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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Gewebeeinbettvorrichtung zum
automatischen Einbetten von mindestens einer Gewebeprobe. Die Gewebeeinbettvorrichtung
umfasst eine Eingabeeinheit, eine Bildaufnahmeeinheit, eine Einbetteinheit,
mindestens eine Ausgabeeinheit und eine Steuereinheit. Eine mindestens
eine Gewebeprobe enthaltende Kassette ist der Eingabeeinheit der
Gewebeeinbettvorrichtung übergebbar. Mittels der Einbetteinheit
ist die Gewebeprobe in einem Einbettmedium – insbesondere
automatisiert – einbettbar. Mit der mindestens einen Ausgabeeinheit
bzw. einem Lager ist die eingebettete Gewebeprobe ausgebbar. Mit
der Bildaufnahmeeinheit ist mindestens ein Bild von der Gewebeprobe
aufnehmbar. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein
Verfahren zum Betreiben einer Gewebeeinbettvorrichtung.
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Gewebeeinbettvorrichtungen
der eingangs genannten Art sind seit langem aus dem Stand der Technik
bekannt. Sie werden zum Einbetten von Gewebeproben in einem Einbettmedium
wie beispielsweise Paraffin oder Kunststoff verwendet. Lediglich beispielhaft
wird auf die
DE 102
23 304 A1 verwiesen, in welcher eine Gewebeeinbettvorrichtung
beschrieben ist. Üblicherweise wird eine solche Gewebeeinbettvorrichtung
manuell von einer Fachkraft, z. B. einer MTA, bedient. Eine Einbetteinheit
weist üblicherweise eine Ausgießstation für
geschmolzenes Einbettmedium bzw. Paraffin auf. Ziel ist es, eine oder
mehrere Gewebeproben in dem Einbettmedium derart einzubetten beziehungsweise
zu fixieren, dass der die Gewebeprobe enthaltende Block in einem
Mikrotom eingespannt werden kann, so dass hiervon dünne
Schnitte zur mikroskopischen Untersuchung angefertigt werden können.
Nachteilhaft bei einer manuell betätigbaren Gewebeeinbettvorrichtung
ist eine eventuelle Verwechslungsgefahr der Gewebeproben bei dem
Bearbeitungsvorgang in der Gewebeeinbettvorrichtung. Auch variiert
die Qualität der eingebetteten Gewebeproben durch wechselndes Personal.
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Aus
dem Stand Technik sind auch automatisierte Gewebeeinbettvorrichtungen
bekannt. Lediglich beispielhaft wird auf die
WO 2004/029584 A1 verwiesen.
Vor dem Einbetten der Gewebeproben mit dieser Gewebeeinbettvorrichtung
müssen die Gewebeproben in einem feinen Netz eingewickelt werden.
Die Gewebeprobe wird zusammen mit dem Netz in die dem Einbettmedium
automatisch eingebettet. Dies bedeutet jedoch auch, dass beim Schneidevorgang
mit dem Mikrotom das Netz geschnitten werden muss. Hierdurch verschleißen
die Mikrotomklingen in einem höheren Maß, was
einen erhöhten Verbrauch von Mikrotomlingen bedingt. Weiterhin müssen
speziell für die Gewebeeinbettvorrichtung vorgesehene Kassetten
verwendet werden, was mit Mehrkosten verbunden sein kann.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Gewebeeinbettvorrichtung der
eingangs genannten Art und ein Verfahren zum Betreiben einer Gewebeeinbettvorrichtung
anzugeben und weiterzubilden, welche die aufgezeigten Probleme löst.
Insbesondere soll es möglich sein, eine automatisierte
Gewebeeinbettung auch unter Verwendung unterschiedlicher Kassetten
zu realisieren.
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Die
erfindungsgemäße Gewebeeinbettvorrichtung der
eingangs Art löst die voranstehende Aufgabe durch die Merkmale
des Patentanspruchs 1. Danach ist eine solche Gewebeeinbettvorrichtung dadurch
gekennzeichnet, dass das von der Gewebeprobe aufgenommene Bild auswertbar
ist und abhängig von der Bildauswertung die weitere Bearbeitung der
Gewebeprobe in der Gewebeeinbettvorrichtung vorgebbar ist. Die weitere
Bearbeitung der Gewebeprobe umfasst insbesondere die Einbettung
der Gewebeprobe.
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Erfindungsgemäß ist
zunächst erkannt worden, dass zu einem automatischen Einbetten
mit einer Gewebeeinbettvorrichtung die Verwendung spezieller Kassetten
nicht erforderlich ist, da es nur eine begrenzte Anzahl von unterschiedlichen
Zielorientierungen der Gewebeproben für den eingebetteten
Zustand gibt. Auch die Anzahl der möglichen Ausgangsorientierungen
der Gewebeproben in einer Kassette ist begrenzt, so dass zum Überführen
einer Ausgangsorientierung der Gewebeprobe zu einer Zielorientierung
der Gewebeprobe lediglich eine begrenzte Anzahl von Manipulationsschritten
vorzusehen ist, welche standardisierbar sind. Dies kann unter Einsatz
von Bildauswertung der aufgenommenen Bilder einer Gewebeprobe in
nahezu sämtlichen Fällen erzielt werden, indem
eine Gewebeprobe derart manipuliert und hierdurch derart angeordnet
wird, dass eine Einbettung in einem Einbettmedium für eine qualitativ
hochwertige Weiterverarbeitung möglich ist, beispielsweise
für das Mikrotomieren. In den wenigen Ausnahmefällen,
in denen dies nicht möglich erscheint, könnte
eine Ausnahmebehandlung der jeweiligen Gewebeproben vorgesehen sein,
beispielsweise durch das Aussondern und ein herkömmliches manuelles
Einbetten der einzelnen wenigen Gewebeproben. Da solche Ausnahmebehandlungen
nur selten erforderlich sind, ist dies akzeptabel, da insgesamt
eine schnellere und einheitlichere Einbettung der Gewebeproben mit
der erfindungsgemäßen Gewebeeinbettvorrichtung
erzielt werden kann.
