CN219907698U - 生物体培养监测装置 - Google Patents
生物体培养监测装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN219907698U CN219907698U CN202321296790.3U CN202321296790U CN219907698U CN 219907698 U CN219907698 U CN 219907698U CN 202321296790 U CN202321296790 U CN 202321296790U CN 219907698 U CN219907698 U CN 219907698U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- culture
- micro
- driving
- driving unit
- organism
- 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.)
- Active
Links
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 title claims abstract description 59
- 210000001161 mammalian embryo Anatomy 0.000 claims abstract description 58
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 34
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 claims description 27
- 230000008093 supporting effect Effects 0.000 claims description 10
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 9
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 9
- 210000002257 embryonic structure Anatomy 0.000 claims description 7
- 238000012258 culturing Methods 0.000 claims description 2
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 53
- 238000000034 method Methods 0.000 description 41
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 17
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 16
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 15
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 11
- 230000006870 function Effects 0.000 description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 8
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 7
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 6
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 6
- 230000009471 action Effects 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 230000013020 embryo development Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 2
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 2
- 208000019888 Circadian rhythm sleep disease Diseases 0.000 description 1
- 208000001456 Jet Lag Syndrome Diseases 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 210000002459 blastocyst Anatomy 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 235000013601 eggs Nutrition 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000802 evaporation-induced self-assembly Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 208000033915 jet lag type circadian rhythm sleep disease Diseases 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000001850 reproductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000002054 transplantation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
- Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
- Y02A40/25—Greenhouse technology, e.g. cooling systems therefor
Landscapes
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Abstract
本实用新型提供了一种生物体培养监测装置,该生物体培养监测装置包括生物体培养室、显微光学模块、第一驱动模块和第二驱动模块;生物体培养室内设有恒温转台,恒温转台设有多个培养皿工位;显微光学模块包括光源组件和显微拍摄组件,光源组件用于对胚胎进行照明,显微拍摄组件用于对胚胎进行拍照;第一驱动模块与恒温转台相连,以用于驱动恒温转台绕轴向进行转动;第二驱动模块与显微光学模块相连,第二驱动模块能够同时驱动显微光学模块沿第一方向、第二方向和第三方向中的至少两者进行移动,以使得显微光学模块的移动轨迹能够为曲线。本实用新型可以使得培养皿中的用于放置胚胎的培养微孔可以被灵活布局,从而可以降低胚胎时差培养的成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及辅助生殖技术领域,特别涉及一种生物体培养监测装置。
背景技术
伴随着辅助生殖市场需求的增长,其培养阶段技术的落后逐渐浮现。传统的方式不仅设备和人力资源投入高、工作人员劳动强度大效率偏低,对胚胎发育环境干扰尤为明显。为解决这一系列问题,生物体培养监测装置将成为行业的趋势。生物体培养监测装置具备自动维持温度、气体浓度、全自动拍摄胚胎图像、网络通讯的能力。
现有的生物体培养监测装置,显微镜的拍摄运动范围相对固定,导致培养皿中的培养微孔无法做到灵活布局,并且现有的生物体培养监测装置无法解决因机械运动误差导致的培养皿中的培养微孔的成像偏离图像视野中央的问题。
需要说明的是,公开于该实用新型背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型一般背景技术的理解,而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种生物体培养监测装置,可以解决现有技术中的一个或者多个技术问题。
为达到上述目的,本实用新型提供一种生物体培养监测装置,包括生物体培养室、显微光学模块、第一驱动模块和第二驱动模块;
所述生物体培养室内设有恒温转台,所述恒温转台沿其周向设有多个用于放置培养皿的培养皿工位;
所述显微光学模块包括光源组件和显微拍摄组件,所述光源组件发出的照明光能够穿过所述生物体培养室以对胚胎进行照明,所述显微拍摄组件用于对所述胚胎进行拍照;
所述第一驱动模块与所述恒温转台相连,以用于驱动所述恒温转台绕轴向进行转动;
