括平台和三维调整机架，所述三维调整机架由三套丝杠导轨和驱动电机组成，具有在水平方向、垂直方向和竖直方向的三维移动的功能，所述平台安装在三维调整机架的立柱上，处于水平状态。 

取片机械手总成包括机械臂和取片机械手，所述取片机械手为钳夹式机械手，所述机械臂具有水平旋转和直线移动两个自由度，首先取片机械手抓取玻璃切片，然后机械臂直线运动和水平旋转后将玻璃切片准确置于载物平台总成后释放，放置后机械臂转动九十度，等待平台聚焦扫描，图像扫描完毕后机械臂回转九十度，取玻璃切片并送回载片盒内。 

本实用新型的有益效果是：解决了现有的远程医疗仅仅停留在理论水平的问题，提供一种实用的设备。同时该设备可以提升医院的诊断水平，加强质量控制,提高竞争力；确诊率提高，时间缩短，及时治疗，福及病人；病人不再到大城市、大医院疲于奔命，留住病人，医院效益提升；降低误诊和医疗事故，减少医患纠纷。 

附图说明

图1为本实用新型的立体图之一； 

图2为本实用新型的立体图之二； 

图3为取片机械手总成立体图； 

图4为载物平台总成立体图； 

图5为载片盒总成立体图； 

图6为载片盒立体图； 

图中：1载片盒总成，11载片盒，12旋转平台，13玻璃切片插槽，2载物平台总成，21平台，22三维调整机架，3成像扫描总成，31光学显微镜，32照相机，4取片机械手总成，41机械臂，42取片机械手，43电磁吸合机构。 

具体实施方式

如图1至图6所示， 

一种远程由玻璃切片获得数字切片的装置，包括以下特征： 

载片盒总成1：载片盒总成是由安装在同一旋转平台12上的若干载片盒11组成的，旋转平台12有一独立的驱动电机进行驱动，且在载片盒中具有上下并列设置的玻璃切片插槽13，载片盒在独立驱动装置的作用下可以上下移动，随时调整插槽的上下位置，配合数字编码，可以实现精确调整。在该总成中载片盒11为四个，且竖直状态的安装在旋转平台上形成四个单元，由控制系统控制其转动实现不同玻璃切片取片功能，以满足取片机械手水平取片位置固定的要求，每一单元中可以盛放多个玻璃切片，一次最多可放120片，玻璃切片上下阵列的插放在玻璃切片插槽中，等待使用，是玻璃切片样品库，可以根据需要进行取样。 

载物平台总成2：载物平台总成包括平台21和三维调整机架22，三维调整机架由三套丝杠导轨和驱动电机组成，具有在水平方向、垂直方向和竖直方向的三维移动的功能，和数控机床的上将平台具有类似的结构，如图所示，平台21安装在三维调整机架的立柱上，处于水平状态，这样通过调整三维调整机架的状态调整平台的位置，使得载物平台总成具备在水平方向、垂直方向和竖直方向的三维移动，满足玻璃切片在光学显微镜下聚焦的要求。同时在平台上设有玻璃切点固定机构，如定位槽。 

成像扫描总成3：包括光学显微镜31、照相机32和存储器，成像扫描总成以悬臂的形式探伸于载物平台总2成的正上方，光学显微镜31：用于聚焦、放大玻璃切片中的图像；照相机32：从光学显微镜的目镜处的数字图像获取装置；存储 器：用于存储图像；用于从玻璃切片上提取信心并转化为数字信息。 

取片机械手总成4，取片机械手总成包括机械臂41和取片机械手42，取片机械手42为钳夹式机械手，在一电磁吸合机构43的作用下可以张开和合拢，机械臂41具有水平旋转和直线移动两个自由度，如图所示，这是很容易实现的，首先取片机械手抓取玻璃切片，然后机械臂直线运动和水平旋转后将玻璃切片准确置于载物平台总成后释放，放置后机械臂转动九十度，等待平台聚焦扫描，图像扫描完毕后机械臂回转九十度，取玻璃切片并送回载片盒内。取片机械手总成的作用就是从载片盒中取出玻璃切片并准确的放置在载物平台总成上。 

控制及数据处理单元：用于控制取片机械手总成、载物平台总成和载片盒总成中驱动电机的动作，以及控制成像扫描总成的采集信息、读取和存储。 

结合本装置详细步骤构成如下： 

第一步：控制及数据处理单元中的控制器对所控部件发出信号； 

第二步：载片盒总成中的驱动电机接收信号后，驱动载片盒调整位置，到达指定位置后向控制器发出反馈信号；取片机械手总成中的驱动电机接收信号后，驱动机械手到达取片位置向控制器发出反馈信号；载物平台总成中的驱动电机收到信号后，调整平台位置，平台到达指定位置后向控制器发出反馈信号； 