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So
könnte vorgesehen sein, dass eine Gewebeprobe aus der Kassette
entnommen und automatisch in eine Gussform verbracht wird. Falls
lediglich eine Gewebeprobe sich in der Kassette befindet, wird diese
mittig und flächig auf dem Boden der Gussform angeordnet.
Falls mehrere Gewebeproben (üblicherweise 2 bis 5) sich
in der Kassette befinden, werden diese mit nahezu gleichmäßigem
Abstand verteilt flächig auf dem Boden der Gussform nebeneinander
angeordnet. Die Anordnung mehrere Gewebeproben auf dem Boden der
Gussform erfolgt dann vorzugsweise vergleichbar zu der Anordnung der
Augen eines Würfels.
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Die
Auswertung des aufgenommenen Bildes könnte mittels digitaler
Bildverarbeitungsmethoden durchgeführt werden. Dies erfolgt
vorzugsweise ohne westliche Zeitverzögerung zur Bildaufnahme. Sowohl
zur Bildaufnahme als auch zur Bildauswertung könnte ein
Computer, Steuerrechner bzw. entsprechende Bildaufnahme- und/oder
Bildauswerteprogramme ablaufen, wobei der Computer der Gewebeeinbettvorrichtung
zugeordnet ist oder die Steuereinheit der Gewebeeinbettvorrichtung
diese Aufgabe mit übernimmt.
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So
könnte im Rahmen der digitalen Bildverarbeitung das Bild
einer Gewebeprobe mit einem Segmentierungsalgorithmus segmentiert
werden, um das Bild der Gewebeprobe vom Hintergrund bzw. vom Rest
des Bilds zu trennen. Hier könnte ein Schwellwertalgorithmus
eingesetzt werden, welcher alle Grau- und/oder Farbwerte der Bildelemente
(Pixel) des aufgenommenen Bildes nicht berücksichtigt, welche
unterhalb oder oberhalb eines vorgebbaren Schwellwertes liegen.
Es könnten auch alle Grau- und/oder Farbwerte der Bildelemente
des aufgenommenen Bildes nicht berücksichtigt werden, welches innerhalb
oder außerhalb eines vorgebbaren Schwellwertbereichs liegen.
Grundsätzlich kann es sich bei einem aufgenommenen Bild
um ein im Auflicht- oder im Durchlichtmodus aufgenommenes Bild handeln.
Dementsprechend können die Grau- und/oder Farbwerte des
aufgenommenen Bild Reflexions- oder Extinktionswerte eine Gewebeprobe
umfassen.
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Zusätzlich
oder alternativ könnte ein Algorithmus eingesetzt werden,
der die grundsätzlich möglichen Formen der Gewebeproben
berücksichtigt und sozusagen einen Vergleich der aufgenommenen Form
oder äußeren Konturen der Gewebeprobe mit abgespeicherten üblichen
Formen von Gewebeproben durchführt. In vergleichbarer Weise
ist es denkbar, dass das Bild einer Gewebeprobe oder der die Gewebeprobe
repräsentierende Bildteil anhand eines Mustervergleichs,
insbesondere anhand der Beschaffenheit der Gewebeprobenoberflächen,
kategorisierbar und/oder einordenbar ist.
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Ziel
der Auswertung des aufgenommenen Bildes ist insbesondere das Ermitteln
der Art und/oder der Lage und/oder der Form der Gewebeprobe. Weiterhin
soll es möglich sein, die Anzahl der Gewebeproben anhand
des Bildes der Gewebeprobe bzw. Gewebeproben und/oder anhand des
die Gewebeprobe repräsentierenden Bildteils zu ermitteln.
Diese Ergebnisse können bei der weiteren Bearbeitung der
jeweiligen Gewebeprobe in der Gewebeeinbettvorrichtung verwendet
werden, um beispielsweise eine Gewebeprobe zum Vorbereiten des Einbettvorgangs
geeignet auszurichten und/oder zu positionieren. Auch hierbei könnte
es erforderlich sein, weitere Bilder der Gewebeprobe aufzunehmen
und auszuwerten, um nämlich ein möglichst optimales Einbettergebnis
zu erzielen.