所述第二驱动模块与所述显微光学模块相连,所述第二驱动模块包括用于驱动所述光源组件和所述显微拍摄组件沿第一方向移动的第一驱动单元、用于驱动所述光源组件和所述显微拍摄组件沿第二方向移动的第二驱动单元以及用于驱动所述显微拍摄组件沿第三方向移动的第三驱动单元,所述第一驱动单元、所述第二驱动单元和所述第三驱动单元彼此相连,其中,所述第三方向与所述生物体培养室的轴向相平行,所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向中的任意两者均相互垂直,且所述第二驱动模块能够同时驱动所述显微光学模块沿所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向中的一者或者至少两者进行移动,当同时驱动所述显微光学模块沿至少两个方向进行移动时,所述显微光学模块的移动轨迹能够为曲线。
可选的,每一个所述培养皿工位内均设有一用于固定所述培养皿的定位基座,所述定位基座的底部设有多个透光孔,便于所述显微光学模块对所述培养皿内的胚胎进行拍摄。
可选的,所述生物体培养室具有可视窗口和取放窗口,所述显微光学模块靠近所述可视窗口设置,随着所述恒温转台的转动,各所述培养皿工位上放置的培养皿能够依次转动至所述可视窗口或者所述取放窗口内。
可选的,所述光源组件设于所述生物体培养室的上方,所述显微拍摄组件设于所述生物体培养室的下方。
可选的,所述第一驱动单元包括第一直线电机和第一支撑座,所述第一直线电机沿所述第一方向布置,第一支撑座与所述第一直线电机的动子相连,所述第一支撑座的顶部设有用于安装所述光源组件的第一安装孔,所述第二驱动单元包括第二直线电机,所述第二直线电机沿所述第二方向布置,所述第一直线电机的定子与所述第二直线电机的动子相连。
可选的,所述显微拍摄组件包括用于对胚胎进行成像的物镜和用于拍摄胚胎的相机,所述物镜的光轴与所述光源组件的光轴共线设置,所述第三驱动单元与所述物镜相连,以驱动所述物镜沿所述第三方向移动。
可选的,所述第三驱动单元包括伺服电机、丝杠、滑台滑块和第二支撑座,所述丝杠与所述伺服电机的转轴同轴相连,所述滑台滑块与所述丝杠螺纹连接,所述第二支撑座与所述滑台滑块相连,所述第二支撑座的顶部设有用于安装所述物镜的第二安装孔。
可选的,所述第三驱动单元还包括滑台底座,所述滑台滑块与所述滑台底座滑动连接,所述滑台底座靠近所述滑台滑块的一侧设有用于供所述丝杠穿过的凹槽,所述滑台底座的靠近所述第三驱动单元的一端设有垫块,所述垫块上设有用于供所述丝杠穿过的通孔。
可选的,所述生物体培养监测装置还包括相连的底板和外壳,所述外壳罩设于所述底板的上方,所述生物体培养室、显微光学模块、第一驱动模块和第二驱动模块均位于由所述底板和所述外壳所围成的空间内,所述外壳的外部设有显示器。
与现有技术相比,本实用新型提供的生物体培养监测装置具有以下优点:
本实用新型提供的生物体培养监测装置包括生物体培养室、显微光学模块、第一驱动模块和第二驱动模块;所述生物体培养室内设有恒温转台,所述恒温转台沿其周向设有多个用于放置培养皿的培养皿工位;所述显微光学模块包括光源组件和显微拍摄组件,所述光源组件发出的照明光能够穿过所述生物体培养室以对胚胎进行照明,所述显微拍摄组件用于对所述胚胎进行拍照;所述第一驱动模块与所述恒温转台相连,并用于驱动所述恒温转台绕轴向进行转动;所述第二驱动模块与所述显微光学模块相连,所述第二驱动模块包括用于驱动所述光源组件和所述显微拍摄组件沿第一方向移动的第一驱动单元、用于驱动所述光源组件和所述显微拍摄组件沿第二方向移动的第二驱动单元以及用于驱动所述显微拍摄组件沿第三方向移动的第三驱动单元,所述第一驱动单元、所述第二驱动单元和所述第三驱动单元彼此相连,其中,所述第三方向与所述生物体培养室的轴向相平行,所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向中的任意两者均相互垂直,且所述第二驱动模块能够同时驱动所述显微光学模块沿所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向中的一者或者至少两者进行移动,当同时驱动所述显微光学模块沿至少两个方向进行移动时,所述显微光学模块的移动轨迹能够为曲线。由于本实用新型提供的生物体培养监测装置中,用于放置培养皿的培养皿工位能够随着恒温转台的转动而转动,且所述显微光学模块能够同时沿至少两个方向进行移动,以使得所述显微光学模块的移动轨迹能够为曲线,由此本实用新型提供的生物体培养监测装置中的显微光学模块的位置可以随着培养皿中的待拍摄胚胎所在的培养微孔的位置的变化而对应变化,以对准待拍摄胚胎所在的培养微孔,从而使得与本实用新型提供的生物体培养监测装置配合使用的培养皿中的用于放置胚胎的培养微孔可以被灵活布局,进而使得单台生物体培养监测装置可以同时兼容多种培养皿,从而可以降低胚胎时差培养的成本。
附图说明
图1为本实用新型一实施方式提供的生物体培养监测装置的内部结构示意图;
图2为图1的主视图;
图3为本实用新型一实施方式提供的生物体培养室与第一驱动模块的连接关系结构图;
图4为本实用新型一实施方式提供的恒温转台的立体结构示意图;
图5为本实用新型一实施方式提供的显微光学模块与第二驱动模块的连接关系结构图;
图6为图4中的A部的局部放大结构示意图;
图7为本实用新型一实施方式提供的第三驱动单元的结构示意图;
图8为本实用新型一实施方式提供的第三驱动单元与物镜之间的连接关系结构图;
图9为本实用新型一实施方式提供的第三驱动单元的剖视图;
图10为本实用新型一实施方式提供的生物体培养监测装置的整体结构示意图;
图11为本实用新型一实施方式提供的生物体培养监测装置控制方法的流程图;
图12为本实用新型一实施方式提供的生物体培养监测装置控制方法的图像反馈矫正流程图;
图13为本实用新型一实施方式提供的电子设备的方框结构示意图。
其中,附图标记如下:
生物体培养室-100;恒温转台-110;培养皿工位-120;定位基座-121;透光孔-122;第一透光孔-1221;第二透光孔-1222;台阶部-123;可视窗口-130;取放窗口-140;第一壳体-150;第二壳体-160;
显微光学模块-200;光源组件-210;显微拍摄组件-220;物镜-221;相机-222;
第一驱动模块-300;第二驱动模块-400;第一驱动单元-410;第一直线电机-411;第一支撑座-412;第二驱动单元-420;第二直线电机-421;第三驱动单元-430;伺服电机-431;丝杠-432;滑台滑块-433;第二支撑座-434;第二安装孔-4341;滑台底座-435;凹槽-4351;垫块-436;动子-4111、4211;定子-4112、4212;联轴器-437;
底板-510;外壳-520;立柱-530;布线管-540;布线孔-541;
显示器-600;
处理器-710;通信接口-720;存储器-730;通信总线-740;
培养皿-1。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式对本实用新型提出的生物体培养监测装置、生物体培养监测装置控制方法、电子设备和可读存储介质作进一步详细说明。根据下面说明,本实用新型的优点和特征将更清楚。需要说明的是,附图采用非常简化的形式且均使用非精准的比例,仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施方式的目的。为了使本实用新型的目的、特征和优点能够更加明显易懂,请参阅附图。须知,本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本实用新型实施的限定条件,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在与本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的相同或近似的情况下,均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“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实用新型和简化描述,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实用新型的限制。另外,在本实用新型的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;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或两个元件的相互作用关系。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实用新型中的具体含义。
此外,在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
