DE202007007160U1

DE202007007160U1 - Vorrichtung zur Erzeugung von Dünnschnitten

Info

Publication number: DE202007007160U1
Application number: DE200720007160
Authority: DE
Original assignee: Leica Microsystems Nussloch GmbH; Leica Microsystems CMS GmbH
Current assignee: Leica Biosystems Nussloch GmbH
Priority date: 2007-05-19
Filing date: 2007-05-19
Publication date: 2007-08-02
Anticipated expiration: 2017-05-20
Also published as: US8056456B2; US20080286859A1

Abstract

Vorrichtung zur Erzeugung von ebenen Dünnschnitten von einem Objekt (3) mit einer Klingenschneide (7), einem auf einem Objektträger (4) gehaltenen Objekt (3), einer Antriebseinrichtung zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen Klingenschneide (7) und Objektträger (4) in einer Schneideebene (5) und einer zwischen Klingenschneide (7) und Objekt (3) angeordneten Lichtschranke, dadurch gekennzeichnet, daß als Lichtschranke ein Lichtband-Mikrometer (8) vorgesehen ist, das in einem festen Abstand (d) parallel zur Klingenschneide (7) und senkrecht zur Schneideebene (5) angeordnet ist.

Description

Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung von ebenen Dünnschnitten von einem Objekt mit einer Klingenschneide, einem auf einem Objektträger gehaltenen Objekt, einer Antriebseinrichtung zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen Klingenschneide und Objektträger in einer Schneideebene und einer zwischen Klingenschneide und Objekt angeordneten Lichtschranke.
Solche Vorrichtungen sind in Abhängigkeit von der Richtung der Relativbewegung insbesondere als Schlitten-, Rotations- oder Scheiben-Mikrotome oder in Abhängigkeit von der Schnittdicke als Ultra-Mikrotome bekannt. Zur Erzeugung des Schnittes wird entweder das Objekt gegenüber der feststehenden Klingenschneide oder die Klingenschneide gegenüber dem feststehenden Objekt meßbar verschoben. Die Dicke des Schnittes wird durch meßbar schrittweise Verstellung der Klingenschneide oder des Objekthalters senkrecht zur aktuellen Schneideebene eingestellt.
Die Bewegung der Annäherung zwischen Klingenschneide und Objekt wird als Zustellung bezeichnet. Der Abschnitt des Schneidehubs, bei dem sich das Objekt im Eingriffsbereich der Klingenschneide befindet, wird als Schneidefenster bezeichnet. Zur Gewährleistung einer guten Schnittqualität darf die Schnittgeschwindigkeit im Bereich des Schneidefensters nicht zu hoch sein. Im Bereich der Zustellung können die Stellgeschwindigkeiten dagegen möglichst hoch sein, um die Gesamtbearbeitungszeit möglichst kurz zu halten.
Die bekannten Vorrichtungen sind daher üblicherweise mit programmierbaren Wechselantrieben ausgestattet., die die Einstellung unterschiedlicher Zustell- und Schneidegeschwindigkeiten erlauben. Die Verfahrwege für Zustellung und Schneiden des Objekts sollen nach Einsetzen einer Klingenschneide und eines zu bearbeitenden Objekts in die Vorrichtung von dieser möglichst automatisch erkannt und eingestellt werden können.
Aus DE 102 58 553 B4 ist es dazu bekannt, zwischen Klingenschneide und Objekthalter eine Lichtschranke anzuordnen, die einen Sender zur Erzeugung eines dünnen Lichtstrahlenbündels und einen Detektor zum Empfang des Lichtstrahlenbündels enthält. Das Lichtstrahlenbündel ist parallel zur Klingenschneide und zur dieser beabstandet in gleicher Höhe angeordnet. Solange die relative Lage zwischen Objekt und Klingenschneide nicht bekannt ist, muß während der Zustellung auch eine Relativbewegung zwischen Objekt und Klingenschneide in einer Ebene parallel zur Schneideebene durchgeführt werden, um sicherzustellen, daß unterschiedlich große Objekte in den Bereich der Lichtschranke gelangen.