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Grundsätzlich
könnte als Bildaufnahmeeinheit zur Bildaufnahme der Gewebeprobe
eine bildgebende Aufnahmeeinrichtung verwendet werden, beispielsweise
einen konfokalen Scanner. Ein konfokaler Scanner weist grundsätzlich
den Vorteil auf, dass aufgrund des konfokalen Abbildungsprinzips
die Abbildung einer Gewebeprobe innerhalb eines relativ kleinen
Tiefenschärfenbereichs erfolgt, so dass es möglich
ist, die Ausmaße der Gewebeprobe in einer Richtung senkrecht
zu der Auflagefläche der Gewebeprobe (beispielsweise in
der Kassette oder der Gussform) – also deren Dicke – zu
ermitteln. Dementsprechend kann mit dieser Information berechnet werden,
wie viel Einbettmedium erforderlich ist, um die jeweilige Probe
optimal einzubetten. Alternativ oder zusätzlich weist die
Bildaufnahmeeinheit eine Graustufen-Kamera oder eine Farb-Kamera
auf, insbesondere eine CCD-Kamera. Vorzugsweise handelte es sich
um eine digitale Kamera, so dass unmittelbar nach der Bildaufnahme
ein digitales Bild oder eine Bildfolge digitaler Bilder vorliegt,
welches mit digitalen Bildverarbeitungsmethoden auswertbar bzw. analysierbar
ist. Die Kamera könnte ein kalibriertes Autofokus-System
aufweisen, mit welchem die der Kamera zugewandte Oberfläche
der Gewebeprobe fokussiert und somit scharf abgebildet werden kann. Hierdurch
kann auch auf die Ausmaße der Gewebeprobe in einer Richtung
senkrecht zu der Auflagefläche der Gewebeprobeermittelbar
geschlossen werden.
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Zur
Bildauswertung könnten die Grauwert- und/oder die Farbinformationen
des aufgenommenen Bildes heranziehbar sein. So ist es denkbar, dass von
bestimmten Gewebeproben eine Musterauswertung aufgenommener Bilder
anhand von Grauwertinformationen schneller und/oder verlässlicher
zum Ergebnis gelangt, als dies mit einer anderen Vorgehensweise
der Fall sein kann. Bei anderen Arten von Gewebeproben könnte
dies beim Berücksichtigen der Farbinformationen der Fall
sein.
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Falls
nun eine Gewebeprobe nicht klassifizierbar und/oder nicht auswertbar
sein sollte, könnte in einer bevorzugten Ausführungsform
vorgesehen sein, dass für diese Gewebeprobe eine gesonderte Behandlung
vorgesehen ist. Eine solche Gewebeprobe könnte einer Ausnahmebehandlung
in der Gewebeeinbettvorrichtung zuführbar sein und/oder
diese Gewebeprobe könnte einer weiteren Ausgabeeinheit
der Gewebeeinbettvorrichtung übergeben werden, um eine
solche Gewebeprobe auszusondern und beispielsweise einer manuellen
Bearbeitung bzw. Einbettung zuzuführen.
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Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Gewebeeinbettvorrichtung eine
Manipuliereinheit auf. Mit der Manipuliereinheit ist unter anderem
vorgesehen, eine Gewebeprobe in eine vorgebbare Position, Ausrichtung
und/oder Lage – insbesondere nach einem Referenzmuster – zu
verbringen. Die Manipulation könnte an einer Gewebeprobe
vorgesehen sein, welche sich in einer Kassette oder in einer Gussform
befindet. So könnte insbesondere vorgesehen sein, dass
die Gewebeprobe mit Hilfe der Manipuliereinheit aus der Kassette
in eine Gussform verbracht wird. Weiterhin könnte mit der
Manipuliereinheit zur Vorbereitung des Einbettvorgangs der Gewebeprobe
diese in der Gussform nach einem vorgebbaren Schema ausgerichtet bzw.
positioniert werden.
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Die
Manipuliereinheit könnte mindestens ein Mittel zum Manipulieren
der Gewebeprobe aufweisen. Im Konkreten weist das mindestens eine
Mittel einen Greifarm und/oder eine Luftdüse und/oder einen
Aktuator zum Schütteln und/oder Vibrieren der Kassette
oder der Gussform auf. Mit einem Greifarm könnte die Kassette,
eine Gussform oder die Gewebeprobe selbst gegriffen werden. Dementsprechend wäre
der Greifarm geeignet auszubilden, wobei der Greifarm die Probe
beim Ergreifen nicht beschädigen sollte. Eine Luftdüse
könnte zum gezielten Manipulieren einer Gewebeprobe vorgesehen
sein, indem beispielsweise die Gewebeprobe mit einem vorgebbaren
Luftstrom in einer vorgebbaren Richtung – vorzugsweise
lokal – beaufschlagt bzw. angeblasen wird.
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Insbesondere
wenn die Manipuliereinheit zum Ausrichten der Gewebeprobe unmittelbar
vor dem Einbettvorgang zum Einsatz kommt, ist es zweckmäßig,
die Bildaufnahmeeinheit und die Manipuliereinheit räumlich
aneinandergrenzend oder räumlich überlappend anzuordnen.
So kann vor, während und/oder nach dem Manipulieren der
Gewebeprobe jeweils ein Bild oder jeweils eine Bildfolge aufgenommen
werden, um beispielsweise das Ergebnis der Probenmanipulation zu überprüfen
und gegebenenfalls weitere Manipulationsschritte auszuführen.
Insoweit kann in einer iterativen Vorgehensweise eine vorgegebene
Gewebeprobenanordnung und/oder Gewebeprobenausrichtung erzielt werden.