本实用新型的核心思想在于提供一种生物体培养监测装置、生物体培养监测装置控制方法、电子设备和可读存储介质,可以解决现有的生物体培养监测装置,由于显微镜的拍摄运动范围相对固定,导致培养皿中的培养微孔无法做到灵活布局的问题。进一步地,本实用新型提供的生物体培养监测装置控制方法还可以实现图像反馈矫正功能,有效避免拍摄的培养微孔和胚胎偏移出显微光学模块的视野范围的问题的发生。
需要说明的是,本实用新型提供的生物体培养监测装置控制方法可应用于本实用新型提供的电子设备和可读存储介质,本实用新型提供的电子设备可应用于本实用新型提供的生物体培养监测装置,以用作生物体培养监测装置中的控制器,其中,本实用新型提供的电子设备可以是个人计算机、移动终端等,该移动终端可以是手机、平板电脑等具有各种操作系统的硬件设备。
为实现上述思想,本实用新型提供一种生物体培养监测装置,请参考图1至图5,其中图1示意性地给出了本实用新型一实施方式提供的生物体培养监测装置的内部结构示意图;图2为图1的主视图;图3示意性地给出了本实用新型一实施方式提供的生物体培养室100与第一驱动模块300的连接关系结构图;图4示意性地给出了本实用新型一实施方式提供的恒温转台110的立体结构示意图;图5为示意性地给出了本实用新型一实施方式提供的显微光学模块200与第二驱动模块400的连接关系结构图。如图1至图5所示,本实用新型提供的生物体培养监测装置包括生物体培养室100、显微光学模块200、第一驱动模块300和第二驱动模块400;所述生物体培养室100内设有恒温转台110,所述恒温转台110沿其周向设有多个用于放置培养皿1的培养皿工位120;所述显微光学模块200包括光源组件210和显微拍摄组件220,所述光源组件210发出的照明光能够穿过所述生物体培养室100以对胚胎进行照明,所述显微拍摄组件220用于对所述胚胎进行拍照;所述第一驱动模块300与所述恒温转台110相连,以用于驱动所述恒温转台110绕轴向进行转动;所述第二驱动模块400与所述显微光学模块200相连,以用于驱动所述显微光学模块200沿多个方向进行移动,且所述第二驱动模块400能够同时驱动所述显微光学模块200沿一个方向或者至少两个方向进行移动,以使得所述显微光学模块200的移动轨迹能够为曲线。当所述第二驱动模块400驱动所述显微光学模块200沿一个方向进行移动时,所述显微光学模块200的移动轨迹为直线。
由于本实用新型提供的生物体培养监测装置中,用于放置培养皿1的培养皿工位120能够随着恒温转台110的转动而转动(具体实现方式可参考中国专利申请202310342493.6),且所述显微光学模块200能够在第二驱动模块400的作用下同时沿至少两个方向进行移动,以使得所述显微光学模块的移动轨迹可以为曲线,由此本实用新型提供的生物体培养监测装置中的显微光学模块200的位置可以随着培养皿1中的待拍摄胚胎所在的培养微孔的位置的变化而对应变化,以对准待拍摄胚胎所在的培养微孔,从而使得与本实用新型提供的生物体培养监测装置配合使用的培养皿1中的用于放置胚胎的培养微孔可以被灵活布局,进而使得单台生物体培养监测装置可以同时兼容多种培养皿1,从而可以降低胚胎时差培养的成本。
需要说明的是,如本领域技术人员所能理解的,所述培养皿1中设有多个培养微孔,每一个所述培养微孔均能够容纳一个胚胎。还需要说明的是,如本领域技术人员所能理解的,所述光源组件210发出的照明光的波长和功率大小需要根据实际情况进行综合考虑,以保证在对胚胎光照伤害尽量小的情况下满足成像质量要求。在胚胎时差培养过程中,光源组件210只在观察或成像期间才会发出照明光,以尽可能降低对胚胎的光照伤害。
具体地,当需要对某一培养皿工位120上放置的培养皿1中的多个胚胎进行拍摄时,可以先通过所述第一驱动模块300带动所述恒温转台110进行旋转,以将该培养皿1转动至所述显微光学模块200所能到达的拍摄空间内(例如下文中所述的可视窗口130内),然后针对该培养皿1中的每一个胚胎,通过所述第二驱动模块400带动所述显微光学模块200沿多个方向进行移动,以将所述显微光学模块200调整至与该胚胎所在的培养微孔相对应的位置处,从而完成该胚胎的拍摄。
请继续参考图5,如图5所示,在一种示范性的实施方式中,所述光源组件210和所述显微拍摄组件220分设于所述生物体培养室100的轴向两侧。进一步地,如图5所示,所述光源组件210设于所述生物体培养室100的上方,所述显微拍摄组件220设于所述生物体培养室100的下方。由此,所述光源组件210和所述显微拍摄组件220可以构成倒置显微镜系统,通过采用倒置显微镜系统,可以更加便于实现光学调焦的功能。
请继续参考图4和图6,其中,图6为图4中的A部的局部放大结构示意图。如图4和图6所示,在一种示范性的实施方式中,每一个所述培养皿工位120内均设有一用于固定所述培养皿1的定位基座121,所述定位基座121为凹槽式结构,所述定位基座121的底部设有多个透光孔122。由此,通过在每一个所述培养皿工位120内均设置一个定位基座121,不仅可以更好地起到固定培养皿1的作用,防止培养皿1在生物体培养监测装置中发生剧烈晃动,而且还可以实现以接触热传导的方式对培养皿1进行恒温加热的效果,以保证加热的均匀性,从而提高胚胎时差培养效果。同时还可以有效避免不同的培养皿1需要搭配不同型号的生物体培养监测装置才能使用,从而可以有效降低用户的使用成本,为用户提供更多的选择。此外,通过在所述定位基座121内设置多个与培养皿1底部的定位凸台相配合的透光孔122,不仅可以起到透光的作用,还可以进一步起到稳固地固定培养皿1的作用,为便于理解,培养皿1的结构例如可参考中国申请202310155211.1或者202310042407.X。每个培养皿1设置有多个用于容纳胚胎的培养微孔。
需要说明的是,如本领域技术人员所能理解的,所述定位基座121与所述培养皿1之间可以通过形状匹配、尺寸公差配合形成精确定位。
请继续参考图6,如图6所示,所述定位基座121的内壁上设有周向设置的台阶部123。由此,通过所述台阶部123不仅可以对所述培养皿1起到支撑作用,还可以保证所述培养皿1能够与所述定位基座121直接接触,从而可以顺利实现以接触热传导的方式对培养皿1进行恒温加热的效果。
进一步地,如图6所示,所述多个透光孔122包括至少一个横截面呈圆形设置的第一透光孔1221和至少一个横截面呈长条形设置的第二透光孔1222。由此,通过设置不同形状的透光孔122,可以保证所述定位基座121能够与不同类型的培养皿1进行适配,以进一步使得本实用新型提供的生物体培养监测装置可以同时兼容多种培养皿1。
请继续参考图1,如图1所示,在一种示范性的实施方式中,所述生物体培养室100具有可视窗口130和取放窗口140,所述显微光学模块200靠近所述可视窗口130设置,随着所述恒温转台110的转动,各所述培养皿工位120上放置的培养皿1能够依次转动至所述可视窗口130或者所述取放窗口140内。具体地,当需要对某一培养皿工位120上放置的培养皿1中的胚胎进行拍摄时,先通过第一驱动模块300将该培养皿1转动至所述可视窗口130内,再针对该培养皿1中的每一个胚胎,通过所述第二驱动模块400带动所述显微光学模块200沿多个方向进行移动,以将所述显微光学模块200调整至与该胚胎相对应的位置处,从而完成该胚胎的拍摄;当需要对某一培养皿工位120进行培养皿1的取放操作时,可以通过所述第一驱动模块300将该培养皿放置工位转动至所述取放窗口140内,以进行培养皿1的取放操作。由于所述显微光学模块200是靠近所述可视窗口130设置的,由此在将待拍摄的培养皿1转动至所述可视窗口130内后,无需通过所述第二驱动模块400大幅度调整所述显微光学模块200的位置,而只需通过微调所述显微光学模块200的位置,即可将所述显微光学模块200调整至与待拍摄的胚胎相对应的位置处,从而更加便于操作。需要说明的是,如本领域技术人员所能理解的,所述生物体培养室100的顶部和底部各设有一个所述可视窗口130,其中,位于所述生物体培养室100的顶部的所述可视窗口130设于位于所述生物体培养室100的底部的所述可视窗口130的正上方。
请继续参考图1,如图1所示,在一种示范性的实施方式中,所述生物体培养室100还包括可拆卸式相连的第一壳体150和第二壳体160,其中,所述第一壳体150罩设于所述第二壳体160的上方,所述第一壳体150与所述第二壳体160共同围成用于容纳所述恒温转台110的腔室。由此,此种设置不仅可以保证所述生物体培养室100的内部能够形成适合胚胎培养的密闭环境,而且可以更加便于所述生物体培养室100的组装与拆卸。
在一种示范性的实施方式中,所述可视窗口130采用透明材料制作而成。由此,通过采用透明材料制成所述可视窗口130,不仅可以保证所述光源组件210发出的照明光能够穿过所述可视窗口130以对位于所述可视窗口130内的培养皿1中的胚胎进行照明,而且可以保证所述生物体培养室100的密闭性,提高胚胎的时差培养效果。
在一种示范性的实施方式中,所述取放窗口140处设有舱门,当完成培养皿1的取放操作后,关闭舱门,以保证所述生物体培养室100可以形成密封的室内环境。进一步地,对应于舱门,可以设置一电磁锁,以对舱门起到锁扣作用。需要说明的是,如本领域技术人员所能理解的,运行过程中,为了安全起见,恒温转台110转动过程中舱门不能被打开,恒温转台1101转动停止后,才能通过电磁锁打开舱门。更进一步地,为了提高安全性,还可设置一传感器以监测舱门是否关闭,在此不作过多描述。