Eine dem Wechselantrieb zugeordnete Codiereinheit ermittelt aus dem bekannten Abstand zwischen Lichtschranke und Klingenschneide die noch mögliche Zustellbewegung und schaltet auf die Schneidegeschwindigkeit um. Die Dauer der Unterbrechung der Lichtschranke während des Schneidens ist proportional zur Größe des Schneidefensters und kann von der Codiereinheit ebenfalls ermittelt und für den nächsten Schnitt eingesetzt werden.
Der Nachteil der bekannten Vorrichtung besteht darin, daß zur Erkennung der Lichtschranke eine Vielzahl von schrittweisen Zustellungen jeweils kombiniert mit einem Schneidehub durchgeführt werden müssen. Das bedingt einen relativ großen Zeitaufwand.
Der Neuerung lag daher die Aufgabe zugrunde, den Vorgang der automatischen Erkennbarkeit der Lichtschranke zu beschleunigen und damit die Bearbeitungszeit weiter zu verkürzen.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art neuerungsgemäß dadurch gelöst, daß als Lichtschranke ein Lichtband-Mikrometer vorgesehen ist, das in einem festen Abstand parallel zur Klingenschneide und senkrecht zur Schneideebene angeordnet ist.
Ein Lichtband-Mikrometer erzeugt senderseitig ein ebenes Lichtband und enthält detektorseitig eine Vielzahl diskreter Detektorelemente, die eine meßbare Bestimmung des von einem Objekt unterbrochenen Teils des Lichtbandes ermöglichen. Die Breite des Lichtbandes erstreckt sich von der Klingenschneide weg in Richtung zum Objekt. Je nach Breite des Lichtbandes tritt das Objekt daher bereits nach wenigen Zustell- und/oder Schneidehüben in das Lichtband ein und unterbricht einen Teil des Lichtbandes. Aus dem bekannten Abstand des Lichtband-Mikrometers zur Klingenschneide und dem nicht abgeschatteten Bereich des Lichtbandes zur Klingenschneide hin kann der absolute Abstand des Objekts zur Klingenschneide bestimmt und damit der weitere Zustellbereich ermittelt werden. Nach dem vollständigen Durchlauf des Objekts durch das Lichtband wird die Abschattung des Detektorbereichs aufgehoben. Der zur Dauer der Abschattung des Lichtbandes korrespondierende Weg des Objekts in der Schneideebene kann durch geeignete Codiermittel an der Antriebseinrichtung ermittelt werden, so daß unter Berücksichtigung des Abstandes zur Klingenschneide auch die Größe des Schneidefensters sofort bekannt ist. Der weitere Zustell- und Schneideablauf kann automatisch geregelt werden. Dazu ist es vorteilhaft, wenn der Antriebseinrichtung eine Codiereinrichtung zur Steuerung eines Wechselantriebs in Abhängigkeit von den Signalen des Lichtband-Mikrometers und des Abstandes zur Klingenschneide zugeordnet ist.
Die Neuerung wird nachfolgend anhand von schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben. Dabei zeigen:
1 ein Schlittenmikrotom mit Lichtband-Mikrometer,
2 dieselbe Anordnung mit großflächigem Objekt im Lichtband,
3 dieselbe Anordnung mit kleinflächigem Objekt im Lichtband und
4 ein Rotationsmikrotom mit Lichtband-Mikrometer.
1 zeigt ein Schlittenmikrotom 1 mit einem Klingenträger 2. Ein Objekt 3 ist auf einem Objektträger 4 befestigt, der oszillierend in der Schneideebene 5 mit einem Schlitten 6 in X-Richtung an einer Klingenschneide 7 vorbeigeführt werden kann. Die Zustellung zwischen Objekt 3 und Klingenschneide 7 kann prinzipiell durch Absenken des Klingenträgers 2 in Y-Richtung oder durch Anheben des Objektträgers 4 in Y-Richtung erfolgen. Die Zustellung erfolgt schrittweise nach jedem Schneidehub in X-Richtung.