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Falls
die Gewebeprobe auf Grund eines vorangegangenen Bearbeitungsschritts,
beispielsweise durch den einer Gewebeinfiltrationsvorrichtung, an der
Kassette oder an einer anderen Gewebeprobe fixiert ist oder an ihr
haftet, könnte vorgesehen sein, dass die sich in einem
ungewärmten Zustand befindliche Gewebeprobe durch Wärmeeintrag
von der Kassette lösbar ist. Hierzu könnte eine
Wärmequelle in der Gewebeeinbettvorrichtung vorgesehen
sein, beispielsweise in Form einer Mikrowellen-Einheit oder eines
Wärmestrahlers.
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Das
Einbetten der Gewebeprobe mit dem Einbettmedium erfolgt üblicherweise
indem die Gewebeprobe in eine Gussform verbracht wird und das flüssige
Einbettmedium in die Gussform hinzugegeben wird. Dieser Vorgehensweise
ist in einer bevorzugten Ausführungsform auch bei der erfindungsgemäßen
Gewebeeinbettvorrichtung vorgesehen. Dementsprechend wird die Gewebeprobe
aus der Kassette entnommen und in einer Gussform abgelegt und/oder
fixiert. Vorzugsweise ist diese Gussform temperiert. Hierbei ist
es zweckmäßig, zunächst die Gussform
auf eine Temperatur zu bringen, welche oberhalb des Schmelzpunktes
des Wachses liegt, mit welchem eine Gewebeprobe versehen sein könnte. Während
und/oder nach dem Einbettvorgang mit dem flüssigen Einbettmediums
wäre es zweckmäßig, die Gussform auf
eine geringere Temperatur zu bringen, um den Aushärtevorgang
des flüssigen Einbettmediums zu beschleunigen. In der Gussform
erfolgt die Einbettung der Gewebeprobe. Die Gewebeprobe wird vorzugsweise
von der Manipuliereinheit in der Gussform abgelegt und/oder fixiert.
Dementsprechend könnte das Verbringen in der Gewebeprobe aus
der Kassette in die Gussform mit der Manipuliereinheit erfolgen.
Es ist auch denkbar, die in der Kassette befindlichen Gewebeproben über
der Gussform auszukippen, falls sichergestellt ist, dass die Gewebeproben
nicht an der Kassette haften bzw. daran fixiert sind. Schließlich
ist es denkbar, dass die Kassette derart ausgebildet ist, dass zumindest
ein Teil einer solchen Kassette die Funktion der Gussform übernimmt.
In diesem Fall würde sich ein Verbringen der Gewebeproben
von der Kassette in eine Gussform (beispielsweise mit der Manipuliereinheit)
erübrigen.
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Sobald
die Gewebeprobe für den Einbettvorgang vorbereitet ist,
wird die Gewebeprobe mit dem Einbettmedium fixiert. Als Einbettmedium
ist Paraffin oder Kunststoff üblich. Das Einbettmedium
wird in einem flüssigen Aggregatzustand der Gewebeprobe hinzugegeben.
Sobald dies erfolgt ist, wird die Gewebeprobe mit dem Einbettmedium
abzukühlen sein, damit das flüssige Einbettmedium
in einen festen Aggregatzustand übergehen kann. Hierzu
könnte die Gewebeprobe samt Einbettmedium (in der Gussform)
mit einer Kühleinheit, beispielsweise einem Peltier-Element,
in Kontakt gebracht werden oder in einen hierzu vorgesehenen Kühlbereich
bzw. Kühlraum verbracht werden.
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Gemäß einer
ganz besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Gewebeeinbettvorrichtung derart
ausgestaltet, dass unterschiedliche Kassettenarten der Gewebeeinbettvorrichtung übergebbar
und von der Gewebeeinbettvorrichtung bearbeitbar sind. Mit anderen
Worten ist es gemäß diesem Ausführungsbeispiel
möglich, der Gewebeeinbettvorrichtung Kassetten unterschiedlicher
Bauform bzw. unterschiedlicher Hersteller zu übergeben.
Diese könnten anhand eines an der Kassette vorgesehenen Identifizierungsmittels
ermittelt werden, wodurch die weitere Bearbeitung der jeweiligen
Kassette, welche von der Bauweise der jeweiligen Kassette beeinflusst ist,
der Gewebeeinbettvorrichtung bekannt ist. Alternativ oder zusätzlich
könnte mit der Bildaufnahmeeinheit von der der Gewebeeinbettvorrichtung übergebenen
Kassette ein Bild aufgenommen werden. Anhand des Bildes der Kassette
könnte nun auf die Bauform der Kassette geschlossen werden,
beispielsweise durch Mustervergleich. Auch hierdurch kann die erforderliche
weitere Behandlung der jeweiligen Kassette ermittelt und beispielsweise
von der Manipuliereinheit durchgeführt werden.