请继续参考图1、图2和图5,如图1、图2和图5所示,在一种示范性的实施方式中,所述第二驱动模块400包括用于驱动所述光源组件210和所述显微拍摄组件220沿第一方向移动的第一驱动单元410、用于驱动所述光源组件210和所述显微拍摄组件220沿第二方向移动的第二驱动单元420以及用于驱动所述显微拍摄组件220沿第三方向移动的第三驱动单元430,所述第一驱动单元410、所述第二驱动单元420和所述第三驱动单元430彼此相连,其中,所述第三方向与所述生物体培养室100的轴向相平行,所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向中的任意两者均相互垂直。具体地,所述第一方向为与基于所述显微拍摄组件220的初始位置创建的三维坐标系的X轴方向相平行的方向,所述第二方向为与所述三维坐标系的Y轴方向相平行的方向,所述第三方向为与所述三维坐标系的Z轴相平行的方向(即竖直方向)。由此,通过所述第一驱动单元410可以驱动所述光源组件210和所述显微拍摄组件220在水平面内沿X向(即第一方向)进行往复移动,通过所述第二驱动单元420可以驱动所述光源组件210和所述显微拍摄组件220在水平面内沿Y向(即第二方向)进行往复移动,从而在所述第一驱动单元410和所述第二驱动单元420的共同作用下,可以将所述光源组件210移动至目标培养微孔的正上方,将所述显微拍摄组件220移动至目标培养微孔的正下方,以便于目标培养微孔内的胚胎的观察或拍摄;通过所述第三驱动单元430可以驱动所述显微拍摄组件220沿竖直方向(即第三方向)上下移动,以达到光学调焦的功能,使得所述显微拍摄组件220可以拍摄到清晰的目标图像。
进一步地,如图5所示,所述第一驱动单元410与所述第二驱动单元420相连,所述第三驱动单元430与所述第一驱动单元410相连。由此,此种设置,不仅可以保证所述第二驱动模块400可以驱动所述显微光学模块200沿多个方向进行移动(例如XYZ三个方向中的一个做直线运动,或者在其中的至少两个方向同时移动,此时移动轨迹能够达到曲线运动,从而提高移动效率,并且使得位置调节不受限制),而且可以使得所述第二驱动模块400的结构更加紧凑,以节约本实用新型提供的生物体培养监测装置的内部空间。
请继续参考图1和图5,如图1和图5所示,在一种示范性的实施方式中,所述第一驱动单元410包括第一直线电机411和第一支撑座412,所述第一直线电机411沿所述第一方向布置,第一支撑座412与所述第一直线电机411的动子4111固定连接,所述第一支撑座412的顶部设有用于安装所述光源组件210的第一安装孔(图中未示出)。所述第二驱动单元420包括第二直线电机421,所述第二直线电机421沿所述第二方向布置,所述第一直线电机411的定子4112与所述第二直线电机421的动子4211固定连接。直线电机是一种将电能直接转换成直线运动、不需要通过任何中间转换机构的电机,没有机械接触、传动力是在气隙中产生的,结构简单、体积小,其运转可以提高转速运行范围(每秒几微米到数米),且精度和重复精度高,由此,本实用新型通过采用直线电机作为所述第一驱动单元410和所述第二驱动单元420的动力元件,不仅可以提高所述第一驱动单元410和所述第二驱动单元420在运动过程中的平稳性,而且可以提高所述第一驱动单元410和所述第二驱动单元420的运动精度,以使得所述第一驱动单元410和所述第二驱动单元420能够精确地将所述光源组件210移动至目标培养微孔的正上方,将所述显微拍摄组件220移动至目标培养微孔的正下方。
进一步地,如图5所示,所述第一直线电机411的动子4111的长度小于所述第一直线电机411的定子4112的长度,所述第二直线电机421的动子4211的长度小于所述第二直线电机421的定子4212的长度。由此,此种设置可以进一步保证所述第一直线电机411和所述第二直线电机421在运动过程中的稳定性。
在一种示范性的实施方式中,所述第一驱动单元410还包括用于测量所述第一直线电机411的动子4111和定子4112的相对位移的第一位移传感器(图中未示出),所述第一位移传感器设于所述第一直线电机411的动子4111上,且所述第一位移传感器和所述第一直线电机411均与下文中的控制器相连;所述第二驱动单元420还包括用于测量所述第二直线电机421的动子4211和定子4212的相对位移的第二位移传感器(图中未示出),所述第二位移传感器设于所述第二直线电机421的动子4211上,且所述第二位移传感器和所述第二直线电机421均与下文中的控制器相连。由此,通过所述第一位移传感器可以测量所述第一直线电机411的动子4111的位置信号,并反馈给所述控制器,从而确保所述控制器能够控制所述第一直线电机411的动子4111运动到指令位置,以形成精密位移控制。同理,通过所述第二位移传感器可以测量所述第二直线电机421的动子4211的位置信号,并反馈给所述控制器,从而确保所述控制器能够控制所述第二直线电机421的动子4211运动到指令位置,以形成精密位移控制。需要说明的是,如本领域技术人员所能理解的,所述第一位移传感器和所述第二位移传感器包括但不限于为光栅尺。
请继续参考图5,如图5所示,所述第一直线电机411的定子4112安装于所述第二直线电机421的动子4211的顶面,并且固定在所述动子4211的顶面,能够在所述第二直线电机421的动子4211带动下整体沿Y向进行微调。由此,此种设置,不仅可以使得所述第二驱动模块400的结构更加紧凑,以充分节约空间,而且可以避免所述第一驱动单元410和所述第二驱动单元420二者之间的运动发生相互干扰(即,第一直线电机能够顺利沿X向运动,第二直线电机能够顺利沿Y向运动,彼此不会干扰)。
进一步地,如图5所示,所述第一支撑座412呈C型设置,由此,此种设置,不仅可以更加便于将所述光源组件210置于所述恒温转台110的上方,而且也可以避免所述第一支撑座412对所述恒温转台110的转动造成阻挡。
请继续参考图5,如图5所示,在一种示范性的实施方式中,所述显微拍摄组件220包括用于对胚胎进行成像的物镜221和用于拍摄胚胎的相机222,所述物镜221的光轴与所述光源组件210的光轴共线设置,所述第三驱动单元430与所述物镜221相连,以驱动所述物镜221沿所述第三方向移动。由此,通过所述第三驱动单元430可以驱动所述物镜221沿竖直方向(即第三方向)上下运动,从而可以对位于所述物镜221上方的胚胎进行清晰对焦,以保证所述相机222所拍摄到的目标图像的清晰度。
请继续参考图7至图9,其中,图7示意性地给出了本实用新型一实施方式提供的第三驱动单元430的结构示意图;图8示意性地给出了本实用新型一实施方式提供的第三驱动单元430与物镜221之间的连接关系结构图;图9示意性地给出了本实用新型一实施方式提供的第三驱动单元430的剖视图。如图7至图9所示,在一种示范性的实施方式中,所述第三驱动单元430包括伺服电机431、丝杠432、滑台滑块433和第二支撑座434,所述丝杠432与所述伺服电机431的转轴同轴相连,所述滑台滑块433与所述丝杠432螺纹连接,所述第二支撑座434与所述滑台滑块433相连,所述第二支撑座434的顶部设有用于安装所述物镜221的第二安装孔4341。由此,通过所述伺服电机431可以带动所述丝杠432同步转动,进而带动所述滑台滑块433沿竖直方向(即第三方向)上下移动,从而带动所述第二支撑座434以及安装于所述第二支撑座434上的物镜221同步沿竖直方向(即第三方向)上下移动。
进一步地,所述伺服电机431与下文中的所述控制器相连,通过所述伺服电机431上的编码器可以实时监测所述伺服电机431的转子的角位移,并反馈给所述控制器,从而确保所述控制器能够控制所述伺服电机431的转子运动到对应的指令位置,进而保证所述伺服电机431能够驱动所述物镜221移动到指定位置,以形成精密位移控制。
进一步地,如图7至图9所示,在一种示范性的实施方式中,所述第三驱动单元430还包括滑台底座435,所述滑台底座435与所述第一驱动单元410相连,所述滑台滑块433与所述滑台底座435滑动连接,所述滑台底座435靠近所述滑台滑块433的一侧设有用于供所述丝杠432穿过的凹槽4351,所述滑台底座435的靠近所述第三驱动单元430的一端设有垫块436,所述垫块436上设有用于供所述丝杠432穿过的通孔。由此,通过设置滑台底座435,不仅可以对所述滑台底座435起到一定的限位作用,以保证所述滑台滑块433在沿竖直方向(即第三方向)上下移动过程中的平稳性,而且还可以对所述丝杠432起到一定的限位作用,以保证丝杠432在跟随所述伺服电机431转动过程中的稳定性。此外,通过设置所述滑台底座435还可以对所述伺服电机431、所述丝杠432和所述滑台滑块433起到一定的支撑作用。