第三步：控制器收到步骤2中的反馈信号，向取片机械手驱动电机发出取片控制信号，其驱动取片机械手完成取片后向控制器发出反馈信号； 

第四步：控制器收到步骤三中的反馈信号，向取片机械手驱动电机发出移动控制信号，取片机械手驱动电机收到信号后，驱动取片机械手向平台前方指定位置移动，到达指定位置后，向控制器发出反馈信号； 

第五步：控制器收到步骤四中的反馈信号，向取片机械手驱动电机发出送片控制信号，取片机械手驱动电机收到信号后，驱动取片机械手向平台放片，放片结束退回指定位置，并转动九十度，向控制器发出反馈信息后等待指令； 

第六步：载物平台总成调整好玻璃切片的位置后，向控制器1发出反馈信号， 控制器1收到信号后向载物平台总成发出调整位置信号，载物平台总成驱动电机收到信号后，调整平台的位置，实现聚焦后向控制器发出反馈信号； 

第七步：控制器收到步骤五和步骤六中的反馈信号后向数据读取装置发出读取信号，完成数据读取后，向控制器1发出反馈信号，并将数据存入图像处理系统3； 

第八步：控制器收到步骤七中的反馈信号后向载物平台总成驱动电机发出调整位置信号，重复第六步、第七步，直至读取完毕，向控制器接发出完毕信号。 

第九步：控制器收到步骤八中的反馈信号后，向取片机械手总成发出从平台取片、送片控制信号，取片机械手总成驱动电机收到信号后，驱动机械手从平台取片，取片结束退回指定位置，并转动九十度，送回载片盒，并向控制器1发出反馈信号； 

第十步：控制器收到步骤九中的反馈信号后，载片盒总成接收信号后，驱动载片盒调整位置，到达指定位置后向控制器1发出反馈信号； 

第十一步：控制器收到步骤十中的反馈信号后，向取片机械手总成发出送片信号，取片机械手驱动电机收到信号后，驱动机械手向载片盒放片，放片结束退回指定位置，向控制器1发出反馈信息后等待指令； 

第十二步：一个读片过程结束，控制器继续发出信号重复上述步骤，直至最后一片读取完毕，发出完成信号，读片过程结束。 

上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域相关技术人员对本实用新型的各种变形和改进，均应扩如本实用新型权利要求书所确定的保护范围内。 

Claims (5)

1.一种远程由玻璃切片获得数字切片的装置，其特征在于，包括以下特征：

载片盒总成：载片盒总成是由安装在同一旋转平台上的若干载片盒组成的，且在所述载片盒中具有上下并列设置的玻璃切片插槽，所述载片盒在上下方向上位置可移动；

载物平台总成：载物平台总成具备在水平方向、垂直方向和竖直方向的三维移动功能，满足玻璃切片在光学显微镜下聚焦的要求；

成像扫描总成：包括光学显微镜、照相机和存储器，所述成像扫描总成以悬臂的形式探伸于载物平台总成的正上方，所述光学显微镜：用于聚焦、放大玻璃切片中的图像；照相机：从光学显微镜的目镜处的数字图像获取装置；存储器：用于存储图像；

取片机械手总成，取片机械手总成从载片盒中取出玻璃切片并准确的放置在载物平台总成上；

控制及数据处理单元：用于控制取片机械手总成、载物平台总成和载片盒总成中驱动电机的动作，以及控制成像扫描总成的采集信息、读取和存储。

2.根据权利要求1所述的一种远程由玻璃切片获得数字切片的装置，其特征在于，在所述载物平台总成的下方设有光源。

3.根据权利要求1所述的一种远程由玻璃切片获得数字切片的装置，其特征在于，所述载片盒为四个，且竖直状态的安装在旋转平台上形成四个单元，每一单元中可以盛放多个玻璃切片，玻璃切片上下阵列的插放在玻璃切片插槽中。

4.根据权利要求1所述的一种远程由玻璃切片获得数字切片的装置，其特征在于，载物平台总成包括平台和三维调整机架，所述三维调整机架由三套丝杠导轨和驱动电机组成，具有在水平方向、垂直方向和竖直方向的三维移动的功能，所述平台安装在三维调整机架的立柱上，处于水平状态。

5.根据权利要求1所述的一种远程由玻璃切片获得数字切片的装置，其特征在于，取片机械手总成包括机械臂和取片机械手，所述取片机械手为钳夹式机械手，所述机械臂具有水平旋转和直线移动两个自由度。

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