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Üblicherweise
weist die Kassette einen entfernbaren Deckel auf. Demgemäß könnte
vorgesehen sein, dass der Deckel der Kassette mit einem Manipulierer
entfernt wird. Der Manipulierer könnte einen speziell hierzu
vorgesehenen Greifarm oder ein Werkzeug aufweisen, welcher bzw.
welches der Eingabeeinheit zugeordnet sein könnte. Es wäre auch
denkbar, dass der Manipulierer ein Teil der Manipuliereinheit darstellt,
mit welcher auch die Gewebeprobe manipulierbar ist.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform weist eine Kassette ein Identifizierungsmittel
auf. Mit dem Identifizierungsmittel ist eine Identifizierung der Kassette
möglich. Hierdurch kann auch auf die in der Kassette enthaltene
Gewebeprobe bzw. Gewebeproben geschlossen werden, wenn auf Referenzdaten zugegriffen
werden kann, beispielsweise aus einer Patientendatenbank. Bei dem
Identifizierungsmittel könnte es sich um einen Barcode
und/oder einen maschinenlesbaren Aufdruck und/oder einen Transponder
bzw. einen RFID-Tag (Radio Frequency Identification Tag) handeln.
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Nun
könnte vorgesehen sein, dass anhand des Identifizierungsmittels
der Aufenthaltsort bzw. die Position einer Kassette oder einer Gewebeprobe
innerhalb der Gewebeeinbettvorrichtung ermittelbar ist. Auch könnte
anhand des Identifizierungsmittels die Restbehandlungszeit einer
Kassette bzw. einer Gewebeprobe ermittelbar sein. Diese Maßnahme kann
hilfreich sein, falls früher als erwartet auf eine Gewebeprobe
bzw. Kassette zugegriffen werden muss, wobei in diesem Fall die
Gewebeprobe manuell bearbeitet werden kann.
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Zusätzlich
oder alternativ könnte vorgesehen sein, dass anhand der
in einem Identifizierungsmittel der Kassette enthaltenen oder kodierten
Daten die Bearbeitungsreihenfolge der von der Eingabeeinheit empfangenen
Kassetten bzw. Gewebeproben vorgebbar ist. Unter Umständen
könnten in den Daten Informationen über die Priorität
enthalten sein, mit welcher eine in der Kassette enthaltene Gewebeprobe
zu bearbeiten ist. Insoweit könnte eine solche Information
unmittelbar Einfluss auf die Reihenfolge der Bearbeitung der der
Gewebeeinbettvorrichtung übergebenen Kassetten haben.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform ist die Gewebeeinbettvorrichtung
in ein Laborsteuersystem eingebunden. Mit einem solchen Laborsteuersystem
könnten auch noch weitere Präparationsgeräte
angesteuert werden, beispielsweise eine Gewebeinfiltrationsvorrichtung
oder einen Färbeautomaten, so dass idealerweise eine nahezu
vollständig automatisierte Probenpräparation möglich
ist. Eine solche Einbindung der Gewebeeinbettvorrichtung bzw. deren
Steuereinrichtung könnte durch Ankopplung an einen Steuerrechner
für das Laborsteuersystem über ein Netzwerk und/oder
an ein Datenbanksystem realisiert werden.
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In
diesem Zusammenhang könnte es zweckmäßig
sein, dass die Bearbeitungsreihenfolge der von der Eingabeeinheit
empfangenen Kassetten bzw. Gewebeproben von dem Laborsteuersystem – quasi
ferngesteuert – vorgebbar und/oder veränderbar
ist. Dies kann dann erforderlich sein, wenn die Bearbeitungsreihenfolge
einzelner Gewebeproben durch die anderen Präparationsgeräte
und/oder durch die Gewebeeinbettvorrichtung verändert werden
soll.
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Bevorzugt
ist eine Gewebeprobe mit Energie beaufschlagbar, insbesondere für
eine vorgebbare Dauer. Bei der Energie handelt es sich insbesondere um
Wärmeenergie oder um elektromagnetische Wellen, beispielsweise
mit Mikrowellen und/oder mit Ultraschall-Wellen. Dies kann dann
hilfreich bzw. erforderlich sein, wenn eine Gewebeprobe an einer
Kassette oder wenn mehrere Gewebeproben aneinander haften.
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Der
eigentliche Einbettvorgang mit der Gewebeeinbettvorrichtung könnte
grundsätzlich halbautomatisiert erfolgen. In diesem Fall
könnte die Gewebeprobe bzw. die Gewebeproben in der Gussform von
der Manipuliereinheit positioniert bzw. ausgerichtet werden. Sodann
könnte einem Bediener ein Bild der Gewebeprobe(n) auf einer
Ausgabeeinheit – beispielsweise einem Monitor – zur
Verfügung gestellt werden. Falls die Position und/oder
die Ausrichtung der Gewebeprobe in der Gussform akzeptabel ist, könnte
auf eine entsprechende Eingabe des Bedieners der Einbettvorgang
eingeleitet werden, wobei dieser Einbettvorgang letztendlich voll
automatisiert abläuft. Gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform ist jedoch vorgesehen, dass der Einbettvorgang
automatisiert abläuft und/oder dass das Einbettmedium automatisiert
aufgefüllt wird, und zwar ohne dass eine vorherige Bedienereingabe
erforderlich ist.