请继续参考图7至图9,如图7至图9所示,进一步地,所述丝杠432可以通过一联轴器437与所述伺服电机431的转轴同轴相连。由此,此种设置,可以提高所述丝杠432与所述伺服电机431的转轴的连接稳定性。
在一种示范性的实施方式中,所述第一驱动模块300包括步进电机。由此,通过采用步进电机来驱动所述恒温转台110进行360°旋转,可以有效保证所述第一驱动模块300能够带动待操作培养皿工位120转至对应的指定位置处。
进一步地,所述步进电机与下文中的所述控制器相连,通过所述步进电机上的编码器可以实时监测所述步进电机的转子的角位移,并反馈给所述控制器,从而确保所述控制器能够控制所述步进电机的转子运动到对应的指令位置,进而保证所述步进电机能够驱动待操作培养皿工位120转至指定位置,以形成精密旋转角度控制。
具体地,针对每一个培养皿工位120均可构建两套运动坐标:一套用于取放培养皿的取放运动坐标,另一套坐标是拍摄运动坐标。其中,针对每一个培养皿工位120,在装置投入使用的初始化配置阶段,以所述第一驱动模块300驱动该培养皿工位120从其初始位置运动至取放区(例如取放窗口140所在区域)内的电机运动步数作为该培养皿工位120的取放运动坐标的绝对坐标值,并存储进内部存储器中的数据库中;以所述第一驱动模块300驱动该培养皿工位120从其初始位置运动至拍摄区(例如取可视窗口130所在区域)内的电机运动步数作为该培养皿工位120的拍摄运动坐标的绝对坐标值,并存储进内部存储器中的数据库中。当需要进行培养皿的取放操作时,通过软件选择指定的培养皿工位120,软件通过选定的培养皿工位120(即待操作培养皿工位120)的编号在存储器中查找对应的取放运动坐标的绝对坐标值,之后自动把该绝对坐标值输入到控制器,控制器会自动根据输入的绝对坐标值为目标位置驱动所述第一驱动模块300旋转,进而带动恒温转台110转动,使得被选定的培养皿工位120运动到指定的取放区(例如取放窗口140所在区域)。同理,当需要进行拍摄时,通过软件选择指定的培养皿工位120,软件通过选定的培养皿工位120(即待操作培养皿工位120)的编号在数据库中查找对应的拍摄运动坐标的绝对坐标值,之后把该绝对坐标值输入到控制器,控制器会自动根据输入的绝对坐标值为目标位置驱动所述第一驱动模块300旋转,进而带动恒温转台110转动,使得被选定的培养皿工位120运动到指定的拍摄区(例如可视窗口130所在区域)。需要说明的是,如本领域技术人员所能理解的,针对每一个培养皿工位120,该培养皿工位120的取放运动坐标的绝对坐标值和拍摄运动坐标的绝对坐标值均可以通过人为标定得到。在上述取放过程中,操作者在一种模式下只需要执行选定培养皿工位的操作,当然也可以在另一种模式下手动输入坐标值。
请继续参考图1、图5和图10,其中图10示意性地给出了本实用新型一实施方式提供的生物体培养监测装置的整体结构示意图。如图1、图5和图10所示,所述生物体培养监测装置还包括相连的底板510和外壳520,所述外壳520罩设于所述底板510的上方,所述生物体培养室100、显微光学模块200、第一驱动模块300和第二驱动模块400均位于由所述底板510和所述外壳520所围成的空间内,所述外壳520的外部设有显示器600。由此,通过将所述生物体培养室100、显微光学模块200、第一驱动模块300和第二驱动模块400设于所述外壳520和所述底板510所围成的空间的内部,可以进一步形成密闭的培养环境,保证胚胎的时差培养效果。通过在所述外壳520的外部设置显示器600,可以将所述显微拍摄组件220拍摄到的目标图像显示在所述显示器600上,从而更加便于用户观察胚胎的生长情况,进一步地,所述显示器600还可以用于显示设备参数。此外,所述底板510还可以起到支撑所述生物体培养室100、显微光学模块200、第一驱动模块300和第二驱动模块400的作用。进一步地,如图3和图10所示,所述生物体培养室100的底端通过多根立柱530与所述底板510相连,所述第二驱动单元420设于所述底板510上。
请继续参考图1和图5,如图1和图5所示,所述生物体培养监测装置内还设有至少一根布线管540,所述布线管540为中空结构,且所述布线管540的管壁上设有多个布线孔541。由此,通过在所述生物体培养监测装置的内部设置所述布线管540,可以更加便于在所述生物体培养监测装置内进行布线,从而使得所述生物体培养监测装置的内部更加整齐。进一步地,如图1和图5所示,所述布线管540设于所述底板510上。由此,通过将所述布线管540设置于所述底板510上,可以更有利于通过所述布线管540进行布线。
在一种示范性的实施方式中,本实用新型提供的生物体培养监测装置还包括控制器(图中未示出),所述第一驱动模块300、所述第二驱动模块400和所述显示器600均与所述控制器通信连接,所述控制器配置为实现下文中的生物体培养监测装置控制方法。关于所述生物体培养监测装置控制方法的具体流程步骤可以参考下文中的相关描述,在此不再进行赘述。
基于同一实用新型构思,本实用新型还提供一种生物体培养监测装置控制方法,请参考图11,其示意性地给出了本实用新型一实施方式提供的生物体培养监测装置控制方法的流程图。如图11所示,本实用新型提供的生物体培养监测装置控制方法包括以下步骤:
步骤S100、获取所述第一驱动模块300的当前位置信息以及待操作培养皿工位120相对于目标区域的运动坐标信息;
步骤S200、根据所述第一驱动模块300的当前位置信息和所述待操作培养皿工位120的运动坐标信息,控制所述第一驱动模块300进行相应运动,以驱动所述待操作培养皿工位120转至所述目标区域内。
具体地,所述目标区域可以为取放区(例如取放窗口140所在区域),也可以为拍摄区(例如可视窗口130所在区域)。当所述目标区域为取放区(例如取放窗口140所在区域)时,所述待操作培养皿工位120相对于所述目标区域的运动坐标信息,是指该待操作培养皿工位120的取放运动坐标的绝对坐标值(即所述第一驱动模块300驱动该培养皿工位120从其初始位置运动至所述取放区内的电机运动步数);当所述目标区域为拍摄区(例如可视窗口130所在区域)时,所述待操作培养皿工位120相对于所述目标区域的运动坐标信息,是指该待操作培养皿工位120的拍摄运动坐标的绝对坐标值(即所述第一驱动模块300驱动该培养皿工位120从其初始位置运动至所述拍摄区内的电机运动步数)。所述第一驱动模块300的当前位置信息是指所述第一驱动模块300的当前步进信息(即所述第一驱动模块300当前已经运动了多少步数)。需要说明的是,步骤S200中,所述“控制所述第一驱动模块300进行相应运动”,会带动所述恒温转台110转动,由此使得所述恒温转台110的特定培养皿工位120(即所述待操作培养皿工位120)转至目标区域。
由于本实用新型提供的生物体培养监测装置控制方法与本实用新型提供的生物体培养监测装置属于同一实用新型构思,因此本实用新型提供的生物体培养监测装置控制方法具有本实用新型提供的生物体培养监测装置的所有优点,具体可以参考上文中有关本实用新型提供的生物体培养监测装置所具有的有益效果的相关描述,故在此不再进行赘述。此外,本实用新型提供的生物体培养监测装置控制方法可以自动将选定的培养皿工位120(即待操作培养皿工位120)转动至目标区域内,不仅可以减少人力成本,而且可以减少人为失误。
在一种示范性的实施方式中,步骤S100中,获取待操作培养皿工位120相对于目标区域的运动坐标信息,包括:
根据所述待操作培养皿工位120的编号,在预先创建的数据库中进行查找,以获取所述待操作培养皿工位120相对于目标区域的运动坐标信息,其中,所述数据库中存储有不同编号的培养皿工位120相对于所述目标区域的运动坐标信息。
具体地,所述数据库中存储有各个编号的培养皿工位120的取放运动坐标(即相对于取放区的运动坐标)的绝对坐标值以及各个编号的培养皿工位120的拍摄运动坐标(即相对于拍摄区的运动坐标)的绝对坐标值。需要说明的是,如本领域技术人员所能理解的,在其它一些实施方式中,还可以人工手动输入待操作培养皿工位120相对于目标区域的运动坐标的坐标绝对值。
所述目标区域为拍摄区,待所述待操作培养皿工位120转至所述目标区域内后,请继续参考图12,其示意性地给出了本实用新型一实施方式提供的生物体培养监测装置控制方法的图像反馈矫正流程图。如图12所示,在一种示范性的实施方式中,所述控制方法还包括以下步骤:
S300:获取所述待操作培养皿工位120内放置的目标培养皿1中的目标培养微孔的位置信息;具体地,一个目标培养皿1内存在多个培养微孔,每一个培养微孔内放置一个胚胎,此处“目标培养微孔”即该培养皿中待拍摄的培养微孔。
S400:根据所述目标培养微孔的位置信息,控制所述第二驱动模块400进行相应运动,以驱动所述显微光学模块200移动至所述目标培养微孔的对应位置处;以及
S500:待所述显微光学模块200移动至所述目标培养微孔的对应位置处后,控制所述显微拍摄组件220对所述目标培养微孔和位于所述目标培养微孔内的胚胎进行拍摄,以获取目标图像。