In einem definierten Abstand d zur Klingenschneide 7, der hier nicht weiter dargestellt ist, ist senkrecht zur Schneideebene 5 ein Lichtband-Mikrometer 8 angeordnet. Das Lichtband-Mikrometer 8 besteht aus einem Lichtband-Sender 9 und einer präzise ortsauflösenden Empfängereinheit 10.
2 zeigt den Eintritt des Objekts 3 in das vom Lichtband-Sender 9 erzeugte Lichtband und die daraus resultierende Abschattung eines Bereichs an der Empfängereinheit 10. Dabei wird nur der Ausschnitt beachtet, der im Bereich der Schneideebene 5, d.h. dem höchsten Punkt des Objekts 3, liegt. Zum Zeitpunkt des Eintritts des Objekts 3 in das Lichtband ist die Vorderkante des Objekts 3 noch im Abstand d von der senkrechten Projektion der Klingenschneide 7 entfernt. Der Schneidehub kann zunächst gestoppt werden. Wenn die Höhenlage der Klingenschneide 7 relativ zu einem Element der Empfängereinheit 10 als Gerätekonstante bekannt ist, kann jetzt z.B. die Zustellung der Klingenschneide 7 in Y-Richtung in die Schneideebene 5 unter Berücksichtigung der gewünschten Schnittdicke erfolgen. Danach kann der Schneidevorgang mit angepaßter Schneidegeschwindigkeit fortgesetzt werden.
Ebenso wie der Eintritt des Objekts 3 in das Lichtband wird der Austritt der Hinterkante des Objekts 3 aus dem Lichtband und nachfolgend aus dem Klingenbereich am Ende des Schneidhubs registriert und entsprechend die Beschleunigung der Hubbewegung eingeleitet. Das Schneidefenster setzt sich dadurch beim ersten Schneidhub automatisch und wird für die folgenden Schnitte beibehalten.
3 zeigt ein pyramidenförmiges Objekt 3. Bei solchen Objekten ändert sich erkennbar bei zunehmender Schnitttiefe die Größe des Schneidefensters. Dazu kann bei jedem Schneidhub eine Messung erfolgen, so daß das Schneidefenster automatisch angepaßt werden kann. Eine zeitaufwendige individuelle Anpassung des Schneidefensters kann damit entfallen.
4 zeigt ein Rotationsmikrotom 11, bei dem das Objekt 3 in den Pfeilrichtungen oszillierend auf- und abbewegt wird. Der Klingenträger 2 wird mit einem Klingenschlitten 12 dem Objekt 3 zugestellt. In einem festen Abstand d vor der Klingenschneide 7 ist das Lichtband-Mikrometer 8 angeordnet, das daher bei der Zustellung der Klingenschneide 7 mit vorgeschoben wird. Bei ausreichender Breite des Lichtbandes kann die Klingenschneide 7 nach Befestigung des Objekts 3 manuell grob soweit zugestellt werden, daß der höchste Punkt des Objekts 3 in das Lichtband eintritt. Mit einem einzigen Schneidhub kann dann sowohl die Entfernung der Klingenschneide 7 zur Schneideebene 5 ermittelt werden, als auch die Größe des Schneidefensters bestimmt werden. Die weiteren Einstellungen können automatisch vorgenommen werden.

Claims

Vorrichtung zur Erzeugung von ebenen Dünnschnitten von einem Objekt (3) mit einer Klingenschneide (7), einem auf einem Objektträger (4) gehaltenen Objekt (3), einer Antriebseinrichtung zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen Klingenschneide (7) und Objektträger (4) in einer Schneideebene (5) und einer zwischen Klingenschneide (7) und Objekt (3) angeordneten Lichtschranke, dadurch gekennzeichnet, daß als Lichtschranke ein Lichtband-Mikrometer (8) vorgesehen ist, das in einem festen Abstand (d) parallel zur Klingenschneide (7) und senkrecht zur Schneideebene (5) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebseinrichtung eine Codiereinrichtung zur Steuerung eines Wechselantriebs in Abhängigkeit von den Signalen des Lichtband-Mikrometers (8) und des Abstandes (d) zur Klingenschneide (7) zugeordnet ist.