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Falls
die Gewebeprobe aus der Kassette in eine Gussform verbracht wird
und der Einbettvorgang der Gewebeprobe in der Gussform erfolgt, könnte
gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen
sein, dass zumindest ein Teil der Kassette als Stabilisationselement
und/oder als Einspannelement beim Mikrotomieren der im Einbettmedium eingebetteten
Gewebeprobe verwendbar ist. Hierbei könnte beispielsweise
der Teil der Kassette, der ein Identifizierungsmittel aufweist,
auf das noch nicht vollständig ausgehärtete Einbettmedium
aufgebracht werden. Nach einem Aushärten des Einbettmediums könnte
der so ausgehärtete Bock des Einbettmediums mit der Gewebeprobe
und dem Teil der Kassette, der nun ebenfalls mit dem ausgehärteten
Einbettmedium fest verbunden ist, von der Gussform entfernt werden,
und es könnte lediglich der Block mit dem Kassettenteil
weiterverarbeitet werden. Die Gussform könnte – ggf.
nach einer Reinigung – wiederverwendet werden.
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Wie
bereits im vorangegangenen Teil ausgeführt, könnte
vorgesehen sein, dass nach dem Einbettvorgang die im Einbettmedium
eingebettete Gewebeprobe zum Erstarren des zunächst flüssigen Einbettmediums
abgekühlt wird. Hierzu ist in einer bevorzugten Ausführungsform
eine für diesen Zweck bereitgestellte Abkühleinheit
vorgesehen, bei bzw. in welcher die im Einbettmedium eingebettete
Gewebeprobe abkühlbar ist.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform könnte die Gewebeeinbettvorrichtung
eine Nachbereitungseinheit aufweisen. Mit der Nachbereitungseinheit
ist eine eingebettete Gewebeprobe nachbehandelbar. Eine Nachbereitung
der eingebetteten Gewebeprobe könnte insbesondere das Entfernen überflüssiger
Reste des Einbettmediums – Entgraten – umfassen.
Hierzu könnten Manipulierer oder entsprechende Werkzeuge
vorgesehen sein.
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Ebenfalls
bevorzugt weist die Gewebeeinbettvorrichtung eine Lagereinheit auf.
Bei der Lagereinheit ist mindestens eine eingebettete Gewebeprobe
aufbewahrbar. Die Lagerung der eingebetteten Gewebeproben in der
Lagereinheit könnte bei einer vorgebbaren Temperatur erfolgen.
Die vorgebbare Temperatur könnte in einem Bereich von –10
bis 20 Grad C liegen.
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In
verfahrensmäßiger Hinsicht wird die eingangs genannte
Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 28 gelöst. Demnach
ist ein Verfahren zum automatischen Einbetten von mindestens einer
Gewebeprobe definiert. Die Gewebeeinbettvorrichtung umfasst eine
Eingabeeinheit, eine Bildaufnahmeeinheit, eine Einbetteinheit, mindestens
eine Ausgabeeinheit und eine Steuereinheit. Eine mindestens eine Gewebeprobe
enthaltende Kassette wird der Eingabeeinheit der Gewebeeinbettvorrichtung übergeben. Mittels
der Einbetteinheit wird die Gewebeprobe in einem Einbettmedium – insbesondere
automatisiert – eingebettet. Mit der mindestens einen Ausgabeeinheit
wird die eingebettete Gewebeprobe ausgegeben. Mit der Bildaufnahmeeinheit
wird mindestens ein Bild von der Gewebeprobe aufgenommen. Das erfindungsgemäße
Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass das von der Gewebeprobe
aufgenommene Bild ausgewertet wird und abhängig von der Bildauswertung
die weitere Bearbeitung der Gewebeprobe in der Gewebeeinbettvorrichtung
vorgegeben wird.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren dient insbesondere
zum Betreiben einer Gewebeeinbettvorrichtung nach einem der Ansprüche
1 bis 27, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen hinsichtlich
der diesbezüglichen Vorrichtungsmerkmale auf den vorangegangenen
Teil der Beschreibung verwiesen wird. Hierbei erschließen
sich die zum Betreiben der Gewebeeinbettvorrichtung erforderlichen
Verfahrensschritte einem auf dem vorliegenden Gebiet tätigen
Fachmann in Kenntnis des Offenbarungsgehalts des vorangegangenen
Teils der Beschreibung.
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Es
gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden
Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden.
Dazu ist einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten
Patentansprüche und andererseits auf die nachfolgende Erläuterung
der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand
der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung
der bevorzug ten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand
der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen
und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung
zeigen
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1 eine
schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer
erfindungsgemäßen Gewebeeinbettvorrichtung,
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2 eine
schematische Darstellung eines Bildes von drei Gewebeproben, welche
in einer geöffneten Kassette durch die Bildaufnahmeeinheit
aufgenommen wurden und
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3 eine
schematische Darstellung des Bilds aus 2, bei welchem
die aufgenommenen Gewebeproben mittels eines Segmentierungsalgorithmus
von dem Bildhintergrund getrennt ist.
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Gleiche
oder ähnliche Bauteile sind in den Figuren mit denselben
Bezugszeichen gekennzeichnet. 1 zeigt
eine Gewebeeinbettvorrichtung 1. Die Gewebeeinbettvorrichtung 1 umfasst
eine Eingabeeinheit 2, eine Bildaufnahmeeinheit 3,
eine Einbetteinheit 4, mindestens eine Ausgabeeinheit 5, 6 und
eine Steuereinheit 7. Eine mindestens eine Gewebeprobe
enthaltende Kassette (in 1 nicht gezeigt) ist der Eingabeeinheit 2 der
Gewebeeinbettvorrichtung 1 übergebbar. Der Transport
der Kassetten 9 in der Gewebeeinbettvorrichtung 1 erfolgt
mittels eines nicht gezeigten Transportsystems. Mittels der Einbetteinheit 4 ist
die Gewebeprobe in einem Einbettmedium einbettbar. Mit der mindestens
einen Ausgabeeinheit 5 ist die eingebettete Gewebeprobe ausgebbar.
Mit der Bildaufnahmeeinheit 3 ist mindestens ein Bild von
der Gewebeprobe aufnehmbar. Ein solches Bild ist schematisch in 2 gezeigt.
Hierbei sind drei Gewebeproben 8 in einer Kassette 9 angeordnet.
Von der Kassette 9 ist der Kassettenboden 10 gezeigt,
welcher Öffnungen oder Aussparungen 11 aufweist,
durch welche Flüssigkeiten hindurchtreten können.
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In
erfindungsgemäßer Weise ist das von der Gewebeprobe 8 aufgenommene
Bild auswertbar und abhängig von der Bildauswertung ist
die weitere Bearbeitung der Gewebeprobe 8 in der Gewebeeinbettvorrichtung 1 vorgebbar.
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Die
Auswertung des aufgenommenen Bildes wird in diesem Ausführungsbeispiel
ist mittels digitaler Bildverarbeitungsmethoden durchgeführt.
Hierbei wird das Bild einer Gewebeprobe mit einem Segmentierungsalgorithmus
segmentiert, um die äußere Form der Gewebeprobe
zu ermitteln. Das in 2 gezeigte Bild ist in 3 in
einem segmentierten Zustand gezeigt. Zusätzlich wird das
Bild einer Gewebeprobe bzw. der die Gewebeprobe repräsentierende
Bildteil anhand eines Mustervergleichs kategorisiert und/oder eingeordnet.
Hierdurch sind die Lagen, die Formen der Gewebeproben sowie deren
Anzahl ermittelbar. In dem Bild gemäß 3 sind
die drei im Gewebeproben 8 zu zwei Stanzen und einem größeren
Gewebestück automatisch kategorisiert worden. Vergleichbare
Bilder, wie sie in den 2 und 3 gezeigt
sind, werden während und nach dem Verbringen einer Gewebeprobe 8 aus
der Kassette 9 in eine Gussform sowie vor und während
des Manipulierens einer Gewebeprobe 8 in der Kassette 9 oder
in der Gussform sowie auch vor und während des Einbettvorgang
aufgenommen, verarbeitet und ausgewertet.
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Die
Bildaufnahmeeinheit 3 ist eine Schwarz-Weiß-CCD-Kamera
mit welcher Graustufen-Bilder aufgenommen werden können.
Zur Bildauswertung werden die Grauwertinformationen des aufgenommenen
Bildes herangezogen.
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Falls
eine der Gewebeprobe in nicht klassifiziert oder analysiert kann,
wird diese einer gesonderte Behandlung zugeführt. Im Konkreten
werden solche Gewebeproben 8 in den Kassetten 9 ohne
weitere Behandlung der Ausgabeeinheit 6 zugeführt,
wo sie von einer Fachkraft entnommen werden können und
mit einer manuellen, herkömmlichen Gewebeeinbettvorrichtung
bearbeitet und eingebettet werden.
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Die
Gewebeeinbettvorrichtung 1 weist eine Manipuliereinheit 12 auf,
mit welcher eine Gewebeprobe 8 in eine vorgebbare Position,
Ausrichtung und/oder Lage – insbesondere nach einem Referenzmuster – verbringbar
ist. die Manipuliereinheit 12 ist in 1 lediglich
schematisch gezeigt. Sie weist mindestens ein Mittel zum Manipulieren
einer Gewebeprobe 8 auf. Ein solches Mittel umfasst einen
Greifarm, eine Luftdüse und/oder einen Aktuator zum Schütteln
oder Vibrieren der Kassette 9 oder der Gussform. Die Bildaufnahmeeinheit 3 und
die Manipuliereinheit 12 grenzen räumlich aneinander.
Sowohl die Bildaufnahmeeinheit 3 als auch die Manipuliereinheit 12 wirken
auf die Bearbeitungseinheit 13, wo mit der Bildaufnahmeeinheit 3 Bilder
der Kassetten 9 bzw. der Gewebeproben 8 aufgenommen
werden und wo die Gewebeproben 8 von der Manipuliereinheit 12 manipuliert
werden. So weist die Bearbeitungseinheit 13 einem temperierbaren
Bereich auf, in welchem eine Gussform (nicht gezeigt) angeordnet werden
kann. Die Gewebeprobe 8 wird von der Manipuliereinheit 12 in
eine Gussform verbracht wobei dies auch mit einem Ergreifen der
Kassette und dem Auskippen der Kassette über der Gussform
ausgeführt werden könnte.
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Die
in der Gussform angeordnete und vorab fixierte Gewebeprobe 8 wird
zur Einbetteinheit 4 verbracht. Dort wird sie mit flüssigem
Einbettmedium eingebettet, nämlich mit Paraffin oder mit
einem Kunststoff.
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Die
Kassetten weisen üblicherweise einen entfernbaren Deckel
(nicht gezeigt) auf. Ein solcher Deckel wird mit einem Manipulierer
(nicht gezeigt) der Manipuliereinheit 12 entfernt, so dass
die Kassette 9 mit den Gewebeproben 8 vergleichbar
zu dem in 2 gezeigten Bild erscheint und
für die Manipuliereinheit 12 zugänglich
ist.
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Die
Kassette 9 weist ein Identifizierungsmittel 14, 14a auf,
mit welchem eine Identifizierung der Kassette 9 möglich
ist. Hieraus kann auf die in der Kassette 9 enthaltenen
Gewebeproben 8 geschlossen werden, wenn dies vorher in
entsprechender Weise in einem Datenbanksystem eingegeben und abgespeichert
wurde. Das Identifizierungsmittel 14 weist einen maschinenlesbaren
Aufdruck auf, welcher in Form eines Barcodes ausgebildet ist. Das Identifizierungsmittel 14a weist
einen lesbaren Aufdruck auf, von welchem direkt der Name des Patienten
ablesbar ist. Mit der Leseeinheit 20 kann das Identifizierungsmittel 14, 14a gelesen
werden. Die Leseeinheit 20 umfasst einen Barcodescanner
und eine Schriftzeichen-Erkennungseinheit (OCR-Einheit). Anhand
des Identifizierungsmittels 14 kann der Aufenthaltsort
einer Kassette 9 oder einer Gewebeprobe 8 innerhalb
der Gewebeeinbettvorrichtung 1 ermittelt werden.
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Die
Gewebeeinbettvorrichtung 1 ist über die Steuereinheit 7 in
ein Laborsteuersystem (nicht gezeigt) über ein Netzwerk 15 angebunden.
Der Steuerrechner 16 des Laborsteuersystems steuert die Gewebeeinbettvorrichtung 1 sowie
andere, in 1 nicht gezeigte weitere Laborgeräte
an. Der Steuerrechner 16 weist ein Datenbanksystem auf
oder hat hierauf Zugriff. In dem Datenbanksystem sind Daten und
Informationen der Patienten und der von ihnen angefertigten Gewebeproben 8 und
der Kassetten 9 abgespeichert.
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Der
Einbettvorgang läuft in der Einbetteinheit 4 vollautomatisiert
ab. Das Einbettmedium wird automatisiert aufgefüllt. Es
könnte eine weitere Bildaufnahmeeinheit vorgesehen sein,
mit welcher der Einbettvorgang in der Einbetteinheit 4 überwachbar
ist.
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Der
in 2 gezeigte Teil der Kassette 9 dient
als Stabilisationselement und als Einspannelement beim Mikrotomieren
der eingebetteten Gewebeprobe 8. Zunächst wird
die entleerte Kassette 9 auf den Block des noch nicht erstatten
Einbettmediums (in welchem sich die Gewebeprobe befindet) aufgebracht.
Hierdurch ist der Block mit dem Identifizierungsmittel 14, 14a in
der Kassette 9 auch außerhalb der Gewebeeinbettvorrichtung
weiterhin identifizierbar.
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Mit
der Nachbereitungseinheit 17 kann eine eingebettete Gewebeprobe 8 nachbehandelt
werden. Hierbei werden insbesondere überflüssige
Reste des Einbettmediums entfernt.
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Die
Einbetteinheit 4 weist eine Abkühleinheit 18 auf,
mit welcher das Einbettmedium unmittelbar nach dem Einbettvorgang
abkühlbar ist. Die Abkühleinheit 18 ist
lediglich schematisch gestrichelt angedeutet und weist ein Peltier-Element
auf, mit welchem eine Gussform in Kontakt gebracht werden kann.
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Beide
Ausgabeeinheiten 5, 6 haben auch die Funktionen
einer Lagereinheit 19, bei welcher die eingebetteten Gewebeproben
aufbewahrt werden. In der Lagereinheit 19 liegt eine vorgebbare
Temperatur vor, welche im Wesentlichen 5 Grad C beträgt.
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Abschließend
sei ganz besonders darauf hingewiesen, dass die voranstehend erörterten
Ausführungsbeispiele lediglich zur Beschreibung der beanspruchten
Lehre dienen, diese jedoch nicht auf die Ausführungsbeispiele
einschränken.
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- 1
- Gewebeeinbettvorrichtung
- 2
- Eingabeeinheit
- 3
- Bildaufnahmeeinheit
- 4
- Einbetteinheit
- 5
- Ausgabeeinheit
- 6
- Ausgabeeinheit
- 7
- Steuereinheit
- 8
- Gewebeprobe
in (9)
- 9
- Kassette
- 10
- Kassettenboden
von (9)
- 11
- Öffnungen
oder Aussparungen von (10)
- 12
- Manipuliereinheit
- 13
- Bearbeitungseinheit
- 14
- Identifizierungsmittel
- 14a
- Identifizierungsmittel
- 15
- Netzwerk
- 16
- Steuerrechner
für das Laborsteuersystem
- 17
- Nachbereitungseinheit
- 18
- Abkühleinheit
von (4)
- 19
- Lagereinheit
- 20
- Leseeinheit
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 10223304
A1 [0002]
- - WO 2004/029584 A1 [0003]