由此,当所述待操作培养皿工位120转至拍摄区(例如可视窗口130所在区域)内后,先控制所述第二驱动模块400驱动所述显微光学模块200移动至与所述目标培养微孔相对应的位置处,再控制所述显微拍摄组件220(具体为所述显微拍摄组件220中的相机222)对所述目标培养微孔和位于所述目标培养微孔内的胚胎进行拍摄,从而可以实现目标图像的自动化采集,进一步减少人力成本。
进一步地,步骤S400中,所述根据所述目标培养微孔的位置信息,控制所述第二驱动模块400进行相应运动,以驱动所述显微光学模块200移动至对应位置处,包括:
根据所述目标培养微孔的位置信息中的X坐标和Y坐标,分别控制所述第一驱动单元410和所述第二驱动单元420进行相应运动,以驱动所述光源组件210移动至所述目标培养微孔的上方,驱动所述显微拍摄组件220位于所述目标培养微孔的下方;
根据所述目标培养微孔的位置信息中的Z坐标,控制所述第三驱动单元430进行相应运动,以驱动所述物镜221移动至对应位置处,以完成对焦。
由此,当所述目标区域为拍摄区(例如可视窗口130所在区域)时,先控制所述待操作培养皿工位120转至所述拍摄区(例如可视窗口130所在区域)内,再控制所述显微光学模块200中的光源组件210移动至所述目标培养微孔的上方,所述显微拍摄组件220移动至所述目标培养微孔的下方,然后再控制所述物镜221沿竖直方向移动至合适位置,以完成对焦,从而可以有效实现目标图像的自动化采集工作。
在一种示范性的实施方式中,步骤S300中,获取所述待操作培养皿工位120内放置的目标培养皿1中的目标培养微孔的位置信息,包括:
根据所述待操作培养皿工位120的编号、所述目标培养皿1的类型以及所述目标培养微孔的编号,在预先创建的数据库中进行查找,以获取所述目标培养微孔的位置信息,其中,所述数据库中存储有不同编号的培养皿工位120中的不同类型的培养皿1中的各个培养微孔的位置信息。
具体地,所述培养微孔的位置信息是指该培养微孔所在培养皿1旋转至拍摄区(例如可视窗口130所在区域)内后该培养微孔在基于所述显微拍摄组件220的初始位置创建的三维坐标系下的X坐标、Y坐标和Z坐标,该培养微孔的位置信息可以通过人为标定得到。进一步地,在装置投入使用的初始化配置阶段,针对每一种类型的培养皿1,先在培养皿工位120上置入一个该类型的培养皿,然后针对每一个该类型的培养皿1,先将该培养皿1所在的培养皿工位120移动至所述拍摄区(例如可视窗口130所在区域),然后人为标定出该培养皿1中的各个培养微孔的X坐标、Y坐标,并存入内部存储器中的数据库中。进一步地,人类胚胎近似球形、体积微小,时差培养初期受精卵及卵裂期胚胎外径大约120-150μm,后期至囊胚阶段大约为200-300μm,胚胎发育过程中会出现位置偏移和纵向生长,为获取最佳的目标图像信息,针对每一个培养微孔,需要物镜221在竖直方向上作微小运动,以达到光学调焦的功能,具体可以拍摄各个焦平面的图像信息,由算法识别选出最清晰的目标图像,该最清晰的目标图像所对应的所述物镜221在所述三维坐标系下的Z坐标即为该培养微孔所对应的Z坐标。
在实际使用中,机器上预存的位置信息,能够让机器软件判断目标培养皿1的目标培养微孔的位置。但是,由于机器运动的惯性等导致的误差,可能导致目标培养微孔处于图像视野范围内,但是不在成像的视野中央的情况。当出现这种情况时,将多个采集到的图像制作为视频进行播放时,播放画面会有跳动,不利于使用者通过比对各个图像选出适宜移植的胚胎。这种情况下,需要继续进行如下步骤进行纠偏,然后再进行图像采集和存储。
进一步地,如图12所示,在一种示范性的实施方式中,所述控制方法还包括:
步骤S600、采用预设检测算法(例如圆检测或椭圆检测算法)检测出所述目标图像中的培养微孔中心,此培养微孔中心为S500所拍摄的目标培养微孔的实际中心;
步骤S700、判断所述培养微孔中心是否偏离所述目标图像的理论中心;
若是,则控制所述第二驱动模块400中的所述第一驱动单元410和所述第二驱动单元420进行相应运动,以对所述光源组件210和所述显微拍摄组件220在与所述生物体培养室100的轴向相垂直的平面内的位置信息进行调整,直至所述目标培养微孔的成像位于所述显微拍摄组件220的视野中央。
由此,本实用新型提供的生物体培养监测装置控制方法可以根据所拍摄的目标图像对所述显微光学模块200的位置进行调整,由此可以实现图像反馈矫正功能,有效消除所述第一驱动模块300和所述第二驱动模块400的运动累计误差,进而可以有效避免拍摄的培养微孔和胚胎偏移出显微光学模块200的视野范围的问题的发生,保证目标培养微孔的成像位于所述显微拍摄组件220的视野中央,从而可以保证拍摄的图像在后期制作成视频后,视频的播放画面不会有大幅的跳动,保证视频播放画面的连贯性。
需要说明的是,如本领域技术人员所能理解的,若判断结果为所述培养微孔中心并未偏离所述目标图像的理论中心,则无需执行纠偏,存储当前清晰的图像后,可以继续根据下一个待拍摄培养微孔(即下一个目标培养微孔)的位置信息控制所述第二驱动模块400进行相应运动,以进行下一个待拍摄培养微孔(即下一个目标培养微孔)的拍摄。
请继续参考图12,如图12所示,可以采用圆检测算法或椭圆检测算法检测出所述目标图像中的培养微孔中心(也即目标图像中的培养微孔所在圆区域或椭圆区域的中心)。需要说明的是,如本领域技术人员所能理解的,关于如何采用圆检测算法或椭圆检测算法检测出所述目标图像中的培养微孔中心的更多详细内容可以参考现有技术,在此不再进行赘述。此外需要说明的是,如本领域技术人员所能理解的,还可以采用其它检测算法检测出所述目标图像中的培养微孔中心,本实用新型对此并不进行限定。另外,还需要说明的是,如本领域技术人员所能理解的,目标图像的理论中心是指目标图像的整个图像的中心。
进一步地,步骤S700中,所述判断所述培养微孔中心是否偏离所述目标图像的理论中心,包括:
根据所述培养微孔中心的位置信息(图像坐标系下的像素坐标)与所述目标图像的理论中心的位置信息(图像坐标系下的像素坐标),计算二者之间的位置偏差;
判断所述位置偏差是否超出预设范围;
若是,则判定所述培养微孔中心偏离所述目标图像的理论中心;
若否,则判定所述培养微孔中心未偏离所述目标图像的理论中心。
进一步地,所述控制所述第二驱动模块400中的所述第一驱动单元410和所述第二驱动单元420进行相应运动,包括:
根据所述位置偏差控制所述第一驱动单元410和所述第二驱动单元420进行相应运动。
由此,通过计算所述培养微孔中心与所述目标图像的理论中心之间的位置偏差,并与预设范围进行比较,即可以准确地判断出所述培养微孔中心是否位于所述目标图像的理论中心。同时,也可以基于所述培养微孔中心与所述目标图像的理论中心之间的位置偏差,准确地控制所述第一驱动单元410和所述第二驱动单元420对所述光源组件210和所述显微拍摄组件220在与所述生物体培养室100的轴向相垂直的平面内的位置进行纠偏,以使得所述目标培养微孔的成像位于所述显微拍摄组件220的视野中央。需要说明的是,如本领域技术人员所能理解的,所述预设范围可以根据具体情况进行设置,本实用新型对此并不进行限定。
更进一步地,所述根据所述位置偏差控制所述第一驱动单元410和所述第二驱动单元420进行相应运动,包括:
获取培养微孔中心的像素偏移量;
将所述像素偏移量转换为所述第一驱动单元410和所述第二驱动单元420的偏移量;以及
控制所述第一驱动单元410和第二驱动单元420运动以纠正偏移。
具体来说,根据所述像素偏移量分别计算所述显微光学模块200的第一方向位置偏移量和第二方向位置偏离量;
根据所述第一方向位置偏移量控制所述第一驱动单元410进行相应运动;
根据所述第二方向位置偏移量控制所述第二驱动单元420进行相应运动。
具体地,所述位置偏差包括X轴像素偏差(以像素值表示)和Y轴像素偏差(以像素值表示),根据所述X轴像素偏差以及像素量与物理量之间的换算关系(即图像分辨率),可以计算出第一方向位置偏移量,根据所述Y轴像素偏差以及像素量与物理量之间的换算关系(即图像分辨率),可以计算出第二方向位置偏移量。
基于同一实用新型构思,本实用新型还提供一种电子设备,请参考图13,其示意性地给出了本实用新型一实施方式提供的电子设备的方框结构示意图。如图13所示,所述电子设备包括处理器710和存储器730,所述存储器730上存储有计算机程序,所述计算机程序被所述处理器710执行时,实现上文所述的生物体培养监测装置控制方法。由于本实用新型提供的电子设备与本实用新型提供的生物体培养监测装置控制方法属于同一实用新型构思,因此本实用新型提供的电子设备具有本实用新型提供的生物体培养监测装置控制方法的所有优点,具体可以参考上文中有关本实用新型提供的生物体培养监测装置控制方法所具有的有益效果的相关描述,故在此不再对本实用新型提供的电子设备所具有的有益效果进行赘述。
如图13所示,所述电子设备还包括通信接口720和通信总线740,其中所述处理器710、所述通信接口720、所述存储器730通过通信总线740完成相互间的通信。所述通信总线740可以是外设部件互连标准(PeripheralComponentInterconnect,PCI)总线或扩展工业标准结构(ExtendedIndustryStandardArchitecture,EISA)总线等。该通信总线740可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示,图中仅用一条粗线表示,但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。所述通信接口720用于上述电子设备与其他设备之间的通信。
本实用新型中所称处理器710可以是中央处理单元(CentralProcessingUnit,CPU),还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(DigitalSignalProcessor,DSP)、专用集成电路(ApplicationSpecificIntegratedCircuit,ASIC)、现成可编程门阵列(Field-ProgrammableGateArray,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等,所述处理器710是所述电子设备的控制中心,利用各种接口和线路连接整个电子设备的各个部分。
所述存储器730可用于存储所述计算机程序,所述处理器710通过运行或执行存储在所述存储器730内的计算机程序,以及调用存储在存储器730内的数据,实现所述电子设备的各种功能。所述存储器730可以包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机取放存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限,RAM以多种形式可得,诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
本实用新型还提供了一种可读存储介质,所述可读存储介质内存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时可以实现上文所述的生物体培养监测装置控制方法。由于本实用新型提供的可读存储介质与本实用新型提供的生物体培养监测装置控制方法属于同一实用新型构思,因此本实用新型提供的可读存储介质具有本实用新型提供的生物体培养监测装置控制方法的所有优点,具体可以参考上文中有关本实用新型提供的生物体培养监测装置控制方法所具有的有益效果的相关描述,故在此不再对本实用新型提供的可读存储介质所具有的有益效果进行赘述。
本实用新型实施方式的可读存储介质,可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是但不限于电、磁、光、电磁、红外线或半导体的系统、装置或器件,或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括:具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机硬盘、硬盘、随机取放存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文中,计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质,该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其组合使用。
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号,其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式,包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质,该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输,包括但不限于无线、电线、光缆、RF等等,或者上述的任意合适的组合。
综上所述,与现有技术相比,本实用新型提供的生物体培养监测装置、生物体培养监测装置控制方法、电子设备和存储介质具有以下优点:
由于本实用新型提供的生物体培养监测装置中,用于放置培养皿1的培养皿工位120能够随着恒温转台110的转动而转动,且所述显微光学模块200能够同时沿至少两个方向进行移动,以使得所述显微光学模块的移动轨迹能够为曲线,由此本实用新型提供的生物体培养监测装置中的显微光学模块200的位置可以随着培养皿1中的待拍摄胚胎所在的培养微孔的位置的变化而对应变化,以对准待拍摄胚胎所在的培养微孔,从而使得与本实用新型提供的生物体培养监测装置配合使用的培养皿1中的用于放置胚胎的培养微孔可以被灵活布局,进而使得单台生物体培养监测装置可以同时兼容多种培养皿1,从而可以降低胚胎时差培养的成本。
进一步地,本实用新型通过在所述恒温转台110的培养皿工位120内设置可以兼容多种培养皿1的定位基座121,不仅可以实现培养皿1的精确定位,还能实现以接触热传导的方式对培养皿1进行加热,以保证加热的均匀性,从而提高胚胎时差培养效果。同时还可以有效避免不同的培养皿1需要搭配不同型号的生物体培养监测装置才能使用,从而可以有效降低用户的使用成本,为用户提供更多的选择。
此外,由于本实用新型还可以根据所拍摄的目标图像对所述显微光学模块200的位置进行调整,由此可以实现图像反馈矫正功能,有效消除第一驱动模块300和第二驱动模块400的运动累计误差,进而可以有效避免拍摄的培养微孔和胚胎偏移出显微光学模块200的视野范围的问题的发生,保证目标培养微孔的成像位于所述显微拍摄组件220的视野中央,从而可以保证拍摄的图像在后期制作成视频后,视频的播放画面不会有大幅的跳动,保证视频播放画面的连贯性。
需要说明的是,可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本实用新型操作的计算机程序代码,所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言-诸如Java、Smalltalk、C++,还包括常规的过程式程序设计语言-诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中,远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)连接到用户计算机,或者可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
应当注意的是,在本文的实施方式中所揭露的装置和方法,也可以通过其他的方式实现。以上所描述的装置实施方式仅仅是示意性的,例如,附图中的流程图和框图显示了根据本文的多个实施方式的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上,流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序或代码的一部分,所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令,所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意,在有些作为替换的实现方式中,方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如,两个连续的方框实际上可以基本并行地执行,它们有时也可以按相反的顺序执行,这依所涉及的功能而定。也要注意的是,框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合,可以用于执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现,或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。另外,在本文各个实施方式中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分,也可以是各个模块单独存在,也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
此外,在本说明书的描述中,参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施方式或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施方式或示例以及不同实施方式或示例的特征进行结合和组合。还应当注意的是,上述描述仅是对本实用新型较佳实施方式的描述,并非对本实用新型范围的任何限定,本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰,均属于本实用新型的保护范围。显然,本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样,倘若这些修改和变型属于本实用新型及其等同技术的范围之内,则本实用新型也意图包括这些改动和变型在内。
Claims (9)
1.一种生物体培养监测装置,其特征在于,包括生物体培养室、显微光学模块、第一驱动模块和第二驱动模块;
所述生物体培养室内设有恒温转台,所述恒温转台沿其周向设有多个用于放置培养皿的培养皿工位;
所述显微光学模块包括光源组件和显微拍摄组件,所述光源组件发出的照明光能够穿过所述生物体培养室以对胚胎进行照明,所述显微拍摄组件用于对所述胚胎进行拍照;
所述第一驱动模块与所述恒温转台相连,以用于驱动所述恒温转台绕轴向进行转动;
所述第二驱动模块与所述显微光学模块相连,所述第二驱动模块包括用于驱动所述光源组件和所述显微拍摄组件沿第一方向移动的第一驱动单元、用于驱动所述光源组件和所述显微拍摄组件沿第二方向移动的第二驱动单元以及用于驱动所述显微拍摄组件沿第三方向移动的第三驱动单元,所述第一驱动单元、所述第二驱动单元和所述第三驱动单元彼此相连,其中,所述第三方向与所述生物体培养室的轴向相平行,所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向中的任意两者均相互垂直,且所述第二驱动模块能够同时驱动所述显微光学模块沿所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向中的一者或者至少两者进行移动,当同时驱动所述显微光学模块沿至少两个方向进行移动时,所述显微光学模块的移动轨迹能够为曲线。
2.根据权利要求1所述的生物体培养监测装置,其特征在于,每一个所述培养皿工位内均设有一用于固定所述培养皿的定位基座,所述定位基座的底部设有多个透光孔,便于所述显微光学模块对所述培养皿内的胚胎进行拍摄。
3.根据权利要求1所述的生物体培养监测装置,其特征在于,所述生物体培养室具有可视窗口和取放窗口,所述显微光学模块靠近所述可视窗口设置,随着所述恒温转台的转动,各所述培养皿工位上放置的培养皿能够依次转动至所述可视窗口或者所述取放窗口内。
4.根据权利要求1所述的生物体培养监测装置,其特征在于,所述光源组件设于所述生物体培养室的上方,所述显微拍摄组件设于所述生物体培养室的下方。
5.根据权利要求1所述的生物体培养监测装置,其特征在于,所述第一驱动单元包括第一直线电机和第一支撑座,所述第一直线电机沿所述第一方向布置,第一支撑座与所述第一直线电机的动子相连,所述第一支撑座的顶部设有用于安装所述光源组件的第一安装孔,所述第二驱动单元包括第二直线电机,所述第二直线电机沿所述第二方向布置,所述第一直线电机的定子与所述第二直线电机的动子相连。
6.根据权利要求1所述的生物体培养监测装置,其特征在于,所述显微拍摄组件包括用于对胚胎进行成像的物镜和用于拍摄胚胎的相机,所述物镜的光轴与所述光源组件的光轴共线设置,所述第三驱动单元与所述物镜相连,以驱动所述物镜沿所述第三方向移动。
7.根据权利要求6所述的生物体培养监测装置,其特征在于,所述第三驱动单元包括伺服电机、丝杠、滑台滑块和第二支撑座,所述丝杠与所述伺服电机的转轴同轴相连,所述滑台滑块与所述丝杠螺纹连接,所述第二支撑座与所述滑台滑块相连,所述第二支撑座的顶部设有用于安装所述物镜的第二安装孔。
8.根据权利要求7所述的生物体培养监测装置,其特征在于,所述第三驱动单元还包括滑台底座,所述滑台滑块与所述滑台底座滑动连接,所述滑台底座靠近所述滑台滑块的一侧设有用于供所述丝杠穿过的凹槽,所述滑台底座的靠近所述第三驱动单元的一端设有垫块,所述垫块上设有用于供所述丝杠穿过的通孔。
9.根据权利要求1所述的生物体培养监测装置,其特征在于,所述生物体培养监测装置还包括相连的底板和外壳,所述外壳罩设于所述底板的上方,所述生物体培养室、显微光学模块、第一驱动模块和第二驱动模块均位于由所述底板和所述外壳所围成的空间内,所述外壳的外部设有显示器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202321296790.3U CN219907698U (zh) | 2023-05-25 | 2023-05-25 | 生物体培养监测装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202321296790.3U CN219907698U (zh) | 2023-05-25 | 2023-05-25 | 生物体培养监测装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN219907698U true CN219907698U (zh) | 2023-10-27 |
Family
ID=88423428
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202321296790.3U Active CN219907698U (zh) | 2023-05-25 | 2023-05-25 | 生物体培养监测装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN219907698U (zh) |
-
2023
- 2023-05-25 CN CN202321296790.3U patent/CN219907698U/zh active Active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8422127B2 (en) | Microscopic image capturing device | |
JP5589823B2 (ja) | ステレオカメラの校正装置および校正方法 | |
US6924929B2 (en) | Microscope apparatus | |
CN111592986B (zh) | 一种智能培养及远程观察培养装置和方法 | |
EP2975834A1 (en) | Structured light imaging apparatus | |
WO2019140778A1 (zh) | 一种三维重构系统及三维重构方法 | |
TWI623724B (zh) | Shape measuring device, structure manufacturing system, stage system, shape measuring method, structure manufacturing method, shape measuring program, and computer readable recording medium | |
CN208459680U (zh) | 一种3d显微镜 | |
CN107295235B (zh) | 一种双摄像头模组自动核准装置及其自动核准方法 | |
US11689711B2 (en) | Configurable camera stimulation and metrology apparatus and method therefor | |
JP2018066967A (ja) | 拡大観察装置および拡大観察装置の制御方法 | |
US20070236786A1 (en) | Systems and methods for a scanning boom microscope | |
CN219907698U (zh) | 生物体培养监测装置 | |
CN202111787U (zh) | 多目标自动跟踪摄像系统 | |
US20180054551A1 (en) | Observation apparatus, observation method and observation system | |
CN111355894B (zh) | 一种新型自标定激光扫描投影系统 | |
JP2012078330A (ja) | レンズ検査機のカメラユニット移動調整方法及びフォーカスチェック治具 | |
CN110332992B (zh) | 一种参数可调的光学检测装置及方法 | |
CN114095657B (zh) | 一种基于新增摄像头的自动校准的方法与系统 | |
CN210514761U (zh) | 可变焦距的多聚焦视觉镜头 | |
US7092081B2 (en) | Apparatus for measuring optoelectric properties of OLED and the measurement method thereof | |
US20210063719A1 (en) | Universal Microscope Stage | |
JP6701113B2 (ja) | アダプタ、顕微鏡調節方法、顕微鏡システム及びプログラム | |
CN111521132B (zh) | 一种新型自标定激光扫描投影方法 | |
CN220454527U (zh) | 一种植物表型图像采集装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |