JP2004517349A - 細胞をイメージングするシステムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図34
Description
(関連出願の相互参照)
本出願は、2000年11月3日に出願された米国仮特許出願第60/245,971号、1999年10月29日に出願された米国特許出願第09/430,198号、および、1999年10月29日に出願された米国特許出願第09/430,116号の利点を主張する。これらの開示は、本明細書中でそれらの全体で参照として援用される。
【0002】
(技術分野)
本発明は、標本分析のシステムおよび方法に関する。詳細には、本発明は、標本を検査する検査システム、イメージングシステムにおける標本に焦点を合わせる方法、および、標本を保持する装置に関する。
【0003】
(背景情報)
細胞学は、細胞の組成、構造および機能の研究を扱う生物学の分野である。実験室で適用されると、細胞学者、細胞検査者および他の医療プロフェッショナルは、患者の細胞の標本に対する視覚的検査に基づいて、患者の状態を医療診断する。典型的な細胞学的技術は、「パップスメア」試験である。この試験において、細胞は、女性の子宮頚部から切り取られ、異常細胞の存在、子宮頚癌の発病に対する前駆体を検出するために分析される。細胞学的技術は、また、人間の身体の他の部分における異常細胞および病気を検出するために用いられる。
【0004】
細胞学的技術は、幅広く用いられている。分析のための細胞サンプルの収集は、概して、生体検査等の従来の外科病理学手順よりも侵襲性がなく、これにより、組織の標本は、バネ付きであり、カニューレが固定された等の平行移動可能なスタイルである特別の生体検査針を用いて患者から摘出されるからである。細胞の試料は、例えば、領域を削るまたは塗布すること、あるいは、胸腔、膀胱、脊柱管、または他の適切な領域から体液を吸引する針を用いることを含む様々な技術によって患者から得られ得る。細胞の試料は、溶液中に置かれ、次に集められ、そして、拡大して考察するためにガラスのスライドに移される。定着かつ染色する溶液が通常ガラススライド上の細胞に適用され、試験を容易にし、かつ、記録用に標本を保存するために、細胞スミアと呼ばれることが多い。
【0005】
通常、細胞標本のスクリーニングは、訓練された細胞検査者および細胞学者のための仕事である。たとえ、このようなスクリーニングが高度に訓練された者によってなされたとしても、この仕事は、反復作業であり、長時間極度に集中することを必要とする。従って、細胞標本のスクリーニングは、反復作業でありかつ退屈で、自動化による恩恵を受ける。しかし、細胞標本中で見られる複雑で様々な物質は、自動化の様態で信頼して検査することは非常に難しいことを証明している。患者から取った標本の画像データを解析して、医師による患者の生体状態の診断を強化するために、様々な画像解析システムが開発されている。例えば、画像解析システムは、血管細胞、骨髄細胞、脳細胞等を表す画像データを得るために開発されている。画像解析システムは、通常、画像データを処理して、標本の特性を決定するように設計される。これらのシステムは、主に、人間によるさらなる検査を必要とする標本の一部を識別するプレスクリーニングシステム(すなわち、再スクリーニング)として用いられている。
【0006】
スライドを再スクリーニングする方法および装置は、全く粗いか、または、非常に経済的に無駄であるかのいずれかである。再配置を支援する際に広く普及している方法は、イベントの位置近くの標本上にインクドットを置くことである。この方法は、粗く、不適当であり、時間を浪費し、そして、不正確であり得る。さらに、この方法を用いると、スライドの標本領域全体が均一に検査されているどうか、または、標本領域が走査されているかいないかを確かめることは可能ではない。従って、ユーザが邪魔された場合、スライド検査を改めて開始する必要があることが多い。さらに、特性を特定するために項目を顕微鏡で検査すると、インクドットの使用は、実際に、注目している項目の検査に不利益にも損害を与え得る。
【0007】
実験室において、例えば細胞の実験室において、細胞検査者は、顕微鏡で数多くの標本スライドを検査し、疑わしい性質のある特定の標本細胞を分析する。このような疑いのある細胞が配置されると、細胞検査者は、概して、その時点でスライドにマークし、その結果、細胞検査者は、さらに検査をするために後の時間で細胞の位置を呼び出し得る。今日まで、細胞検査者は、いくつかの手動の方法のうちの一つを一般的に用いてスライドをマークしている。
【0008】
細胞検査者がマーキングペンを用いて疑問のある顕微鏡スライドの領域をマークするといった一つの方法が存在する。この方法を完成するために、細胞検査者は、顕微鏡の接眼レンズから細胞検査者の目を離し、邪魔にならないように顕微鏡の対物レンズを移動させ、レボルバーの下から覗き込み、スライド上の注目の位置を推定し、次いで、ペンでスライドにマークする必要がある。この方法によって、細胞検査者が細胞検査者の目の焦点を合わせ、細胞検査者の体を極めてぎこちない体勢に移動させ、マークの場所に焦点を合わせる必要がある。このマーキング方法は、時間を浪費し得、通常正確ではない。
【0009】
別のこのような方法は、対物レンズ状の構成マーカを用いることによって、顕微鏡スライドにマーキングすることからなる。この方法において、細胞検査者は、顕微鏡の接眼レンズから細胞検査者の目を離し、マーキング装置が定位置につくまで顕微鏡のレボルバーを回転させ、次いで、疑いのある領域にマークするためにマーキング装置をスライド上に手動で押し下げる必要がある。この方法によって、細胞検査者が細胞検査者の目の焦点を再び合わせ、細胞検査者の体を極めてぎこちない体勢に移動させる必要がある。この方法が上述した方法より正確であるが、この方法はまだ単調であり、かつ、時間を浪費する。
【0010】
さらに、標本をイメージングするために用いられ得る多くのイメージングシステムは、振動が標本のイメージングに影響することを防ぐように組み立てる必要がある。イメージングシステムが十分に強固ではない、または、減衰させない場合、振動が原因となり、画像がぼやける。ぼやけた画像は、通常使用不可能である。十分に強固で減衰させるシステムを製造することは、イメージングシステムに対する費用、重量および複雑さが加わり得る。
【0011】
イメージングシステムは、また、標本を扱うおよび保持する装置を必要とする。イメージングシステム等の光学機器に対して定義された位置において標本、スライドまたは類似の対物レンズを保持するデバイスは、長年存在している。スライド保持機構の例において、このような特徴が自動化顕微鏡のステージ内に組み込まれており、その結果、スライドは、顕微鏡の視野に対してステージと共に移動され得る。これらのスライド保持デバイスの多くは、スライド保持領域における同じ正確な位置でスライドを繰り返して保持することを容易にしない。いくつかの実施形態において、イメージングシステムを通して1度以上スライドを考察する、または、異なるイメージングデバイスでスライドを考察することが望ましい。所定の座標系に対してスライドを繰り返して位置付けることが可能であることは、スライド保持アセンブリの有効な特徴である。
【0012】
詳細には、スライドを保持するプラットフォームがスライドの選択された領域のイメージングを可能にする実質的に平行な繰り返し運動を行っているとき、所与のスライドの安全な保持および解放のための信頼のあるシステムを必要とする。非常に多くのスライドが自動化または半自動化標本分析装置で用いられるとき、正確なかつ制御された様態で素早くロードし、固定し、かつ、イメージングシステムからスライドを素早く取り除く能力は、大規模の一括した試料分析に対して有利な特徴となっている。
【0013】
試料スライド上の標本を効果的に分析するための自動化システムのために、得られた各画像は、適切に焦点が合ってるべきである。しかし、従来の焦点を合わせる装置および方法は、時間を浪費し得、これにより、試料スライドの分析は非効率となっていた。試料スライド上の位置とイメージング光学系との間の距離の変化のため、従って、焦点はスライドの自動イメージング中に調節されるべきである。試料スライドの注目の領域の実質的に全てを素早くかつ正確に焦点を合わせ、かつ、走査するシステムが必要である。イメージングおよび分析は、このような走査に付随し得る、または、従う。そのために、試料スライドにおける特定の注目の領域は、自動的に表示され、次に、例えばさらなる分析のために細胞検査者に実質的に提示される。
【0014】
(発明の要旨)
概して、本発明は、標本をスクリーニングする自動化方法および関連する装置を適用することによって、上で概略を述べられた問題に取り組む。このような方法および装置は、標本を保持するために、標本を考察かつマーキングするために、効率良く標本に焦点を合わせるために、そして、振動を補償するために用いられる。標本という用語は、イメージングされているおよび/または考察されている物質(これらに制限されない)を示す明細書全体で用いられる。また、標本試料およびスライドという用語は、明細書および図面全体で交換できるように用いられ得る。
【0015】
一局面において、本発明は、標本をマーキングする装置に関する。装置は、光学機器と、光学機器に接続され、かつ、光学機器の視野外に配置されたマーカーと、標本を受ける光学機器に接続されたステージとを含む。ステージは、光学機器の光路における検査位置と標本にマーカーでマーキングするマーキング位置との間の標本を移動させる。光学機器は、動力付きレボルバーと、照明源と、照準オプティクスとを含む。光学機器は、コンピュータとデータ通信してもよい。あるいは、光学機器は、実験室の顕微鏡であってもよい。
【0016】
様々な実施形態において、動力付きレボルバーは、少なくとも一つのレンズを含み、レンズは、10倍対物レンズを含んでもよい。動力付きレボルバーは、第2のレンズを含んでもよく、第2のレンズは、40倍対物レンズを含んでもよい。光学機器は、また、標本識別リーダを含んでもよい。標本識別リーダは、バーコードリーダ、または、光学的文字認識(OCR)デバイスであってもよい。また、マーカーは、マーキング物質を標本に適用する先端であってもよい。いくつかの実施形態において、装置は、光学機器に接続され、かつ、マーカーに係合可能なキャップ機構を含む。キャップ機構は、マーカーから離れるときにマーカーから偏り、ステージに配置されたピンによってマーカーとの係合位置に作動可能である。キャップ機構は、マーカーの先端を封止する弾力性のある封を含んでもよい。装置は、また、ステージに対してマーカーを移動させるアクチュエータを含んでもよい。アクチュエータは、ソレノイド、モータ、流体シリンダ、または、他の適切なデバイスであってもよい。
【0017】
他の実施形態において、装置は、光学機器と電気通信するユーザインタフェース制御部、および、光学機器と電気通信するコンソールを含んでもよい。ユーザインタフェース制御部は、少なくとも一つの入力デバイス、およびジョイスティック等のステージ位置決めデバイスを含んでもよい。入力デバイスは、標本を光学機器の視野における次の位置に前進させる、標本を視野における前の位置に前進させる、第1のレンズと第2のレンズとの間を切り換える、注目のオブジェクトをマーキングする等の様々な動作を実施してもよい。さらに、ユーザインタフェース制御部は、4つのスイッチまたは他の入力デバイスを含んでもよい。各スイッチは、上述の動作のうちの一つを実施する。コンソールは、キーパッドと、ディスプレイとを含んでもよい。装置は、また、光学機器と電気通信するオーディオであって、可聴警告音または命令をユーザに放出するスピーカ等のオーディオ出力デバイスを含んでもよい。
【0018】
いくつかの実施形態において、装置は、また、標本内の注目のオブジェクトを電気的にマーキングする装置、および、注目のフィールドのマーキングされた状態を示すインジケータを含む。このインジケータは、光源で発生する光経路であって、かつ、マスクと、アパーチャと、集中オプティクスと、レンズと、ビームスプリッタと、拡散器とを直列で通る光経路を含む。全ての要素は、筐体内に配置される。光源は、二つの分離した光源を含む。光学機器は、標本の存在を検出するセンサをさらに含んでもよい。センサは、近接スイッチ、制限スイッチ、ホール効果スイッチ、磁気センサ、光学センサ、または、他の適切なデバイスであってもよい。
【0019】
別の局面において、本発明は、標本にマーキングする方法に関する。この方法は、標本内の興味あるオブジェクトをマーキング位置に位置決めするステップと、標本をマーカーに接触させるステップと、興味あるオブジェクトを少なくとも部分的に結ぶ標本の上に印を作成するために標本を作動させるステップをと包含する。印の形状は、線分、弧およびそれらの組み合わせからなる群から選択されてもよい。一実施形態において、標本は、動力付きステージの上に配置され、この方法は、マーカーを封止するために、マーカーによってキャップ機構を係合位置に位置決めする動力付きステージを作動させるステップを包含する。
【0020】
さらに別の実施形態において、本発明は、標本を考察する自動化された方法に関する。この方法は、(a)標本を光学機器にロードするステップと、(b)第1の基準マークを標本上に位置決めするステップと、(c)第2の基準マークを標本上に位置決めするステップと、(d)少なくとも部分的に第1および第2の基準マークに基づいて座標系を設定するステップと、(e)興味ある第1のフィールドを提示するために標本を位置決めするステップと、(f)興味ある次のフィールドに移動させるステップと、(g)予め決定された興味ある数のフィールドが提示されるまでステップ(f)を繰り返すステップと、(h)標本全体に自動走査を実施するステップとを包含する。一実施形態において、興味ある22のフィールドが提示される。いくつかの実施形態において、興味ある次のフィールドに移動させるステップは、ユーザコマンドを入力するステップを包含する。
【0021】
様々な実施形態において、方法は、興味あるフィールド内に位置決めされた興味あるオブジェクトを電気的にマーキングするステップをさらに包含してもよい。このオブジェクトを電気的にマーキングするステップは、信号をプロセッサに入力するステップと、興味あるオブジェクトに対する座標値がターゲットゾーンとしてプロセッサ内に格納されるかどうかを判定するステップと、前に格納されていない場合、注目のオブジェクトに対する座標値をマーキングされたターゲットゾーンのリストに加えるステップとを包含する。あるいは、興味あるオブジェクトを電気的にマーキングするステップは、信号をプロセッサに入力するステップと、興味あるオブジェクトに対する座標値がプロセッサ内のターゲットゾーンとして格納されているかどうかを判定するステップと、値が前に格納されている場合、興味あるオブジェクトに対する座標値をマーキングされたターゲットゾーンのリストから取り除くステップとを包含する。この方法は、また、興味あるオブジェクトのマーキングされた状態を視覚的に示すステップを包含してもよい。
【0022】
さらに、この方法は、電気的にマーキングされた興味あるオブジェクトを物理的にマーキングするステップを包含してもよく、信号をプロセッサに入力するステップと、興味あるオブジェクトをマーキング位置に位置決めするステップと、標本をマーカーに接触させるステップと、注目のオブジェクトを少なくとも部分的に結ぶ印を生成するために標本を作動させるステップとを包含する。さらに、興味ある全てのフィールドが提示された後、自動走査を実施するステップが実施されてもよい。自動走査が実施された後、標本を物理的にマーキングするステップが実施される。
【0023】
いくつかの実施形態において、座標系を設定するステップは、第1の基準マークをセンタリングするステップと、参照座標値を第1の基準マークに割り当てるステップと、第1の基準マークの座標値をメモリに格納するステップと、第2の基準マークをセンタリングするステップと、参照座標値を第2の基準マークに割り当てるステップと、第2の基準マークの座標値をメモリに格納するステップと、座標変換を実行するステップとを包含する。座標系を設定するステップは、標本が適切な方向にロードされているかどうかを判定するために、基準マーク座標値と既知の、所定のパラメータとを比較するステップをさらに包含してもよい。
【0024】
一実施形態において、この方法は、標本識別子を読むステップと、興味あるオブジェクトに対する座標値を得るためにコンピュータ内に格納された標本データ記録にアクセスするステップと、電気的にマーキングされた興味あるオブジェクトの座標値を含むように標本データ記録を更新するステップとをさらに包含してもよい。この方法は、標本をマーキングする前に、マーカーに目盛りを付けるステップをさらに包含してもよい。
【0025】
いくつかの実施形態において、マーカーに目盛りを付けるステップは、標本に配置された印に焦点を合わせるステップと、マーカーを光学システムに結合された保持器に固定するステップと、標本をマーカーに接触させるステップと、標本の上に目盛りのついたマークを作成するために標本を作動させるステップと、ステージを作動させることによってマーカーに対するオフセット値を作成するステップと、オフセット値を記録するステップと、オフセット値を将来のマークのためにマーカー位置に適用するステップとを包含する。さらなる実施形態は、標本全体が走査された後に実施されるマーキングステップを含む。また、自動走査ステップは、興味ある全てのフィールドが提示された後に実施され得る。標本は、チオニン−フェノール溶液で染色されたスライド上に配置された細胞学的な物質であり得る。フェノールは、フェノール誘導体であり得る。
【0026】
別の局面において、本発明は、イメージングシステムにおける振動エラーを補償する方法に関する。本発明は、標本の一部を走査する間に、イメージングシステムの振動計測を取得するステップと、一部に対する振動計測が所定の閾値を越えたときに、標本の一部を再びイメージングするステップとを包含する。いくつかの実施形態において、この方法は、予め決定された数の部分に対する振動計測値が閾値を越える場合、標本を拒否するステップ、または、振動計測値が第2の閾値を越える場合、標本を拒否するステップを包含する。一実施形態において、振動は、イメージングシステムに配置された加速度計によって計測され得る。
【0027】
別の局面において、本発明は、イメージングシステムと共に用いられ得るスライドホルダアセンブリに関する。このアセンブリは、ベースと、第1のプラットフォームと、第2のプラットフォームと、第2のプラットフォームに接続された少なくとも一つのスライド位置決め部材と、スライド位置決め部材をスライドに接触させるように、かつ、スライドから離れるように作動させるためにベースに取り付けられた作動機構とを含む。第1のプラットフォームは、動作可能にベースに配置される。第2のプラットフォームは、第1のプラットフォームに配置され、スライドを受ける領域を含む。スライド位置決め部材は、操作可能に第2のプラットフォームに接続される。作動機構は、ベースに配置される。本発明の様々な実施形態において、ベースは、作動テーブルに結合され得、作動させるテーブルは、イメージングシステムに結合され得る。
【0028】
いくつかの実施形態において、アセンブリは、第2のプラットフォームに操作可能に接続された二つのスライド位置決め部材を含み得る。スライド位置決め部材を作動させる機構は、第1のスライド位置決め部材を作動させる第1のピン、および、第2のスライド位置決め部材を作動させる第2のピンを含み得る。他の実施形態において、アセンブリは、第2のプラットフォームに置かれた少なくとも一つのストップを含み得る。各スライド位置決め部材は、弾力性のある部材に接続され、スライド位置決め部材を第2のプラットフォームにおけるスライドを受ける領域に偏らせる。スライド位置決め部材は、第2のプラットフォームに回転可能に取り付けられ得、受ける領域のスライドをストップを有する接触位置に位置決めし得る。他の実施形態において、少なくとも二つのストップが第2のプラットフォームに配置される。
【0029】
スライド位置決め部材は、それ自身で、材料特性に基づいて選択され得、次いで、スライド位置決め部材が本発明の様々な実施形態において互いに独立して作動されるようにスライドホルダアセンブリに取り付けられる。スライド位置決め部材は、互いに連続的に作動され得る。さらに、スライド位置決め部材は、互いに直交して作動され得る。各位置決め部材は、取り付け端部、および、スライド接触端部を有する実質的に細長いアームを含み得る。
【0030】
本発明の他の実施形態に従って、第2のプラットフォームは、スライドの存在を検出するスライドを受ける領域に配置されたセンサを含み得る。このセンサは、ホール効果スイッチ、近接スイッチ、光学センサ、制限スイッチ、または、任意の他の適切なセンサであり得る。
【0031】
本発明の他の実施形態において、スライドホルダアセンブリは、細胞学的標本を有するスライドを含み得、標本は、スライドの受ける領域に配置される。この標本は、従来の染料で、または、チオニン−フェノール染料で染色され得る。チオニン−フェノール溶液は、フェノール誘導体を含み得る。
【0032】
本発明の局面に従って、自動焦点合わせ、および、試料スライド上における標本位置のイメージングが、より正確にかつより高速に、試料スライド(例えば、生物学的または細胞学的試料スライド)の分析を通して可能である。スライドの分析中に、スライド上の様々な位置で焦点を再調節することが定期的に必要である。興味あるスライドの領域内の実質的に全てを自動的にイメージングするように設計されるシステムは、興味ある領域内の様々な位置に対する焦点を自動的に調節することを可能にする必要がある。システムがイメージングする全ての位置において完全に自動的に焦点を合わせる手順を行うシステムは、興味ある領域の全てを実質的にイメージングし得る。しかし、行われる自動焦点合わせの多くは余剰であると決定され、従って、不必要であるために、イメージングが非効率である。従って、本発明は、スライド上の一連の領域を効率的かつ正確にイメージングし、スライドの興味ある領域の全てを効率的、実質的に取り扱う光学システムのための自動的に焦点を合わせる方法を提供する。
【0033】
一局面において、本発明は、標本スライド上の一連の領域を効率的かつ正確にイメージングし、ならびに、標本の領域の全てを実質的に覆う方法を提供する光学システムのための自動的に焦点を合わせる方法に関する。本発明の一実施形態は、イメージングオプティクスの光経路に対して純粋に垂直であることから派生するスライドの傾斜を考慮するために、試料スライドのためのグローバル焦点面を設定する方法に関与する。これは、スライドホルダの通常のアセンブリ許容差、光学システムの磨耗、および、スライドローディングまたは保持の誤整列が原因となって起こり得る。グローバル焦点面を設定する際に、本発明の別の実施形態は、インデックス軸に沿った傾斜、および、スライドの走査軸に沿った傾斜をチェックし、予め決定された閾値が越えているかどうかを判定する。この実施形態において、閾値が越えられている場合、スライドは、問題を示すようにフラッギングされ、適切な修正行動が取られ得る。
【0034】
本発明の別の実施形態は、スライド表面を介して走査パスを実施する方法に関与する。このスライド表面において、スライド上の位置に対する最適焦点値の予め決定された範囲内の焦点値を提供する座標が決定される。この座標は、記録され、後に回収され得る。この座標は、例えば、試料スライドの平面における試料スライド上の各位置に対応する(x,y)点に対応する焦点軸座標、すなわち、z座標のようにデカルト座標系で表現され得る。しかし、本発明がまた、平面の試料スライドに関与する構成以外の構成に適用し、デカルト座標系以外の座標系(例えば、二放射相称、球、円筒系座標等)を用いて適用され得ることは留意されたい。
【0035】
本発明の別の実施形態は、スライド上の位置周辺の高精度焦点範囲の領域を決定する方法に関与する。スライド上の位置において、最適焦点値の予め決定された範囲内の焦点値を提供する座標の対応する値が決定されている。例えば、一旦スライド上の位置をイメージングする光学システムの要素を連続して調節することによってz座標が決定されると、同じz座標は、スライド上の点を囲む所望の領域における位置のために焦点の合った画像を十分提供する。本発明の実施形態は、高精度焦点範囲の領域が楕円形状であることを提供する。別の実施形態は、高精度焦点範囲の領域が光学システムの走査軸に対して実質的に平行な主軸を有し、かつ、光学システムのインデックス軸に対して実質的に平行な副軸を有することを提供する。
【0036】
本発明の別の実施形態は、スライド上の第2の位置に対する最適焦点値の予め決定された範囲内の焦点値を提供する第2の座標の決定に関与する。この実施形態は、第2の点が予め決定された少なくとも一つの高精度焦点範囲内にあるかどうかを決定し、範囲内にない場合、第2の点を囲む高精度焦点範囲の領域を決定する。この実施形態は、高精度に焦点を合わせる行動の性能を随意に、付加的に含み、第2の位置で十分な焦点を提供する座標を決定する。
【0037】
別の実施形態は、十分な焦点合わせを提供する座標の第1の推定を決定する際に、スライドのグローバル焦点面を使用することを提供する。例えば、スライドの傾斜は、適切な焦点軸座標を推定する際に考慮され得る。
【0038】
さらなる別の実施形態は、第2の点が高精度焦点範囲の少なくとも一つの領域内にあるかどうかを決定すること、および、この/これらの領域(単数または複数)と相関された座標(単数または複数)を回収することを提供する。例えば、一つ以上の予め決定されたz座標がスライドにおける特定の領域中で適用する場合、この方法は、新規の高精度の焦点を合わせる行動を実施する代わりに、これらの座標を回収する。これにより、不必要なステップを実施することに関連する時間を節約する。さらなる実施形態は、スライドのグローバル焦点面に従って、回収された値を調節することを提供する。
【0039】
さらに別の実施形態は、一つ以上の高精度焦点範囲内にある点に対応するスライド上の位置に対する、回収された座標の重み付き平均を得る。さらなる実施形態は、スライドのグローバル焦点面に従うこの値を調節することを提供する。
【0040】
別の実施形態は、所望の点があるビン内からのみ予め計測された座標値を探索する。この様態で、プロセスは、より効率的になされ得る。さらに別の実施形態は、所望の位置がスライドの興味ある領域内にあるかどうかを判定する。別の実施形態は、様々な組み合わせおよび順列で上記の実施形態の要素を組み合わせ、ステップ―バイ―ステップの様態で、スライドの興味ある実質的な領域全体を体系的にイメージングする。
さらなる別の実施形態は、2種類の焦点合わせ行動(最初に粗い焦点合わせ、次に高精度の焦点合わせ)に関与する自動的に焦点を合わせる方法を提供する。最初の粗い焦点合わせ行動は、高精度焦点合わせ行動よりもより詳細な手順であり、次の高精度焦点合わせ行動の高速性能を可能にするように用いられるベースライン座標を提供し得る。別の実施形態は、特定の位置でスライドがイメージングされる回数を5まで制限する。
【0041】
別の局面において、本発明は、細胞染色溶液に関する。溶液は、メタノール、フェノールまたはフェノール誘導体およびチオニンを含む。いくつかの実施形態において、酸が提示され得る。酸は、溶液のpHを調節するように従来用いられているほとんど全ての酸であり得る。例えば、酢酸、硝酸、塩酸、リン酸、蟻酸、硫酸またはクエン酸が用いられ得る。様々な実施形態において、用いられたメタノールは、様々な度数であり得、フェノールまたはフェノール誘導体のソースは、少なくとも約95%のACS度数を有するゆるい結晶であり得、チオニンは、公認の染色用粉末であり得、酸は、様々な度数の氷酢酸であり得る。ACS度数は、コンポーネントの純度を示す。等価な度数決定システムに従うコンポーネントが容認される。さらに、チオニンが合成され得る。一実施形態において、染色溶液は、好ましくは約5〜7、より好ましくは約6.70+/−0.05である酸性のpH値を有する。一実施形態において、フェノールまたはフェノール誘導体は、約0.8%〜約1.2%、好ましくは約1.0%の重量体積比を有する。別の実施形態において、チオニンは、約0.2%〜約0.5%の重量体積比、好ましくは約0.3〜約0.4、より好ましくは約0.345%の重量体積比を有する。wt/vで表される重量体積比は、任意の一つのコンポーネントの重量を溶液全体の体積に対する百分率としての計測値である。
【0042】
さらに別の局面において、本発明は、チオニン―フェノール(またはフェノール誘導体)溶液で細胞学的物質を染色する方法に関する。チオニン―フェノール溶液は、細胞の細胞学的物質に対する核細胞物質に優先的に結合する。この溶液は、メタノール、フェノール誘導体、および、チオニンを含み得、約0.3%のチオニン溶液であり得る。チオニンは、有機物または合成物であり得る。一実施形態において、細胞学的物質は、染色前に塩の浴槽に漬けられる。塩の浴槽は、約10%の塩の溶液であり得る。別の実施形態において、この方法は、チオニン―フェノール誘導体溶液で染色した後、細胞学的物質を対比染色するステップを包含する。
【0043】
本発明のこの局面の種々の実施形態は、以下の細胞学的特徴を含み得る。細胞学的材料は、対比染色溶液中での対比染色の前にアルコール浴ですすがれてもよいし、浸漬されてもよい。この溶液は、試薬アルコール、エオシンY、チオニン、ならびにライトグリーンまたはファストグリーンを含む。チオニンは、有機物であってもよいし、合成物であってもよい。対比染色溶液は、核細胞学的材料よりも細胞質の細胞学的材料に優先的に結合する。対比染色溶液は、チオニンフェノール誘導体染色液(一実施形態ではチオニン)の内の少なくとも1つの成分を含み得、その結果チオニンは、実質的には、すすぎの間に劣化したチオニンを補充する。チオニン−フェノール誘導体溶液および対応する溶液の内の少なくとも1つは、可視光範囲において細胞学的材料を識別可能に染色するか、またはチオニン−フェノール誘導体溶液および対応する溶液の両方は、細胞学的材料を可視光範囲において識別可能に染色する。あるいは、細胞学的材料は、対比染色の後、すすがれてもよいし、アルコールに浸漬されてもよい。
【0044】
別の局面では、本発明は、標本上に基準マークを位置決めするステップを含む標本内の関心のあるフィールドの位置を検証するため、標本内の関心のある領域を識別するため、マークに対する関心のある領域の位置を決定するため、再度基準マークを位置決めするための方法に関する。基準マークを再位置決めする際の寸法エラーが許容値よりも小さい場合、関心のある領域の位置が認証される。標本内の関心のあるフィールドを識別するステップは、標本を光学的にスキャンすること含み、許容値は、約10ミクロン〜約1000ミクロンであり得る。
【0045】
本方法はまた、標本内部の複数の関心のある領域を識別するステップおよび複数の関心のある領域を順番に順位付けするステップを含み得る。標本は、画像化システムのステージ上で取り付け可能なガラススライド上に沈着された細胞学的標本であり得る。この標本は、異常細胞である標本内に関心のある領域を有する。本方法に従って、関心のある領域の位置が検証されない場合、システムは、標本を信頼できないとして拒否する。随意には、関心のある領域を位置決めする際に、本方法は、標本内で識別された関心のある領域に隣接する可視インジケータを配置することを含み得る。
【0046】
別の実施形態によると、標本内の関心のある領域の位置を検証するための方法は、標本上の基準マークを位置決めするステップと、基準座標値をマークの位置に割り当てるステップと、標本内の関心のある領域を識別するステップと、座標値を関心のある位置に割り当てるステップと、マークを空間的に位置決めし、それにより、基準座標値に対するマークの空間的なオフセット値を決定するステップとを含み得、関心のある領域の位置は、空間的なオフセット値が許容値よりも小さい場合に検証される。まず基準マークを位置決めするステップは、光学機器の視野におけるマークをセンタリングすることによって達成され得る。
【0047】
本方法はさらに、関心のある領域の座標値をメモリに格納するステップと、標本を観察ステーションに移動させるステップと、基準マークを位置決めするステップと、マークの位置に基づいて観察ステーションの座標系を設定するステップとを含み得る。
【0048】
自動化された細胞学的画像化システムにおいて取り付けられたスライド上の細胞学的標本内の関心のある領域の位置を識別するための本発明による別の方法は、画像化システム内の光路内部にスライドを配置させるステップと、画像化システムの視野内のスライド上に基準マークをセンタリングするステップと、マークの位置に基準座標値を割り当てるステップと、基準座標値をメモリに格納するステップと、標本内の関心のある領域を識別するための標本をスキャンするステップと、画像化システムの視野内に関心のある領域をセンタリングするステップと、座標値を関心のある領域に割り当てるステップと、基準座標の位置に戻すステップと、空間的にマークを二回位置決めするステップと、基準座標値およびマークを二回位置決めした結果生じる座標値を比較し、それによりマークの空間オフセット値を決定するステップとを含み、空間オフセット値が許容値よりも小さい場合、関心のある領域の位置が検証される。
【0049】
本発明はまた、標本を画像化するための画像化システムにおいて使用するためのデバイスを含む。このデバイスは、スライド上への標本の沈着に対して適応された領域およびスライド上に少なくとも2つの基準マークを有するスライドである。この領域は、少なくとも2つのマークによって少なくとも部分的に区切られる。標本は細胞学的標本であり得、少なくとも2つのマークのそれぞれの位置は、所定の許容値の範囲にある。このデバイスはまた、標本領域内の関心のある領域の位置においてスライド上に配置されたインジケータを含み得、標本領域内にある関心のある領域は、異常細胞の位置を示す。
【0050】
本発明は、標本内部の関心のある領域の位置を検証するための画像化システムをさらに含む。画像化システムは、光学系および光学系に対して移動可能なステージを含み、光学系およびステージの少なくとも1つは、光学系の光路における標本を位置決定するように動作可能である。この画像化システムは、標本上の基準マークを空間的に位置決定することが可能であり、標本上の名目上の位置に対するマークの空間的なオフセット値を決定する。この標本は、スライド上に沈着された細胞学的標本であり得る。
【0051】
本発明はまた、標本を観測し、標本内の関心のある領域の位置を検証するための装置を含む。この装置は、第1の光学系および第1の光学系に対して移動可能なステージを有する画像化システムと、少なくとも1つの光学系および第1の光学系の光路において標本を位置決定するように動作可能なステージと、画像化システムと通信するコンピュータサーバと、サーバと通信する観察ステーション(第2の光学系を含む)とを含み、第1および第2の光学系は、標本上の基準マークを空間的に位置決定するように動作可能であり、第1の光学系および第2の光学系の各座標系を標準化する。
【0052】
本明細書中で開示された本発明の利点および特徴と共にこれらの目的および他の目的が本発明の実施形態の以下の説明、添付図面、および特許請求の範囲を参照しながら明らかになる。さらに、本明細書中で説明された種々の実施形態の特徴は、相互に排他的ではなく、種々の組み合わせおよび順序で存在し得ることが理解される。
【0053】
図面では、一般的に同様の参照符号は、異なる図面にわたって同一の部分を指す。あるいは、図面は必ずしも縮尺されている必要がなく、その代わり、一般的には本発明の原理を示す際に強調される。以下の図面では、本発明の種々の実施形態が以下の図面を参照しながら説明される。
【0054】
(詳細な説明)
本発明の実施形態は以下に説明される。しかし、本発明は、これらの実施形態に限定されず、むしろ本発明は、当業者に明らかである改変および本発明の均等物もまた含まれことに特に留意すること。
【0055】
観察システム(「RS」)は、細胞検査技術者(cytotechnologist)または細胞病理学者(cytopathologist)(まとめて「ユーザ」と呼ぶ)によって使用された装置を規定し、スライド上に置かれた細胞学的標本を有するスライドを見る。この観察は、カスタマイズされた光学機器または自動スライド運動を利用する従来の顕微鏡インターフェースのいずれかによって行われ得る。この自動運動は、画像システムによって識別された関心のある視野(field)を示す。さらに、この観察システムは、以後観察するためにオブジェクトの自動化されたマーキングのための方法を提供する。このマーキングは、電気的、物理的、またはこれら両方であり得る。
【0056】
一般的に、ユーザが観察のためにRS上に標本を置くと、RSは、画像システムによって以前に識別され、そしてコンピュータサーバに格納された複数の関心のある視野(field of interest)(「FOI」)に提示される。一動作状態では、RSは、識別されたFOIのそれぞれがユーザが標本の観察を完了させ得る前に、ユーザに提示されることを要求する。FOIのそれぞれが提示されると、ユーザは、以後の物理的マーキングのためのFOI内部の標的ゾーンのコンテンツ電子的にマーキングし得る。電子マーキングプロセスの終了時に、物理的には、RSは半透明のマーキング染料を用いて各電子位置(マーキングされた標的ゾーン)をマーキングし得る。マーキングの実際の詳細は、本明細書中以下で議論される。標本の詳細を表し、サーバによって初期に提供された電子ファイルは、RSによって使用され、更新され、そしてサーバ上で保守される。
【0057】
RSサブシステムアーキテクチャは、図1にグラフィカルに示される。図1は、RS1内のエレメントのサブシステムへの機能的破壊(functional breakdown)を示す。一般的には、RS1のエレメントは、観察ステーション2、ユーザインターフェース4、コンソール6、およびプロセッサ8を含む。これらのエレメントの全ては、以下により詳細に説明される。これらのエレメントは、電気的であり、機械的であり、または互いにデータ通信する。いくつかの例では、これらのエレメントは、電気的、機械的、およびデータ通信状態である。
【0058】
図2は、種々のRS動作モードの関係を示し、図3は、RS1が取り付け標本モード606の間に実行する機能を示す。一般的に図2を参照すると、種々の動作モードの機能的な局面が説明される。1より多くのモードおよび機能において同様に有効にされる多くの機能がある。種々のモードは、パワーオフ600、プレシステム接続602、ユーザログイン604、ロード標本606、登録標本608、自動位置決め610、観察612、自動スキャン614、622、マーク標本616、チェック登録618、取り外し標本620を含む。RS1にパワーが付与されない場合、パワーオフモード600となる。パワーの付与によって、RS1はプレシステム接続モード602に移行する。プレシステム接続モード602は、サーバへの接続前のRS動作を表す。このプレシステム接続モード602は、パワーオンセルフテスト(「POST」)を含む。
【0059】
POST機能は、RAMチェックと、プロセッサチェックと、可聴/可観インジケータテストと、コンソールを介して、RS1がステージモータホーミング系列、レボルバーモータホーミング系列を開始することをユーザに指示するコンソール/ユーザインターフェースプレゼンステストと、オブジェクトマーカテストと、標本IDリーダテストとを含む。POSTが成功する場合(全てのエレメントが合格する場合)、RS1がサーバとの接続を開始するが、POSTが不成功の場合、RS1は、エラー処理モード632に移行する。サーバ接続が成功する場合、RS1は、サーバから研究室の選好をダウンロードし、ユーザログインモード604に移行し得る。所定の時間後、サーバ接続が依然として不成功の場合、RS1は、サーバ接続が不成功であり、ユーザに手動観察モード636を入力するように促進するか、またはサーバとの接続の再構築を試みるようにユーザに警告する。ユーザが「リトライ(re−try)」を選択する場合、RS1はプリシステム接続モード602を再入力する。ユーザが手動観察モード636を選択する場合、RS1は、標本を取り付け位置に移動させ、標本を取り付け、信号を入力することによって確認するようにユーザに促進し、そして入力信号の受領によって手動観察モード636に移行する。
【0060】
ユーザログインモード604の間、ユーザはRS1にログインし、ユーザの選択は、サーバからダウンロードされる。特に、RS1は、ユーザにキーパッドを介してログインIDを入力し、エンターキーを押すことを促進し得る。ユーザID入力の間、RS1は、隠れたフォーマットにおけるIDを(プレースホールダのみで)表示し得、バックスペースキーが一文字消去として機能し得る。ユーザがエンターキーの後にID入力を押した後、RS1は、サーバデータベースにクエリし、IDが存在する場合、取り付け標本モード606に応答し、取り付け標本モード606に移行させるサーバに従ってローカルにユーザ選好を設定する。IDが存在しない場合、RS1は可聴音を放出し、ディスプレイを介してユーザに警告し(「無効なID」)、遅延させ、そしてユーザログインモード604に戻る。RS1が、ペンディング中のシステム診断活動をRS1に知らせる放送メッセージをサーバから受信する場合、RS1は、メッセージへの応答を戻し、ソフトウエア更新モード638に移行し得る。RS1が、ペンディング中のソフトウエア更新活動をRS1に知らせる放送メッセージをサーバから受信する場合、RS1は、メッセージへの応答を戻し、システム診断モード624、634に移行し得る。
【0061】
取り付け標本モード606(図3)は、ユーザが標本を取り付けるのを待ってRS1から開始する。標本IDは、IDリーダによって自動的に読み出され、自動読み出しが失敗した場合、キーパッドから手動で入力される。このIDが画像化された標本に対応するサーバ上の有効なレコードに対応する場合、RS1は、登録について進行する。そうでなければ、RS1は手動観察を続ける。RS1は、手動スライドIDエントリの間のコンソールのキャンセルキーを有効にし得る。RS1はまた、標本プレゼンス(presence)センサを有効にし得る。RS1は、ステージを標本取り付け位置に移動し得、ユーザにスライドを取り付け、ユーザインターフェースを介して信号を入力するように促進して、自動化されたスライド観察の開始または手動観察の開始を確認する。自動化されたスライド観察を確認する入力信号の受領によって、RS1は、標本IDが標本IDリーダの下に位置決めされるようにステージを移動し得る。次いで、RS1は、メッセージを標本IDリーダに送信して、標本ラベルの照射ならびに画像の取り込みおよび処理を開始する。RS1は、受信された標本IDストリングを解釈する。標本IDが有効なフォーマット/チェックサムを有する場合、動作は、このスライドIDを有する標本データレコードの存在のためにサーバにクエリするRS1を続ける。「不良読み出し」があった場合、またはフォーマット/チェックサムが無効である場合、RS1は無効なスライドIDメッセージを表示し、可聴音を発行し、そしてユーザがコンソールの継続キーを押すのを待つ。
【0062】
継続命令の受領によって、ユーザは、コンソールを介してチェックサムを含む標本IDを手動で入力するか、または標本観察をキャンセルする。手動IDエントリの間、RS1は標本IDを表示し得る。手動標本IDエントリの間、バックスペースキーは、一文字消去として機能し得る。標本IDの受領の間、RS1は、手動で入力された標本IDを解釈し得る。標本IDが有効なフォーマット/チェックサムを有する場合、動作は、このスライドIDを有する標本データレコードの存在に対してサーバにクエリするRS1で再開する。フォーマットまたはチェックサムが無効である場合、RS1は、無効な標本IDメッセージを表示し、可聴音を発行する。
【0063】
一旦動作が再開すると、RS1は、対応する標本IDを有する標本データレコードの存在のためのサーバにクエリする。データベースクエリに応答するサーバが、この標本IDに対応する標本データレコード(「SDR」)の存在を示す場合、RS1は、関心のある視野の数(「FOI」)、FOIの位置(画像プロセッサ(「IP」)座標)、基準マークの位置(IP座標で)、もしあれば、以前の観察からマーキングされた標的ゾーンの場所(IP座標で)、標本細胞スポット中心の場所(IP座標で)、標本細胞スポット直径、および標本観察状態をダウンロードする。データベースクエリに応答するサーバが、通信エラーまたはこのスライドIDに対応するスライドデータレコードが存在しないことを示す場合、RS1はコンソール上で適切な警告を発行し、可聴音を放出し、スライド観察をキャンセルするために継続キーを押すようにユーザに命令し得る。
【0064】
RS1が標本データレコードをダウンロードした後、RS1は、標本が既に観察されたかどうかを理解するようにチェックする。標本が以前に観察された場合、RS1は警告メッセージを表示し、可聴音を放出し、以前の観察でマーキングされた標的ゾーンのアンマーキング(unmarking)を妨げ、そしてユーザが進行を望む確認をリクエストする。RS1がこの確認を待ち、次いで登録スライドモードに移行する。標本が以前に観察されなかった場合、RS1は、登録標本モード608に直接移行する。
【0065】
登録標本モード608では、RS1は、視野(「FOV」)におけるマークインジケータによって支援された(cradled)領域内の2つの基準マークのそれぞれのユーザセンター(user center)を有することによって標本の登録を確立する。IP(SDRからの)および観察ステーションシステムの両方における基準マークの座標を有することにより、次いで、RS1は、サーバから得られた関心のある視野(「FOI」)データの座標変換を計算および実行する。
【0066】
標本プレゼンスセンサは、標本登録モードの間に有効にされる。RS1は、白色マークインジケータを発光させ、10倍の対物レンズを用いてFOV内の第1の基準マークを提示させる。次いで、RS1は、2つのスライド移動軸(x,y)のいずれかに沿ってFOVの約半分(例えば、1100μm)の範囲に制限された手動ステージ位置決定のために標本位置決定入力デバイスを有効にする。RS1は、SPIDの使用を促進し、マークインジケータ内部の第1の基準マークをセンタリングし、動作が完了する場合、次のコマンドを入力する。確認によって、RS1は第2の基準マーク(第1の基準マークをセンタリングする際に記録されたオフセットを加えたSDRから生じた位置)を提示し、ユーザにSPIDを使用するように促進してマークインジケータ内部にその基準マークをセンタリングし、動作が完了する場合または第1の基準マークに戻るような以前のコマンドを入力する場合、次のコマンドを入力する。以前のコマンドの受領によって、RS1は、ユーザがセンタリングした第1の基準マークの場所に戻る。第2の基準マークの位置合わせが終了することの確認によって、RS1は、IPから、SDRに記録され、ユーザによる観察ステーションにおいて位置合わせされたように基準マーク座標に基づいた観察ステーションまでの座標変換を計算する。RS1はまた、各FOIの場所、マーキングされた標的ゾーン、および標本細胞スポット中心に座標変換を適用し、次いで、自動位置決めモード610に移行する。
【0067】
自動位置決めモード610では、ユーザは、10倍の対物レンズを用いて所定の数のFOIで提示される。このモードの間の任意の時間において、ユーザは、標的ゾーンをマーキング/アンマーキングし得、SPIDを用いてステージを手動で移動し、そして対物レンズを切り替える。全てのFOIが提示される場合、自動位置決めが終了される。標本の最初の観察によって、ユーザがマーキングされた標的領域の観察を可能にする前に、典型的には自動位置決定は、オートスキャンを実行するか、または標本観察を完了する。
【0068】
自動位置決めモード610の間、RS1は現在のモードおよびディスプレイ上の進行(例えば(「30の内の1(1 of 30)」)を示し、次のまたは以前のFOIに移行する方法についてユーザに命令する(ディスプレイを介して)。RS1は、FOVの第1のFOIを提示し、ステージのユーザに指示された位置決めのためのSPIDを有効にする。RS1は、電子マーキング/アンマーキングおよびマーク指示を有効にする一方で対物レンズは10倍である。RS1はまた、倍率および標本プレゼンスセンサの変更を可能にする。
【0069】
ユーザインターフェースの次のおよび以前の入力は、ユーザが対物レンズを10倍に変更することを可能にする。未だに10倍に変更されていない場合、次のまたは以前のFOIにおけるステージの位置は、ディスプレイ上の自動位置決めモード進行インジケータ(例えば「30の内の3」)を更新し、次のまたは以前のFOIへの移行方法に関してユーザに命令する(ディスプレイを介して)。現在のFOIが最後のFOIである(例えば全てのFOIが提示されている)ある時にユーザが次のFOIを入力する場合、RS1は可聴音を放出し、ユーザが次のFOIをまだ入力していない場合、標本観察の状態の一部としてディスプレイ上で自動位置決めが完了することを示す。RS1は、現在のFOIが第1のFOIである場合に以前のコマンドを無視する。以前のコマンドは、可聴音等の警告によって達成され得る。
【0070】
ユーザが観察モード612への変更を命令する場合(例えば、コンソール上の観察キーを介して)、RS1は対物レンズ10倍に変更し(必要ならば)、観察モード612に移行する。一実施形態では、ユーザは、マーキングされた標的ゾーンが0より多く、標本の最初の自動位置決め観察が終了した場合、観察モード612に変更するのみであり得る。ユーザがオートスキャンモード614、622(例えばスキャンキーを介して)への変更を命令する場合、RS1は対物レンズを10倍(必要ならば)に変更し、停止されたオートスキャンモード614に移行する。一実施形態では、自動位置決めモード610が終了する場合に限り、オートスキャンは、標本の最初の観察に関して選択されるのみであり得る。ユーザが標本の最初の観察の間に終了コマンドを入力する場合、RS1は対物レンズを10倍に変更し(必要ならば)、チェック登録モード618に移行する。標本の以後の観察の間に、新しい電子マークがある場合、終了コマンドに応答してRS1は、対物レンズを10倍に変更し(必要ならば)、マーク標本モード616に移行する。標本の以後の観察の間、新しい電子マークがない場合、終了コマンドに応答してRS1は、対物レンズを10倍に変更し(必要ならば)、チェック登録モード618に移行する。
【0071】
観察モード612では、現在の標本観察から電子的にマーキングされた標的ゾーンおよび以前の観察からマーキングされた標的ゾーンは、10倍の対物レンズを用いてユーザに提示される。RS1は、現在のモードおよびディスプレイの進行を示し、次の/以前のマーキングされた標的ゾーンへの移行方法に関してユーザに命令し(ディスプレイを介して)、そしてFOV内の第1のマーキングされた標的ゾーンを提示する(第1のスライド観察が以後の観察である場合、第1のスライド観察から)。さらに、RS1は、SRIDに対してユーザに指示されたステージ位置決定、対物レンズが10倍である場合の電子マーキング/アンマーキング、対物レンズが10倍である場合のマーキング指示、および倍率の変更を可能にする。
【0072】
観察モード612の間、以前のスライド観察からの任意のマーキングを含む、電子的にマーキングされた標的ゾーンの全てが表示のために利用可能である。マーキングされた標的ゾーンの表示の順序は、例えば、その順序で標的ゾーンがマーキングされた順序のように経時的であり得る。あるいは、マークの表示順序は、地理学的データに基づき得る。ユーザがユーザインターフェースを介して次のまたは以前のコマンドを入力する場合、RS1は対物レンズを10倍に変更し、未だ10倍ではない場合、次のまたは以前のマーキングされた標的ゾーン(それぞれ)にステージを位置決定し、ディスプレイ上の観察モード進行インジケータ(例えば「5の内の2」)を更新し、そして次のまたは以前のマーキングされた標的ゾーンへの移行方法に関してユーザに命令する。RS1は、現在のマーキングされた標的ゾーンが最後のマーキングされた標的ゾーンである場合に次のコマンドを無視する。RS1はまた、現在のマーキングされた標的ゾーンが第1のマーキングされた標的ゾーンである場合に以前のコマンドを無視する。RS1は可聴音等の警告を生成し得る。
【0073】
ユーザはオートスキャンモード614、622への変更を命令する場合、RS1は、オートスキャンがまだ開始されていない場合に開始位置をスキャンするように移動するか、またはオートスキャンが既に開始されている場合に現在のスキャン位置に移動する。RS1は、オートスキャン停止モード614に以後移行する。典型的には、オートスキャンが終了していない場合に限り、最初の標本観察の間、オートスキャンモード614、622への変更を命令するだけであり得る。ユーザが標本の最初の観察の間に終了コマンドを入力する場合、RS1は対物レンズ10倍に変更し(必要ならば)、マーキング標本モード616に移行する。ユーザが標本の以後の観察の間に終了コマンドを入力し、新しい電子マーキングが存在する場合、RS1は、対物レンズ10倍に変更し(必要ならば)、マーキング標本モード616に移行する。ユーザが標本の以後の観察の間に終了コマンドを入力し、新しい電子マーキングが存在しない場合、RS1は、対物レンズ10倍に変更し(必要ならば)、チェック登録モード618に移行する。
【0074】
オートスキャンモード614、622は、その場で10倍の対物レンズで標本の細胞スポットの自動化されたフルスキャンを実現する。オートスキャンは、自動であってもよいし、ユーザによってトリガされてもよい。自動オートスキャンでは、RS1によって移動が開始され、ユーザによって停止および再移動され得る。停止されると、ユーザは自動位置決めおよびレビューモード610、612のように手動位置決定およびマーキング/アンマーキングのためのSPIDを使用し得る。この停止されているスキャンは、ユーザが次のまたは再開コマンドを入力する場合に再開する。自動オートスキャンのための移動プロフィールは、一連の重なっているスキャンライン(スキャン速度がSPIDによって動的に制御され得る間)からなるように連続的であり得、または一連の離散運動からなり、FOVを重ねあわせ、各FOVにおける停止からなる断続的な(すなわち開始−停止)であり得、このスキャンの持続時間は、SPIDによって動的に制御され得る。
【0075】
ユーザによってトリガされたオートスキャンは、ユーザが次のまたは以前のコマンドを入力することによって連続的なFOIへの移行を開始することを除いて、開始−停止自動オートスキャンと同一である。さらに、オートスキャン方向は、ユーザの選好に従って水平または垂直であり得る。オートスキャンは、スキャンライン末端(すなわち離散FOV)への移動の全体のシーケンスが終了する場合に終了される。一実施形態では、標本の第1の観察は、任意の電子マークがある場合に終了されるべき全体のオートスキャンを必要とする。一般的にはオートスキャンは、FOV間の重なりを有する標本細胞スポットの100%を網羅する。
【0076】
オートスキャンモード614、622の開始において、RS1は、SDRからの細胞スポット中心に基づいてスキャンを構成する全ての移動の端点、選択された移動プロフィール(開始−停止または連続的)、および配向(水平または垂直)を計算する。RS1はスキャン開始位置に移動する。さらに、RS1はオートスキャン進行およびディスプレイの停止条件(例えば、「スキャン停止−25%終了」を示し、ユーザに次のまたは再開コマンドを入力するように促進し、スキャンが終了しない場合、スキャンを開始/再開する。RS1はまた、ユーザに指示されたステージ位置決め、対物レンズが10倍である場合の電子マーキング/アンマーキング、対物レンズが10倍である場合のマーキング指示機能、および倍率の変更を可能にする。オートスキャンの間、ユーザがリセットコマンドを入力する場合、RS1は、スキャン開始位置に移動し、進行中のスキャンをキャンセルする。
【0077】
自動開始−停止スキャンの間、ユーザは以前のコマンドを入力する場合、RS1は1つのFOIまで後退し、現在のスキャン位置がスキャン開始位置でない場合、スキャンは終了しない。ユーザが、ユーザによってトリガされたオートスキャンの間に次のまたは再開コマンドを入力し、スキャンが終了しない場合、RS1は次のFOIに移動し、ディスプレイ上のオートスキャン進行を更新する。ユーザが次のまたは再開コマンドを入力し、スキャンが終了する場合、RS1は可聴音を放出する。ユーザが停止または以前のコマンドを入力し、現在のスキャン位置がスキャン開始位置ではない場合、RS1は以前のFOIに移動し、ディスプレイ上でオートスキャン進行を更新する。ユーザが停止または以前のコマンドを入力し、現在のスキャン位置がスキャン開始位置である場合、RS1は可聴音を放出する。
【0078】
マーキングされた標的ゾーンの数が0よりも大きい場合にユーザが観察モード612への変更を命令する場合、RS1は対物レンズ10倍に変更し(必要ならば)、現在のスキャン位置を格納し、観察モード612に移行する。マークが存在し、ユーザが終了コマンドを入力する場合、RS1はマーキング標本モード616に移行する。マークが存在せず、ユーザが終了コマンドを入力する場合、RS1はチェック登録モード618に移行する。
【0079】
自動オートスキャンの間、ユーザが次のまたは再開コマンドを入力し、スキャンが終了しない場合、RS1は対物レンズ10倍に変更し(必要ならば)、ステージを現在の格納されたスキャン位置に移動し(この場合、ユーザ指示の位置決定が発生する)、進行モード622におけるオートスキャンに移行する。進行モード622のオートスキャンは、自動スキャニングが進行中であり、動作はユーザによって停止されていない場合に存在する。典型的には、自動(連続的または開始−停止)オートスキャンの間に入力されるのみである。
【0080】
連続的なオートスキャンの間、RS1は、ユーザによって定義された速度で第1の(現在の)スキャンラインの端点に移動する。SPIDのX軸が、予め定義されたデッドバンドゾーンの外部で右に曲げられる場合、RS1は上向きにスキャン速度を連続的に調整する。逆に、SPIDのX軸が左に曲げられる場合、RS1は下向きにスキャン速度を連続的に調整する。各スキャンラインの終了の後、RS1はディスプレイ上のオートスキャンインジケータを更新する。
【0081】
開始−停止オートスキャンの間、RS1は、第1の(次の)FOIをユーザによって定義された速度で移動させ、休止(dwell)時間の間にそこで待機させる。SPIDのX軸が予め定義されたデッドバンドゾーンの外部で右に曲げられる場合、RS1は休止時間を下方に連続的に調整する。逆に、SPIDのX軸が左に曲げられる場合、RS1は休止時間を上方に連続的に調整する。各FOIへの到着の後、RS1はディスプレイ上のオートスキャン進行インジケータを更新する。
【0082】
連続的スキャンまたは停止開始スキャンのいずれかの間、内部スキャン線の速度は、ユーザによって定義されたFOI間の速度である。最終スキャンラインの末端またはFOIが到達するまで、RS1はFOIへの移動を継続する。この時点で、RS1はオートスキャン停止モード614に移行する。スキャン終了の前に、ユーザが停止または以前のコマンドを入力する場合、RS1はステージ動作を停止し、現在のスキャン位置を格納し、オートスキャン停止モード614に移行する。
【0083】
マーク標本モード616では、物理マークは、現在の標本観察の間に作成された電子マークの位置におけるオブジェクトマーカーによって、バッチ方式で標本上で作成される。次いで物理マークは、個々に提示され、ユーザによって検証される。このマークインジケータカーソルは、電気的にマーキングされた標的ゾーンが存在することを示すように緑に発光させる。マーク標本モード616を入力することによって、RS1は、最新のオブジェクトマーカー較正の間に得られたオブジェクトマーカーのための現在の変換値を用いて、電気的にマーキングされた標的座標ゾーンをオブジェクトマーカー座標に変換する。現在の観察セッションの間に電気的にマーキングされた(典型的には、電気的にマーキングされた順序で)各標的ゾーンのために、RS1は、マーキングのためのステージを位置決定し(必要に応じて)、ステージ移動(必要に応じて)および標本上の物理マークを作成するのに十分なマーカー移動を作成する。現在の観察セッションの間に物理的にマーキングされた各標的ゾーンに対して、RS1は対物レンズを用いて10倍で物理マークを提示し、次のコマンドを入力するか、または次のコマンドが検証可能でない場合は拒絶コマンドを入力するようにユーザに促進する。
【0084】
ユーザが任意のマークに対して拒絶を入力する場合、RS1はyesまたはnoコマンドを入力することによって拒絶されることを確認するようにユーザに促進する。この拒絶入力は、典型的にはキーパッド上の「Y」または「N」キーを押すことを含む。yesコマンドの受領によって、RS1は、マークが拒絶されることをディスプレイを介して示し、可聴音を放出し、継続コマンドを入力するユーザを待機する。その後、RS1は取り付け標本モード606に移行する。一実施形態では、RS1はユーザに全ての物理マークを消去するように促進する。noコマンドを受領すると、RS1は以前の動作状態を回復させる。ユーザが最後の物理マークを検証すると、(典型的には次のコマンドを入力することによって)、マーカーにキャップが設けられる場合、RS1はマーカーを仕上げ(cap)、手動観察である場合に取り付け観察モード636に、および他の場合ではチェック登録モード618に移行する。
【0085】
ユーザがキャンセル観察コマンドを入力する場合、RS1は、例えば、ユーザがマーキングデバイスおよび/または可聴音を較正するように提案されるように、警告することによって達成された手動観察モード636に移行する。マークが存在する場合、RS1は、ユーザに全ての物理マークを消去するようにさらに促進する。ユーザが物理マークの最後を検証する場合、RS1は手動観察モード636に移行する。
【0086】
チェック登録モード618では、標本観察の開始時に登録標本モード608で確立された登録が検証される。標本が移動されず、以後標本観察の間の位置を回復しない限り、登録の検証は全てのFOIの正確な提示を確認する。RS1は白のマークインジケータカーソルで発光させる。2つの基準マークのそれぞれに対して、RS1は、10倍の対物レンズで登録標本モード608でユーザが示した位置においてステージを位置決定し、次のコマンドを入力することによって標的ゾーンにおいて第1の基準マークのアライメント、または拒絶コマンドを入力することによって拒絶登録を確認するようにユーザを促進する。
【0087】
ユーザがいずれかの基準マークの提示の後に拒絶コマンドを入力する場合、RS1は警告(例えば拒絶されたマーク)を表示し、可聴音を放出し、マークインジケータをターンオフし、および/またはユーザに継続コマンドを入力するように促す。マークが初期観察で存在する場合、RS1はユーザに全ての物理マークを消去するようにさらに促進する。継続コマンドの入力の後、RS1は取り付け標本モード606に移行する。例えば連続して2度次のコマンドを入力することによって示され得る登録が検証される場合、RS1はマークインジケータをターンオフし、取り外し標本モード620に移行する。
【0088】
取り外し標本モード620では、更新されたSDR情報をサーバにアップロードし、標本境界アーク上の標本が観察されたマークを作成する。さらに、RS1は、登録標本モード608の間に実行された変換を逆転することによって、現在の観察(新しいマーク)からのマーキングされた標的ゾーン場所をIP座標系に戻して変換し、標本観察の開始時間でサーバ上のSDR、マーキングされた標的ゾーンの全体の数(任意の新しいゾーン、古いゾーン、およびIP座標における新しいマーキングされた標的ゾーン位置)、および標本観察の終了時間(現在の時間)を更新する。
【0089】
観測が標本の第1の観測であった場合、RS1は、標本が観察されたマークの生成のためのステージを位置決定し、ペンまたはマーカーの蓋を取り、標本境界アーク上で観察されたマークを作成するのに必要なステージ移動およびマーカー移動を生成し、ペンの蓋をし、ステージを標本取り付け位置に移動し、可聴音を放出し、そしてユーザに標本を取り外すように促進する。標本プレゼンスセンサによって検出されたように標本が除去される場合、RS1は取り付け標本モード606に移行する。
【0090】
他の動作モードは、ユーザログアウト626、設定ユーザ選択628、エラー処理632、マーカー較正640、ソフトウエア更新638、手動観察636、および診断624、623を含む。ユーザログアウトモード626では、ユーザはRS1をログアウトする。RS1は、yesまたはnoコマンドを入力することによってユーザにログアウトを確認するように促進する。ユーザがyesコマンドを入力する場合、RS1はユーザの選好をサーバにアップロードし、ユーザログインモード604に移行する。
【0091】
設定ユーザ選好モード628の間、ユーザは、オートスキャン設定および手動位置決定のための最大速度を含むユーザのオペレーショナル選択を可能にする。各ユーザ設定可能な選好のために、RS1は、ディスプレイを介して、パラメータの現在の設定および所望の値に設定を変更する方法をユーザに示す。この設定は、ユーザ選好がユーザログアウトモード626の間にサーバ上で更新されるまでローカルに格納される。他のユーザ設定可能な選好は、以下に限定されないが、スキャンタイプ、スキャン方向、自動位置決め、入力セットアップ、およびSPIDセットアップを含む。例示のみによって、このスキャンタイプ設定は、自動継続、自動開始−停止、またはユーザによってトリガされた開始−停止を含み得、スキャン方向は左右または上下を含み得、自動位置決め設定はFOI間速度を含み得、SPID設定はユーザベースまたは標本ベースを含み得る。
【0092】
設定ユーザ選好モード628の間の任意の時間において、テストを実行する場合を除いて、キャンセルコマンドが入力される場合、RS1は取り付け標本モード606に移行する。RS1はセーブコマンドの入力に至らない任意の変化をセーブしない。テストを実行する場合、キャンセルコマンドが入力されると、RS1は全ての移動を停止し、そのテストをキャンセルし、そしてテストコマンドを入力する前に表示されたメニューに戻る。
【0093】
エラー処理モード632は、RS1内にあるエラーを処理する特別なモードである。このモードは、パワーオフモード600を除いて任意のモードから入力され得る。エラー処理モード632内部で、RS1はエラーを評価し、適切な動作を行う。エラーは、システムが動作を継続することを妨げない場合、RS1は適切な動作を行い、適切なモードに戻るように移行する。
【0094】
マーカー較正モード640では、マーカーによって生成されたマークの位置が較正される(例えば、ステージ調整システムを用いて位置合わせされることによって)。この処置は、種々の時間で実行され得る(例えば、新しいマーカーがインストールされる度に、エラーがマークを検証する間に遭遇された後、またはユーザセッション当たり少なくとも1回)。マーカー較正モード640の間に、RS1は、ユーザにブランクの標本スライドを取り付けるように促進し、スライドが次のコマンドを入力することによって取り付けられることを確認する。スライドの取り付けを確認することによって、RS1は、所定の座標でスライド上にテストマークを作成し、10倍の対物レンズを用いてテストマークをユーザに提示し、そして白のマークのインジケータを発光させる。さらに、RS1は、ユーザにSPIDを使用するように促進し、マークインジケータ内のテストマークをセンタリングし、いつ動作が終了したかを確認する。テストマークの確認によって、RS1は、座標変換値(ΔX,ΔY)またはマーカーに対する幾何学的オフセットを生成する。次いで、RS1は可聴音を放出し、ディスプレイ上のマーカー較正の終了を示し、そしてユーザの継続コマンドの入力を待機する。その後、RS1は取り付け標本モード606に移行する。
【0095】
ソフトウエア更新モード638は、サーバがRS1上で新しいソフトウエアをダウンロードすることおよびこれをインストールことを可能にする。ソフトウエア更新が終了するまで、全てのシステム機能性は、典型的には保護される。ソフトウエア更新の終了によって、RS1はメッセージをサーバに戻し、プリシステム接続モード602に移行する。
【0096】
手動観測モード636は、ユーザが電動ステージ、電動レボルバー、およびマーカーを制御することを可能にする。ユーザは、電気的にマーキング/アンマーキングすることを可能にし、標的ゾーンを物理的にマーキングし、電気的にマーキングされた標的ゾーンを観察する。手動観察モード636への入力によって、RS1はステージを標本取り付け位置に移動し、ユーザに標本をロードするように促進する。コマンドをRS1に手動で入力した後、ステージが手動の観察の開始のための標本上の名目上の位置に移動する。
【0097】
観察の間、ユーザが次のまたは以前のコマンドを入力する場合、RS1は、まだ10倍に変更されていない場合、対物レンズを10倍に変更し、任意のマーキングされた標的ゾーンが存在する場合、次のまたは以前のマーキングされた標的ゾーンにおけるステージを位置決定し、マーキングされていない標的ゾーンが存在しない場合、あるいは、最後のマーキングされた標的ゾーンの場合、ユーザが次のコマンドを入力するかまたは第1のマーキングされた標的ゾーンの場合、以前のコマンドを入力するユーザが次のコマンドを入力する場合、可聴音を放出し、ディスプレイ上のマーキングされた標的ゾーン状態インジケータを更新する。
【0098】
ユーザが終了コマンドを入力し、電子マークが存在する場合、RS1は、マーク標本モード616に移行する。ユーザが終了コマンドを入力し、電子マークが存在しない場合、RS1は取り付け標本モード606に移行する。代替の実施形態では、標本ホルダを開けることは、RS1に全ての電子マークをクリアさせ、手動観察モード636を再入力させる。ユーザが以後キャンセルコマンドを入力する場合、RS1は全ての電子マークをクリアし、手動観察モード636を再入力する。ユーザが終了コマンドを入力し、電子マークが存在する場合、RS1は、マーク標本モード616に移行する。ユーザが終了コマンドを入力し、電子マークが存在しない場合、RS1は手動観察モード636に移行する。
【0099】
システム診断モード628、638は、RS1がユーザログインモード604にあり、サーバが情報のためにRS1をクエリするように試みる場合に入力される。RS1はリクエストされた情報をサーバに送信し、ユーザログインモード604に移行する。診断モードは、特定の観察に対して許容しないが、サブシステムコンポーネントをテストし、内部変数の状態を見るために使用される。
【0100】
上記で参照されたいくつかの機能がより詳細に説明される。このような機能は、電子マーキングおよびアンマーキングである。電子マーキングが有効にされる場合、ユーザがマーキングコマンドを入力すると、RS1は現在の位置が電子的にマーキングされるかどうかを決定する。ユーザがマーキングコマンドを入力しない場合、現在のX、Y座標は、マーキングされた標的ゾーンのリストに追加される。現在の位置が、現在の標本観測の間、既に、マーキングされた標的ゾーン内部にある場合、標的ゾーンの中心の座標は、マーキングされた標的ゾーンのリストから除去される。マーキング指示は別の機能である。マーキング指示が有効にされる場合、RS1は連続的にステージ位置をチェックし、現在の位置がマーキングされた標的ゾーン内部にあるかどうかを決定する。現在の位置がマーキングされた標的ゾーン内部にある場合、RS1はマークインジケータを緑色に発光させる。これ以外では、RS1はマークインジケータを白色に発光させる。このステージが動いている場合、または移動が停止する場合、RS1はユーザ指示の位置決定の間にこのチェックを実行する。倍率の変化の間、ユーザインターフェース上の入力の内の1つは対物レンズを変更するために使用される(例えば、10倍〜40倍、40倍〜10倍)。標本観察をキャンセルする間、キャンセルコマンドが入力される場合、RS1は全ての移動、ステージおよび/またはマーカーを停止させ、可聴音を放出し、そして情報のためにユーザに標本観察がキャンセルされることを促進する。yesコマンドが入力される場合、RS1は取り付け標本モード606に移行する。ディスプレイは警告を発行し得る(例えば「全ての物理マークを消去しなさい」)コマンドが入力されない場合、RS1は、以前の動作状態に戻る。さらに、RS1は標本プレゼンスセンサおよび関連した機能を含み得る。動作モードの間の任意の時間において、標本ホルダが開けられ、イネーブルされると、RS1は全ての移動、ステージおよび/またはマーカーを停止し、警告を表示し(例えば、「標本が除去された観察がキャンセルされる」)、可聴音を放出し、そしてユーザに継続コマンドを入力することを促進する。標本が物理的にマーキングされた後に標本ホルダが開けられる場合、さらにディスプレイは、ユーザに全ての物理マークを消去するように警告すべきである。継続コマンドを入力することによって、RS1はオブジェクトマーカーをその静止状態にリストアし、必要ならば、取り付け標本モード606に移行する。
【0101】
図4は、周辺機器を含むRS1を示す。図1をさらに参照して、RS1は観察ステーション2、ユーザインターフェース4、およびコンソール6を含む。RS1はまたプロセッサ8を含み、図4では、観察ステーション2内部に配置される。観察ステーション2、ユーザインターフェース4、コンソール6、およびプロセッサ8は、電気的に、機械的であり、および/または互いにデータ通信する。
【0102】
図5Aから図5Eは、観察ステーション2の図である。いくつかの図面では、コンポーネントは明瞭性のために除去されている。観察ステーション2は、フレーム3、光学機器10、投光器サブシステム11、照明制御パネル19、およびフォーカス制御21を含む。観察ステーション2はまた、さらなるカスタムサブシステムのための構造および光機構が設けられる。この構造および光機構は特定の機能性を提供する目的のために観察ステーション2に統合され得る。より詳細には、観察ステーション2は、電動ステージ12、OCRリーダ16(IDリーダ)、電動2配置(two−position)レボルバー14、マークインジケータ20(FOV内のマーク位置決めの視覚指示)、オブジェクトマーカー18、(標本における関心のあるオブジェクトの物理マーキング)、プロセッサ8、ケーラー(Koehler)投光器、投光器コントローラ23、上部アーム27(マークインジケータモジュール20およびオブジェクトマーカーサブシステム18を含む)、および接眼レンズ29を含む。
【0103】
フレーム3は、臨床的な設定で現在使用されている顕微鏡と比較した場合、サイズおよび形態が同様である。フレーム3は低い重心を有し、衝撃または振動による損傷に抵抗し、潜在的なステージ、ノイズピース、またはオブジェクトマーカー移動からのピンチポイント(pinch point)を最小化する。一実施形態では、フレーム3は、迅速なステージ移動の間の接眼レンズ29の移動を最小化するように高度な剛性を有する。フレーム3は、最小のたわみを有する上部アーム27を含む。いくつかの実施形態では、指示レグは、上部アーム27のたわみをさらに最小化するために使用され得る。FOVは、上部アーム27が過度にたわむ場合、40倍で観測(viwing)する際に不鮮明になり得る。フレーム3は、その低部に固定された4つのゴム製滑り止め脚部(rubber non−skid feet)37を組み込み得る。これらのゴム製脚部37は、観察ステーション2に対する衝撃を最小化し、インパルスおよび環境振動を減衰し、ベンチ上部面の滑りを妨げる。フレーム3は、鋳造アルミニウムから作製され得るが、当業者に公知のような他の材料が企図される。
【0104】
図5A〜図5Eに示された観察ステーション2は標本を照射するためのケーラータイプの照明源を利用する。照明システムは、バルブを交換するためのバルブチャンバへの簡単なアクセスをユーザに提供し、照明領域の適切な熱冷却を提供する。適切な冷却はバルブ寿命を延ばし、外部表面温度の上昇に関連したユーザの危険を低減する。照明アパーチャ41(照明源の視野直径(view diameter))の調整は、簡単なアクセス、滑らかな移動、適切なグリップ面を有する。照明システム11は照明制御パネル19を含む。照明制御(出力、光強度、緑のマークインジケータ強度、および白のマークインジケータ強度)は、フォーカスノブ21の簡単なアクセスにおいてグループ化される。
【0105】
電動レボルバーサブシステム14は、フレーム3の上部アーム27の下側に配置される。レボルバー14は、命令されたように対物レンズ43、45の自動化された選択および位置決定を提供する。図5Aに示された実施形態では、対物レンズ43、45は10倍および40倍であるが、他の倍率が特定の用途に適合するように選択され得る。レボルバー14は、2つの対物レンズ間で切り替わるように側面間で約60°回転する。必要なモータ13、センサ17、および駆動システムは、対物レンズホルダ47の背後に装備される。右側の(right)対物レンズ台は、対物レンズを光路に垂直な平面に移動するための2つのセットのねじを提供する。これは、焦点(parcentricity)調整を可能にする。同一焦点性を提供するために、調整シームは、2つの対物レンズ43、45のいずれかとレボルバー14との間で追加されて、共通の焦点面までの距離を低減する。対物レンズ43、45は、標準的なOlympass UIS seriesの無限補正光学機器であり得る。レボルバーサブシステム14は、統合ギアヘッドを有するDC永久磁石ブラシサーボモータ13を用いて動作する。モータ13は、約5ボルト(V)で動作し、約22オームの抵抗を有する。このギアヘッドは、側面間で対物レンズホルダ47を押すカムフォローワーを駆動させる。別のカムおよびバネ構成は、レボルバー14に正確な対物レンズ位置にわたってトグルおよび保持させる。
【0106】
電気的には、3つのコンポーネントとして、1つのモータ13および2つのセンサ17があり、各移動端の一方は、対物レンズが配置されていることを示す。2つの光学遮蔽センサ17は、+5Vおよびグランド入力をとり、フラッグがセンサをブロックしている場合には低い出力を生成する。電動化されたレボルバー14は、プロセッサ8を介してレビューステーション2に対してインターフェースを行う。レビューステーションプロセッサ8は、デジタル入力ポートに接続された位置センサ17を介してレボルバー14の回転位置をモニタする。ユーザは、対物レンズ選択ボタン15等のユーザインターフェース入力を介してレボルバー位置をトグルさせることができる。
【0107】
標本IDリーダサブシステム16がフレーム3の上部アーム27内に設置される。スライドIDリーダ16は、RS1において、標本ラベルの画像を取得するために用いられ、標本IDおよびCRCを決定するためにOCRを使用する。一実施形態では、標本IDリーダ16は、カスタムWelch Allynカメラおよびプロセッサであり、これは、カメラ、レンズ、CCDセンサ、光源、プロセッサ、およびフレームグラバ(frame grabber)を含む。標本IDリーダ16は、約3.7インチの作業距離(すなわち、カメラレンズ表面から標本ラベル表面までの距離)を有する。しかしながら、作業距離は、特定の用途に適応させるために変化し得る。標本ID16は、約13°+/−2°の視野角度(すなわち、カメラレンズ表面と標本表面との間の並列からの角度偏差)を有する。しかしながら、視野角度は、特定の用途に適応させるように選択され得る。標本IDリーダ16は、通常のオフィス電光等の外部光環境において正確に作動する(例えば、100フートキャンドル)。
【0108】
標本IDリーダ16は、標本ラベル上の標本IDおよびCRCの画像を撮像する。標本ラベルは、1ライン上に7文字までを有する文字ラインを少なくとも1本有し得る。ラベルは、患者IDを表わす文字を含み得る。一実施形態では、最後の3文字がCRCである。全ての文字がOCR−Aであると、0〜9のディジットおよび‘‘−’’のシンボルに制限される。標本IDリーダ16に対する電気的なインターフェースは、2つのケーブルアセンブリからなり、これは、レビューステーションプロセッサ8からルーティングするために、1つに組み合わせられ得る。インターフェースを介する通信は、双方向性であり、レビューステーションプロセッサ8が標本IDリーダ16を制御し、標本IDデータまたは任意のエラーメッセージを受信することが可能である。
【0109】
電動化されたステージサブシステム12は、フレーム3上に配置されており、図13において見られ得る。電動化されたステージ12は、標本をローディングすること、標本IDを読み出すこと、標本をレビューすること、起点マークを見ること、および対物レンズのマーキングを容易にするために、電動化されたレボルバー14に対して水平平面内に標本を移動させる。さらに、電動化されたステージ12は、スライド標本エリアをFOVに位置付けて、FOI、マーク付けされたゾーン、および手動で到着された行先の配置を容易にするために用いられる。ステージ12は、単一の方向に一定の速度で、自動スキャンモード614、622の間、セルスポット境界内で移動させ得る。さらに、ステージ12は、物理的なマーク(例えば、標本がレビューされたマーク)を作製するために標本を移動させる。図15Aおよび15Bを参照のこと。ステージ12は、ハードスポット61を含み、X軸62およびY軸64上の移動を制限し、センサ63は、ホーム位置を示し、そして、センサ65は、ステージ12上の標本の存在を感知する。センサ63、65は、ホール効果スイッチであるが、制限スイッチ、近傍スイッチ、または、光学的または磁気センサでもあり得る。一実施形態では、ステージの大きさは、約255mm幅、280mmの深さ、および90mmの高さである。
【0110】
ステージ12は、2つの直交軸に沿う移動を提供する。ここで、X軸62は、左右方向であり、Y軸64は、前後方向である。各軸62、64は、直線輸送システム上にガイドされたプラットフォーム69を含む。DCサーボモータ66は、プラスチックのアンチ−バックラッシュナット70を用いてバックラッシュを最小にする駆動システムを有する親ねじ68を通じて各軸62、64を駆動する。モータシャフト上の負荷を最小にし、エンコーダ72の軸アライメントを維持するために、親ねじ68は、センタリングカップリングシステム74を用いてサーボモータ端上に取り付けられ、ベアリングを他端上に押し込む。両方の軸62、64は、エンコーダフィードバックおよびホームセンサ63を用いて制御される。ステージ12は、Y軸プラットフォーム69上に取り付けられた標本ホルダ71を含み、標本のアライメントをステージ12に維持する。スプリング付勢アーム76により、ユーザは、標本に負荷をかけることおよび負荷をかけないことが可能になり、センサ65が含められて、標本ホルダ内の標本の存在を実証する。
【0111】
ステージ12は、Z軸水平取り付けによってフレーム3に取り付けられる。ステージ12は、ねじを用いて水平取り付けに固定される。しかしながら、溶接、リベット、化学結合その他等の他の一般的に知られた固定方法が利用され得る。ステージ12は、フレーム3に対するステージ位置を確立するために、ピン等の位置選定機能を含む。一実施形態では、X軸移動は約60mmであり、Y軸移動は約56mmである。ダブルシャフト、DCブラシサーボモータ(brushed servomotor)がXおよびY軸駆動のために用いられる。親ねじのピッチは、約2mmであり、セルフセンタリングカップリングが、親ねじをモータに接続して軸のアライメントを維持するために用いられる。押し込みベアリングは、親ねじの自由端を支持して速度リプルを最小にするために用いられ得る。一実施形態では、ステージ12は、32mm/秒の最大速度および0.02m/秒の最小速度を有する。しかしながら、ステージ速度は、特定の用途に適応するように選択され得る。駆動接続は、バックスラッシュを維持するためにアンチ−バックスラッシュナットを用いることができ、例えば、自動注油の駆動ねじ/ナットが、点検要求を排除し、ノイズおよび静止摩擦を最小にする。ステージ12は、モータ、センサ、およびワイヤハーネスを覆って保護するモータカバー77を組み入れる。モータカバー77は、さらに、任意のピンチポイントからユーザを保護する。
【0112】
ステージホーム位置は、一つのセンサ63、例えば、軸ごとのボール効果スイッチを用いて決定される。ハードストップ61は、モータ制御が損失した場合の損傷を防ぐために用いられる。標本ホルダ71は、センサ65、例えばホール効果スイッチを組み入れ、標本の存在を検出する。標本が適切に取り付けられ、正しい位置が動作の全シーケンスを通して維持されるために、標本センサアーム79の作動力が標本保持アーム76の作動力より顕著に低いことが望ましい。例えば、標本センサアームの作動力は、約5g〜約20gであり得、標本保持アームの力が約100g〜約140gであり得る。この処置は、センサアーム79が標本を基準位置から離れるように移動させることを防ぐことを助ける。スライド保持アーム76は、対物レンズのマーキング中に標本が基準位置から離れるいかなる移動をも防ぐために標本上に十分な力を付与するべきである。標本静止表面73は、好適には、堅い、平坦な、スクラッチに抵抗性であり、顕著な静止摩擦がほとんどない低い摩擦係数を有する。一実施形態では、標本静止表面は、0,22mm上に±4μmの平坦性を有する。
【0113】
各軸は、ブラシDCサーボモータを動作のために有する。各モータ66は、レビューステーションプロセッサ8を有するデータ通信内の分離したサーボモータインターフェースモジュールを介して制御され得る。フィードバックがモータシャフト上に取り付けられた光学エンコーダ72によって提供される。しかしながら、他のフィードバックデバイスが用いられ得る。インターフェースモジュールは、モータ66およびモータエンコーダフィードバックに電力を供給する。各軸は、少なくとも一つのセンサ63を有し、このセンサ63は、ステージ12のホーム位置およびレビューステーションプロセッサ8とのインターフェースを決定する。ホームセンサ63は、ステージホーム位置を確立するために用いられる。標本存在センサ65は、さらに、レビューステーションプロセッサ8とインターフェースを行う。
【0114】
本発明に従うイルミネータサブシステムの一実施形態が、図5Eに示される。イルミネータサブシステム11は、フレーム3の下部アーム49内に設置され、レビューステーション2上で見られる標本の照明を供給する。フレーム3は、コンデンサアセンブリ57および光学系に対してイルミネータ11を支持し、かつ整列させる。コンデンサアセンブリ57のアライメントおよび較正は、適切な標本の照明を容易にする。イルミネータ11は、アクセス扉を有するベースプレート、電源、照明コントローラ23、およびハロゲンランプを含む。電源および照明コントローラは、AC電圧を、ハロゲンランプに供給されるユーザ調整可能なDC電圧に変換する。ランプは、ベースプレート上のアクセス扉に付着されたランプホルダ内に設置される。これは、コンデンサアセンブリ57を通じて標本を照明するためのランプを設置し、ランプが取替のためにアクセスされることを可能にする。ランプからの熱は、ヒートシールドおよびベースプレートを通じて伝達され、フレーム3に散逸される。ベースプレートは、イルミネータ11に対して構造を提供し、フレーム3の底部に付着する。一実施形態では、イルミネータは、90〜264VAC、単層47〜63Hzで動作し、35Wの電力出力を有する。
【0115】
照明コントロールパネル19は、フレーム3の下部アーム47の側上に設置され、オン/オフスイッチ59および照明を調節するコンロール23を提供する。コントロールパネル19は、また、白色および緑色マーク指示画像の強度を調節するためのポテンシオメータを保持する。
【0116】
図8および9は、対物レンズマーカサブシステム18の一実施形態を示す。詳細には、図8は、レビューステーション2上に常駐するときの構築された対物レンズマーカサブシステム18であり、図9は、対物レンズマーカサブシステム18の分解された図である。対物レンズマーカサブシステム18は、上部アーム27下でステージ12の背後のレビューステーション2上に設置される。マーカ81は、ステージ12上に取り付けられた標本上の電気的にマークされた対象領域の位置に物理的なマーカを配置する。マーカの機能は、物理的に配置されたマーカを標本上に含み(ただし、これに限定されない)、さらなる調査が提示されるサイトを示し、標本がレビューされたことを示すために標本を物理的にマークし、そして、使用しない場合にマーカ81のキャッピングおよびシーリングを供給する。マーカ81は、従来のガラススライド、フロートガラススライド上にマークすること、ガラススライド、カバーガラススリップおよびプラスチックカバースリップ上にコーティングすることができる。
【0117】
一実施形態では、マーカは、Sharpie(R)ペンを利用する。このSharpie(R)ペンは、Bellwood,ILにおけるSanford Corporationから取得され、標本上にマークを生成し得る。このペンは、カバースリップおよびスライドを手動でマークするために広く用いられ、受け入れられている。インクに基づく溶媒は、ガラスまたはプラスチックのカバースリップ上に信頼性よく、迅速にマークし、迅速に乾燥し、そのため、容易には不鮮明にはならず、かなり半透明で、非毒性である。マーカの動きは、固定された回動ポイント83の周りに回転するカンチレバーアーム80によって提供される。この配列は、最小の摩擦効果内の高度な繰り返し可能な、信頼できる動きを提供する。一つの直線状ステッパモータ88が、マーカ81を駆動するために用いられる。しかしながら、アクチュエータの他の数およびタイプが考えられる。センサ87がマーカ81のホーム位置を確立するために用いられる。
【0118】
対物レンズマーカサブシステム18は、キャッピング/アンキャッピング機構79を含む。アンキャッピング移動は、スプリングにより作動される。しかしながら、他のタイプの偏向装置90が企図される。キャッピング移動は、ステージ12によって作動される。ステージ12は、特定の位置に移動して、マークアップキャップ84をマーカ81を有する係合位置に押す。ステージ12は、ピン97または他のタイプの隆起物を含み、キャップアーム82を接触させ、キャップアーム82を係合位置に駆動する。
【0119】
マーカ81は、約24°の傾斜角度に位置付けられる。しかしながら、他の角度が企図される。マーカ81を角度位置にマーカ81を配向させると、マーカ81が光学軸に隣接し、これは、要求されるステージ移動および大きさを最小にする。マーカ81は、マーカの製造における変動に起因して滑らせることまたはバックスラッシュすることなく、動作の間完全に保持される。マーカホルダー89が、フレーム上部アーム27の右側上に設置される。マーカホルダー89は、任意の増加する重さが標本上の潜在的なマーカの衝撃発生に寄与することを防ぐために最小にされる。さらに、マーカ89は、クランプ機構を含み、マーカ81を安全に保持し得、偶発的なバンプに起因する損傷を防ぐのに十分に構造的に頑丈である。
【0120】
マークアップキャップ84は、マーカ81の変形を製造しやすい、受入可能でかる信頼できるシールを提供する。キャップ84は、置き換え可能なダイヤフラム85を含み、装着および損傷に起因する置換を可能にし得る。このダイヤフラム85は、ユーザによって容易に置き換えられる。ダイヤフラム85は、低い挿入/抽出力および信頼性を保証する高いシール追従の組み合わせを有する。
【0121】
マーカ81の取り付けの間、マーカアーム80は、ホーム位置(現在の実施形態では上方)に移動し、マークアップキャップ84は、脱係合位置に移動する。マーカ81は、手動により取り付けられ、かつ、ホルダー89にクランプされる。RS1が、次いで、進められて、マークのシーケンスを形成して、標本の焦点位置に対するマーカの垂直位置を較正する。マーキングの間、マーカアーム80は、マーカ81をホーム位置に上げる。マーカ80が上げられると、スプリングが取り付けられたキャップ82がマーカ81から離れ、キャップ84がマーカ81か離れるように偏向される。いくつかの実施形態では、ステージ12は、標本をマーカ81に対するマーキング位置に位置付ける。次に、マーカアーム80は、マーカを制御された速度で標本上に下げ、ステージ12は、標本をマーカに対して移動させ、マークを生成する。いくつかの実施形態では、ステージ12は、複数の対応する移動に、上書きの様式で標本を繰り返してマークさせる。マークは、線セグメントおよび/または円弧の組み合わせであり、興味の対物レンズを少なくとも部分的に結合する。この例が図16に示される。マーカアーム80は、さらなるマークが要求される場合にこのマーカ位置を上げて維形成されるマークがそれ以上にはない場合、マーカアーム80は、マーカ81をホーム位置に戻す。ステージ12は、次いで、キャップアーム82およびキャップ84を係合位置に移動させる。マーカアーム80は、マーカ81をマーカキャップ84に下げる。
【0122】
一実施形態では、マーカ81が伝達し得る最大許容可能な垂直力(Z方向)のマーカ81は、30gである。これは、標本上のマーカ衝撃を最小にすることが意図される。標本上のマーカの取り付けに起因する細胞のマイグレーションを防止するために、特に、カバースリップが標本上に設置され得る。高い衝撃は、細胞のマイグレーションおよび/またはマーカ81の跳ね上がりを引き起こし得る。
【0123】
精密度を保証するために、マーカ81は、置換される各時間に較正されるべきである。較正は、マーカ位置のために必要とされる比較的高い精密度およびマーカ81の製造耐久での対応する大きい変形に起因して推薦される。較正手順は、各新しいマーカ81の位置を確立するために用いられ、マークがマークされた標的領域に対して正確に配置されることを保証する。一旦較正されると、繰り返されたサイクルの間のマークインジケータの中心と物理的なマーク中心との間の寸法変形は、好適には、約±0.1mm以下である。
【0124】
図10〜12は、マークインジケータモジュール20を示す。モジュール20は、電動化レボルバー14の直接的に上方にあるレビューステーションフレーム3の上部アーム27内に設置される。マークインジケータモジュール20の底部は、光学取付リングを介してレビューステーション2にインターフェースを行う。マーク識別モジュール20は、標的領域がマーキングされたかされないかをユーザに示すFOVに形状パターン470を生成する。形状パターン470は、線セグメント、または円弧またはこれらの組み合わせであり得、例えば、「L」または「V]状である。マークインジケータ20は、また、電気的にマーキングする前にユーザが材料をFOVに設置するための手段であるか、または、位置決め(すなわち、スライド上の基点マークがユーザによって整列され得るFOV内の固定された基準)を確立または検証する場合に利用される光学経路にあるフィーチャである。一実施形態では、マークインジケータ20は、LED照明パターン470を生成するデバイスであり、このデバイスは、ユーザによって見られる標本の視界に重なり合う。パターン470は、LED450からマスク452を通して光を向け、得られたパターン470を対物レンズ43、45および光学機器10間の光学経路466に焦点を合わせおよび結合させることによって生成される。マークインジケータ20は、照明光源450(白色および緑色LED)、ディフューザー454、インジケータパターン470の形状の開口を有するマスク452、アパーチャ456、レンズ458、ビームスプリッター460、ハウジング462、およびパターンアライメントおよび焦点フィーチャを含む。一実施形態では、照明光源450、ディフューザー454、マスク452、アパーチャ456、レンズ458、焦点光学系464、およびビームスプリッター460は、光源450で始まる直列関係になっている。
【0125】
照明源450は、2つの緑色LED451および2つの白色LED451を含む。しかしながら、特定の用途に応じて任意の数および/または色のLEDが用いられ得、ハロゲンバルブ等のLED以外の照明源が用いられ得る。緑色LED451がオンである場合、緑色形状パターン470は、レビューステーション2の接眼鏡29をのぞきこむユーザに可視である。同様に、白色LED451がオンである場合、白色形状パターン470がユーザに可視である。LEDの動作は、手動に限定的であり、これにより、照明源(緑または白)のいずれかがオンであり得るが、両方はオンにならない。LED451は、ディフューザー454に向けらられ、これは、パターン470がLED351によって均一に照明されることを保証する。
【0126】
示された実施形態では、マスク452は、インジケータ470の形状の、ガラス基板上のクロム沈着であり、この場合、形状は明瞭であり、背景は不透明である(クロム)。これにより、LED451によって生成された光がマスク452を通過することが可能になり、ユーザによって見られる形状470を生成する。アパーチャ456は、迷光を低減し、システムの数値的なアパーチャを制限する。レンズ458は、パターン470が光学経路502に適切に焦点が合わせられることを可能にする。ビームスプリッター460は、パターン画像をレビューステーション光学経路466に結合する。ハウジング462は、マークインジケータ20の光学系および電気エレメントのために機械的な支持を提示する。パターンのアライメントおよび焦点合わせフィーチャにより、パターン470が適切に中集中され(平行移動され)、回転され、そして、パターン470が正しい配向、位置、およびレビューステーションFOVの焦点に現れるように焦点が合わされることが可能になる。電気的には、マークインジケータLED451は、デジタル出力ポート453からプロセッサ8へのデジタル出力ラインに接続される。照明源450の輝度は、出力ラインの直列抵抗を変更することによって調節され得る。
【0127】
ここで、図16を参照すると、「L」状のマークインジケータ470が示される。示される寸法は、近似であり、例示のみを目的とする。示される実施形態では、パターン470は、約1mm×約1mmおよび約0.5mmの広さである。しかしながら、パターン470の大きさおよび形状は、特定の用途に適合するように選択され得る。見られ得るように、パターン470は、両側上のマーキングされた標的領域472を少なくとも部分的に結合する。
【0128】
ユーザインターフェース4は、図6に示される。ユーザインターフェース4は、典型的には、レビューステーション2に隣接する作業表面上に設置される。ユーザインターフェース4は、ユーザの視覚的な注意がレビューステーション2内を見るために要求される場合に使用するために意図された入力デバイスである。ユーザインターフェースは、2部分のプラスチックハウジング50であり、5つの入力/出力デバイスを有する。しかしながら、ユーザインターフェース4は、任意の数および/または入力/出力デバイスの組み合わせを含み、特定の用途に適応し得る。一実施形態では、入力/出力デバイスは、1つの標本位置入力デバイス(「SPID」)52および以下のコマンドを容易にする4つの独立ボタン54を含む。:次、以前、対物レンズおよびマーク。ユーザインターフェース4は、ユーザがSPID52を介してステージ12を手動で位置付けることを可能にいする。SPID52は、続くレビューに対する標的領域内のFOIを集中化し、ユーザによりマーキングするために用いられる。
【0129】
ハウジングの大きさおよび形状は、ユーザに人間工学の利益および電気コンポーネントに要求される物理的な空間を提供することが意図される。大きさは、好適には、ユーザインターフェース4のために要求される空間を最小化するために小さい。ハウジング50は、板金、プラスチック、機械コンポーネント、またはこれらの組み合わせから組み立てられ得る。ハウジング基部51は、底部に付着されたノンスキッドラバーフィートを含み、使用中にスリップすることを防ぎ得る。ラバーフィートは、底部作動の間のチッピング(tipping)を防ぐために適切に間隔が空けられている。一実施形態では、ハウジング50は、使用を容易にするため入力/出力デバイスを作業表面に対して約15°に向くように形成される。
【0130】
一実施形態では、SPID52は、2つの直交軸に沿った位置ずれを感知するためにホール効果センサ技術を利用するボタンジョイスティックである。SPID52は、ステージ12の速度および方向を制御するために2軸に沿った位置ずれの大きさを利用する。SPID52の出力は、0〜5Vの範囲の2つのアナログ信号である。他の入力デバイスは、プッシュボタン54であるが、トグルスイッチ等の任意の類似のデバイスであり得る。ボタンは、使用の容易さのためにSPID52の比較的近くに位置付けられる。ボタンの力および移動特徴は、比較的低い作動力(例えば、<200g)およびユーザフィードバックに対して高い触覚応答を有するコンピュータの「マウス」の感じに類似する。ユーザインターフェース4は、電気的インターフェース53を収容し、これは、ケーブル99を介してRSプロセッサ8と通信する。
【0131】
以下は、ユーザインターフェースのアプリケーションの一例である。SPID52は、マークインジケータ470に基点マークをアラインさせて位置決めを確立するために用いられ得る。ボタン54のうちの2つは、自動設置モード610の間に所定数のFOIを通じて、およびレビューモード612の間に直列の電気的にマーキングされた標的領域(任意の場合)通じてシーケンスを形成するための次および前のコマンドとして機能する。ボタン54は、ユーザトリガーオートスキャン内の次のまたは以前のFOIへの遷移をトリガする。第3のボタンは、電気的にマークするまたは標的領域をマークしないために用いられ得る。第4のボタン54は、複数の対物レンズ間(例えば、10×および40x)でトグルするために用いられ得る。
【0132】
コンソール6は、図7に示される。コンソール6は、また、典型的には、レビューステーション2に隣接する作業表面上に設置される。コンソール6は、ユーザの視覚的な注意がレビューステーション2で見るために要求されない場合の使用に意図されたレビューステーション2のための入力/出力インターフェースである。コンソール6は、ハウジング30、キーパッド32、ディスプレイ36、直列のインターフェース/コントローラ、およびコード39を含む。ハウジング30は、板金、プラスチック、機械コンポーネントまたはこれらの組み合わせ内に含まれ、およびそれらから組み立てられ得る電気的コンポーネントを保護および支持する。ハウジング30の大きさおよび形状は、ユーザへの人間工学上の利益および電気的コンポーネントのために要求される物理的な空間を提供することが意図される。ハウジング基部の幅は、適切なボタンを提供し、キーパッド入力の間のティッピングを最小にし、および全体のコンソール縦断面を最小にするように最適化されるべきである。ハウジング基部は、底部に付着されたノンスキッドラバーフィートを含み、使用中にスリップすることを防ぐ。ラバーフィートは、ボタン作動中のチッピングを防止するために適切に間隔が空けられる。一実施形態では、コンソールは、約3.6’’の高さ、約6.3’’の深さ、および約4.6’’の幅である。
【0133】
一実施形態では、ディスプレイ36は、128×64のバックライトのドット−マトリックスグラフィックスLCDである。文字高さは、約6mmである。文字高さは、約3フィートの名目上の距離からの適切な眺めを提供するように最適化されるべきである。しかしながら、テキスト高さは、任意の特定の用途のために変動され得る。ディスプレイ36は、最適な眺めを供給するために約35°の視野角度を有する。ディスプレイ36は、コンソールベゼル33上の保護窓31を介して見られる。ディスプレイ36は、以下の情報をユーザに提示する。:進行更新を含むシステムの状態、ディスプレイエラーログ、メンテナンス記録、使用履歴入力、プロンプトおよびエラーメッセージ、ユーザ選好メニュー、診断情報、およびデバイスの現在の操作モード;しかしながら、この一覧は、網羅的ではない。
【0134】
キーパッド32は、グラフィックオーバーレイを有する膜スイッチであり得る。膜スイッチは、金属ドーム(特別な「ダミードーム」構成方法において)を利用し、スイッチを触覚フィードバックを増大する。一実施例では、キーパッドの作動力は、250g未満である。キーパッド32は、以下のキーを有する。:0〜9(数字)、ソフト(定義可能なソフトウェア)キー、およびキャンセル。ソフトキー34は、ディスプレイ36近傍のボタンである。これらのキー34に結びつけられたラベルが、ディスプレイ36上に現われる。ラベルおよびソフトキー34を押すことに結び付けられたアクションは、現在の動作モードに応じて変更し得る。キーパッド32の向きは、好適には、キーパッド入力の容易さを供給するために、15°である。キーパッド32を介して行われるコンソール機能の例は、ユーザからの入力を受け入れること、ログイン中のユーザ識別を入力すること、手動スライドID入力、RS1の動作モード(自動設置610、レビュー612、オートスキャン614、622、およびマニュアルレビュー636)を変更することを含み、とりわけ、ユーザ入力を受け入れて標本のレビューを完了し、ユーザ入力を受け入れてログアウトし、ユーザ選好の入力を受け入れ、およびユーザ入力を受け入れて、スライドレビューをキャンセルする。シリアルインターフェース/コントローラは、PCAであり、これは、プロセッサ8上のParallel−Serial Interface Module(PASEIM)に対してRS−232インターフェースを有する。シリアルインターフェース/コントローラは、LCDを制御し、フォント、グラフィックス、およびマクロを格納し、そして、キーパッド32および動作インターフェースボタン35をスキャンおよび符号化する。
【0135】
図14は、標的領域マーク474の一実施形態を示し、その寸法は、おおよそであり、例示のみを目的とする。マーク474は、必然的に、「L」状である。しかしながら、マーク474の大きさおよび形状は、特定の目的に適合するように変動し得る。例えば、マークは、線セグメント、円弧、またはこれらの組み合わせを含み得、これらは、標的領域472を少なくとも部分的に結合する。
【0136】
スライドレビューされるマーク480の実施形態が図15Aおよび15Bに示される。マーク480は、約1mmの厚さおよび5mmの高さの垂直線であり、図15Aに示される標本スライドのスクリーン印刷された右側円弧上に集中されている。図15Bは、図15Aの部分拡大図であり、スライドレビューされるマーク480の一実施形態に対する寸法(おおよそであり、例示のみである)を示す。マーク480の大きさおよび形状は、線セグメント、円弧、またはこれらの組み合わせから選択され得る。
【0137】
図17は、本発明にしたがうRS1の実施形態のための一つの可能な電気的構成のグラフィカルの表現である。
【0138】
図18Aは、加速度計490の一実施形態を示し、この加速度計490は、画像化中に発生する振動誤差を調節するための画像化システムとともに用いられ得る。寸法は、おおよそであり、例示のみを目的とする。用いられる加速度計490の大きさおよび型は、特定の用途に適合するように変化する。加速度計490は、典型的には、高精度、高解像デバイスであり、セラミックせん断モード感知エレメントを利用する。示される加速度計490は、100mV/gの電圧感度、+/−5Vに対して+/−50g[+/−491ms2ピーク]の測定範囲,0.2〜20,000Hz(好適には、1〜10,000Hz)の周波数範囲、および18〜30VDC/2から20mAの励起電圧を有する。加速度計490は、Depew,NYのPCB Piezotronicsから入手可能なモデル352C66等の市販製品であり得る。加速度計490は、プロセッサへの電気的通信のために電気コネクタ494を含む。
【0139】
図18Bは、画像化システムのためのフレーム492の一実施形態上に取り付けられた図18Aの加速度計490を示す。取り付けは、加速度計490上のスレッド端496を介する。しかしながら、取り付けは、任意の知られた締め付け方法を介してなされ得る。加速度計は、画像化システムが標本を画像化する間に経験する振動を測定する。振動測定は、画像化される標本の各部分に利用される。測定が設定閾値を超える場合、システムは、振動測定の直後に画像化された標本の部分を再画像化する。再画像化される部分の数が設定閾値を超える場合、システムは、標本を拒絶し得る。あるいは、振動測定が第二の設定閾値を超える場合、システムは、標本部分を再画像化することなく、スライドを拒絶し得る。
【0140】
図19を参照すると、スライドホルダアセンブリ100の一実施形態が示される。スライドホルダアセンブリ100の第一プラットフォーム104が移動可能に基部102に接続される。第一プラットフォーム104は、第一プラットフォーム104の下側上の対になる表面128に接触する基部102上のひと続きのレール130を介して基部102に対してスライドする。基部102に対する第一プラットフォーム104のこの移動可能な関係は、舌および溝の機構(tongue and groove mechanism)、スライドダブ−テールジョイント、ローラーアセンブリ、ボールベアリングアセンブリ、またはこれらの組み合わせを含む(しかし、これに限定されない)任意の適切な機構によって達成され得る。第二プラットフォーム106は、第一プラットフォーム104に付着される。第一プラットフォーム104への第二プラットフォーム106の付着は、溶接、結合、リベット、ボルト、機械ねじ、または他の適切な付着方法によってなされ得る。基部102は、作動テーブル108に接続され得る。基部102と作動テーブル108との間の接続は、持続性の付着または一時的な付着であり得、そのため、基部102は、作動テーブル108から脱着され得、スライドホルダアセンブリ100の異なる実施形態が、次いで、構成され得る。作動テーブル108自体は、地面に固定されるか、または、ロックおよび開放機構を介して適切なサポートに一時的に付着され得る。
【0141】
基部102、第一プラットフォーム104、第二プラットフォーム106、および作動テーブル108のそれぞれの上部表面が、実質的に長方形の形状であるように示される。しかしながら、これらの表面の形状は、円、三角形、長円、楕円、正方形、不規則な輪郭、または任意の他の適切な幾何学的形状であり得る。さらに、基部102、第一プラットフォーム104、第二プラットフォーム106、および作動テーブル108は、任意の適切な三次元固体であり得るが、機械加工されるかまたは成形された矩形固体に制限されない。
【0142】
基部102、第一プラットフォーム104、第二プラットフォーム106、および作動テーブル108は、成形、機械加工、鋳造、彫刻、切断、エッチング、熱硬化、または他の適切な作製プロセスを介して同一または異なる材料から作製され得る。基部102、第一プラットフォーム104、第二プラットフォーム106および作動テーブル108のための適切な材料の分類は、金属、アロイ、木材、プラスチック、複合材料、樹脂、または任意の他の十分に強くかつ耐久性のある材料を含む。同様に、ホルダーアセンブリ100の任意のコンポーネント部分は、コンポーネント部分の動作要求に適切であり得るような任意の材料から作製され得る。さらに、本明細書において示された本発明の明細および種々の実施形態において開示されたコンポーネント部分の任意が、特定の用途のために要求されるように中空、固体、または両方の組み合わせであり得る。
【0143】
第一スライド位置付け部材110および第二スライド位置付け部材112が第二プラットフォーム106に接続されて示される。ストップ113は、本発明のこの実施形態では、エッジ壁の凹空洞であり、この凹空洞内に、スライド116が第一スライド位置付け部材110および第二スライド位置付け部材112によって位置付けされ得る。ストップ113は、さらに、例えば、上昇されたピン、タブ、凹空洞、リッジ、溝、先行構造の任意の組み合わせであり得、スライド116は、好適には、フロートガラスから製造される。このフロートガラスは、非常に平坦である。本発明の本実施形態における第二プラットフォーム106の開いた構成は、スライド位置付けおよび画像化システムへの移動および画像化システムからの移動のためのロボット利用のシステムと関連して、見ること、画像化すること、およびシステムに容易にアクセスさせることを可能にする。
【0144】
本実施形態におけるスライド作動機構114は、形成された板金から製造されるが、他の適切な材料が用いられ得る。第一スライド位置付け部材110および第二スライド位置付け部材112は、第一プラットフォーム104が基部102に対して移動された場合に作動機構114を係合する。作動機構114は、基部102に付着されるので、これは部分として発生する。作動機構は、ボルト付けされるか、溶接されるか、化学的に結合されるか、または他の方法で、基部102に物理的に接続され得る。作動機構114は、第一スライド位置付け部材110および第二スライド位置付け部材112を、作動機構114から延びる凸部134に係合する。代わりの作動機構は、カムシステム、作動モータ、内部スプリングシステム、または他の適切な装置または構造を含む。
【0145】
図19を続けて参照すると、第一スライド位置付け部材110および第二スライド位置付け部材112を、ストップ113と接触するスライド116を有するスライド受け取りエリアの方に偏向することは、各位置付け部材110、112と接触する第一弾性部材120および第二弾性部材118の存在によって達成される。スライド位置付け部材110、112は、回転可能に第二プラットフォーム106に取り付けられる。弾性部材120、118は、位置付け部材110、112に接続され、その結果、弾性部材が接触する場合、それらは、スライド部材110、112にスライド受け取りエリアの方に回転させる。弾性部材120、118がスプリングである場合、それらは、部材110、112および第二プラットフォーム106内のドリルホール132それぞれを通してスライド位置付け部材110、112および第二プラットフォーム106に接続され得る。弾性部材120、118および位置付け部材112、110は、また、本発明の種々の実施形態において、化学結合、ねじ、ボルト、留め金、フック、または他の適切な手段を介して接続され得る。弾性部材120、118は、スプリング、弾性バンド、折り畳み可能な緩衝装置(shock)、または他の適切なデバイスであり得る。
【0146】
弾性部材120、118は、第一スライド位置付け部材110および第二スライド位置付け部材112をスライド受け取りエリアの方に偏向させる。この偏向は、作動機構114がスライド位置付け部材110、112にスライド受け取りエリアから離れるように回動させてアセンブリ100からのスライド116の除去を容易にする場合に反対になる。本発明の本実施形態における作動機構114は、2つの上昇された突出部134を有する。第一プラットフォーム104が基部に対して第一の方向にスライドする場合、基部102に固定されている作動機構114は、各スライド位置付け部材110、112に接触し、その結果、一つの突出部134が一つの部材に接触する。突出部134は、第一の方向において、基部102および第一プラットフォーム104が互いに移動し続けるときに、スライド位置付け部材110、112に対して移動する。これは、部材110および112にスライドから離れるように回転させる。基部102および第一プラットフォーム104が反対方向に移動する場合、突出部134は、位置付け部材110、112から脱係合し、弾性部材120、118によって供給される張力によって、各スライド位置付け部材110、112は、スライド116の方に移動し、スライド116と接触する。これは、スライド116を移動させ、ストップ113と接触するようになる。スライド116は、弾性部材120、118によって偏向されるようにストップ113およびスライド位置付け部材110、112から発生する対抗する接触力によって保持される。
【0147】
図20を参照すると、スライドホルダーアセンブリ100の別の実施形態が示される。ホルダー100のこの図では、一つのみのスライド位置付け部材122が見えるようになっている。この実施形態は、図19に関して本明細書において記載された実施形態に類似する。例えば、基部102、第一プラットフォーム104、および第二プラットフォーム106は、図19に示されるものに非常に類似する。図20に示される実施形態は、いくつかの点において図19に示されるものと異なっている。例えば、この実施形態は、作動テーブル108を駆動するためのモータ122を示す。モータ122は、ソレノイド、サーボ、または任意の他の適切な作動駆動であり得る。さらに、この実施形態は、動作機構114を固体の機械加工された部材として示す。図20において固体部材動作アーム114から延びる突出部134は、シリンダ周囲に上げられる。これは、切断金属タブとして示される、図20の突出部134とは異なる。
【0148】
図21を参照すると、矢印124は、作動テーブル108が基部102、第一プラットフォーム104、および第二プラットフォーム106を移動させ得る方向を示す。この図のホルダー100は、作動機構114の突出部134によってスライド116から離れて作動される第一スライド位置付け部材110および第二スライド位置付け部材112を有する第二プラットフォーム106のスライド受け取りエリアにおいてしっかり締められていない位置にあるスライド116を示す。矢印126は、基部102に対する第一プラットフォーム104の動きを示す。弾性部材120、118は、第二プラットフォーム106に接続され、そして、第一プラットフォーム104の動きに実質的に平行に向けられる。弾性部材118、120は、第一位置付け部材110および第二位置付け部材112上にそれぞれ力を出し、スライド116を係合させる。第一プラットフォーム104が移動する場合、スライド位置付け部材110、112は、突出部134等の動作機構114の部分を接触させる。スライド位置付け部材110、112と作動機構114との間の接触は、弾性部材120、118によって位置付け部材110、112をスライド受け取りエリアのストップ113の方に偏向させることを妨害する力を生成する。作動機構114の偏向対抗力は、第一プラットフォーム104の移動によって調節され得、その結果、第一および第二スライド位置付け部材110、112は、スライド116と安全に接触するようになり、これにより、それをストップ113とともに安全な接触に移動させる。ストップ113は、任意のスライド位置制限エレメントとして規定される。本発明のいくつかの実施形態では、一連の真空チャンネル等のスライド制限システムは、アセンブリ100に組み込まれて、スライド116上に垂直(正常な)な力を出して、一度にストップ113に対して第二プラットフォーム106上の場所にスライド116を完全に保持し得る。
【0149】
図22は、図21に示されるのと同じ本発明の実施形態を示すが、動作機構114が、第一プラットフォームが基部102に対して移動される結果として、異なる位置にある。第一プラットフォーム104の動きおよびスライド位置付け部材110、112からの動作機構114の脱係合により、スライド位置付け機構110、112は、スライド116に接触し、ストップ113を終端させる位置にそれを確保する。スライド位置付け部材110、112は、スライド接触位置に示される。スライド116は、部材110、112とストップ113との間に確保される。
【0150】
図23は、スライドホルダーアセンブリ100の斜視図を示し、作動機構114は第一スライド位置付け部材110および第二スライド位置付け部材112を開状態に拘束している。
【0151】
図24を参照すると、本発明のいくつかの実施形態の構成部分のいくつかが示される。第二プラットフォーム106は、本発明の実施形態では、予めドリルが形成されたホールを有する、機械加工されたまたは鋳造された金属フレームとして示される。第一スライド位置付け部材110および第二スライド位置付け部材112は、第二プラットフォーム106に回転可能に取り付けられる位置に示される。第一弾性部材120および第二弾性部材118が、それらそれぞれのスライド位置付け部材110、112に接続される位置にある。弾性部材120、118は、本発明のこの実施形態では金属スプリングである。上昇されたストップ113は、第二プラットフォーム106を形成する金属フレームの一部として組み立てられる。
【0152】
図25を参照すると、スライド受け取りエリアの閉鎖が示され、スライド116は、第一スライド位置付け部材110、第二スライド位置付け部材112、および種々のストップ113によって確保された位置に示される。第一スライド入り付け部材110は、スライド116の端部の接触領域においてスライド116と接触するように示される。同様に、第二スライド位置付け部材112は、スライド116の端部に沿う別の接触領域においてスライド116と接触するように示される。スライド116がこの位置にある場合、作動テーブル108は、望みのように、画像化光学系の下でスライド116を移動させるために用いられ得る。
【0153】
図26Aを参照すると、第一スライド位置付け部材110の一実施形態が示される。同様に、図26Bを参照すると、第二スライド位置付け部材112の一実施形態が示される。スライド位置付け部材110、112のこれらの実施形態は、第二プラットフォーム106へのそれらの組み立ての前に図24に示される。スライド位置付け部材110、112は、それぞれ、スライド接触端140、作動機構接触領域142、弾性部材付着点144、および第二プラットフォーム106に取り付けるための回動領域146を有する。スライド保持部材110、112は、移動してスライド116と接触し、動作機構114によってスライド116から動作可能に係合および脱係合される能力を保持しながら、第二プラットフォーム106に取り付けられることを可能にする任意の幾何学的形状を呈し得る。スライド位置付け部材110、112および突出部134の構成は、両部材110、112が望みのように同時または連続して作動するように設計され得る。種々の実施形態では、細胞学的標本を用いた使用のために設計されたスライド116が用いられ得る。フェノール誘導体を有する染色を含有するチオニン−フェノール溶液で染色された細胞学的標本を含むスライド116は、アセンブリ100での使用のためによく適応される。
【0154】
図27を参照すると、本発明での使用のためのスライド116の一実施形態が示される。製造に対して数インチ内の種々の寸法および許溶性を有するフロートガラススライド116が示される。フロートガラスは、溶融ガラスの層をスズ等の溶融金属上に形成し、続いて、溶融ガラスを冷却して固化することによって作製される。製造方法のために、ガラス表面は、極度に平坦であり、ローラーを用いた製造ガラスに固有な表面不規則性および波状を除去する。他のタイプのスライド116も、本発明の種々の実施形態に用いられ得る。
【0155】
図28は、画像化されるスライド200上の一般的な円状細胞スポット202の概略図を含む。細胞スポット202は、このスライドの興味の領域であり、例えば、この領域上に細胞学的標本がある。細胞スポット202は、大まかに2cmの直径であり得る。本発明の一実施形態では、実質的に細胞スポット202の全てをカバーする画像を獲得することが望ましく、この画像は、スライド200の平面に一般に垂直な焦点軸に沿う最適コンポーネントの位置によって測定されるように、最適な焦点位置から約±4μm以下に逸脱する。この実施形態では、素早く、例えば、165秒以下以内で、スライド200の細胞スポット202の画像化を完了することがさらに望ましい。
【0156】
本発明の実施形態は、スライド200上の所定の座標位置に設置された図28に示された3つの起点マーク204、206、208を利用する。この実施形態では、基点マーク204、206、208は、焦点された場合に暗から光への迅速な移行を有する知られた形状を有する。形状端移行が発生する光学コンポーネントの焦点軸位置を識別および記録することによって、サンプルを含む全体的な焦点面(この場合、平面)が評価され得る。この評価された全体的な焦点平面は、完全な細胞スポットにわたるガイドとして機能し、焦点軸が通常の動作条件下を超えて延びるべきでない境界状態を確立することを助ける。
【0157】
図29は、全体的な焦点面決定フローチャート220の概略図であり、本発明の一実施形態にしたがう特定のプロセス工程を要約する。この実施形態では、システムは、2軸のスライド画像化ステージを含むかが企図される。2つの直交軸は、図28に示されるインデックスおよびスキャン軸210である。所与の時間において、システムは、望みの位置に閉じるための粗調整位置付け移動またはスキャン移動のいずれかを行い得る。この実施形態では、細胞スポット202の一端から他端へのスキャン通過は、一連の短い移動を含み、それぞれ、約370μmの長さである。動きは、Pico Stageの名のもとでAnorad CorporationによってパッケージングされたPiezo Ceramic Linear motor(PCLM)によって提供され得る。また、線形エンコーダは、ステージの実際の位置を記録する。ステージは、閉じられたローラーベアリングを用いてその軸に沿ってガイドされ得る。光学センサは、ステージのホーム位置を示すように提供され得る。この実施形態では、スキャン軸は、スライドホルダーを支持し、インデックス軸に垂直にマウントする。自然に、他の移動システムが適用され得、当業者に明らかである。
【0158】
図29は、一実施形態にしたがうものを示し、全体的な焦点面を決定する最初のステップ222は、第一の基点マークの指数軸およびスキャン軸座標を決定する。この第一の基点マークは、図28において、FM#1 204として示される。この実施形態では、FM#1 204の重心は、第一の基点マークFM#1 204に対するステージホーム位置の±10μm内に決定される。図29のステップ224では、FM#1 204に対応する焦点軸座標が決定される。これは、FM#1 204に対応する位置においておおまかな焦点アクションを行うことによってなされる。この実施形態では、大まかな焦点アクションは、焦点軸上の座標に対応する最初の物理的な位置(ここでは、z位置)においてFM#1 204を画像化すること、およびその座標に対応する焦点スコアを決定することによってによって行われる。焦点スコアを決定する一つの方法は、Brennerらによって展開されたが(「An Automated Microscope for Cytological Research:A Preliminary Evaluation」、Brennerらの「The Journal of Histochemistry and Cytochemistry,Vol.24,No.1,pp.100−111,19076。これらの開示は、本明細書において参考としてその全体が組み入れられる。)、画素によって分離されたポイントの対間のグレーレベルにおける平均変更を演算することであり、以下の式(1)になる。
【0159】
f(z)=ΣΣj{iGi(z)−Gi+n(z)}2 (1)
ここで、順に、スキャンライン(j)に沿う全画像ポイントを超える指数(i)範囲である。nは、小さい整数であり、特に2である。;zは、焦点軸位置である。;およびGiはポイントiに対する伝達グレーレベルである。その後、商店スコアf(z)の最大値を提供するスキャン軸座標を取得することが望ましい。
【0160】
図30は、本発明の実施形態による焦点スコアに対する焦点軸位置のサンプルプロットの模式図である。図30のプロット260は、z軸(焦点軸)上の様々な座標に対応する位置の焦点スコアの値f(z)を示す。本発明の一実施形態は、最大の焦点得点を提供する座標の±4μm内のz軸(焦点軸)座標の判定を容易にするため、アルゴリズムを適用する。この実施形態において、撮像する光学系は、対物レンズ(開口数0.25、倍率10倍)、チューブレンズ(倍率1.8倍)のリレー、およびカメラを含む。カメラは、スライドの別個の部分のイメージを取り込むために用いられ、以下の特徴を有する。特徴として、8ビット解像度(256のグレイスケール値を提供する)、イメージ取り込みの間、任意の運動または振動の影響を低減する順次(非飛び越し)走査アナログビデオ信号、同期化されたイメージ取り込みを可能にする非同期トリガリセットモード、最大のスループットのための25Hzフレームレート(最小)、正方形の8.3μmのピクセル(正方形である理由は、x−yの縮尺変更を無くすためであり、8.3μmのサイズは倍率の要件を低減して、被写界深度を増大させるためである)、782×582ピクセルアレイサイズ、所望の解像度のための最小のアレイサイズ、400Luxの感度、撮像するF4、外部から電子的に制御されるシャッタ、取り付けのための標準「C」マウント、および、約12MHzのピクセルクロックレートを可能にする約15,625kHzの水平周波数がある。Sony model SC−8500CE(Sony Electronics Inc.,USA)カメラは、これらの細部に整合する。
【0161】
粗い焦点合わせ手順の間に第1の基準マークF1204に適用される、この実施形態において用いられるアルゴリズムは、以下の通りであり、図30のプロット260に示される通りである。写真は、初期z位置(z=0)で取られ、式(1)の焦点得点f(z)が計算される。これが第1の点であり、得られる焦点得点は、図30に示すボックス1に描かれる(ボックスにされた点は、図30において、測定される順序に従ってラベル付けされる)。この得点は、一時的な最大得点として設定される。その後、焦点軸の位置は、スライドの表面に対して、初期z位置の64μm下に移動される。これは、光学系の素子を移動させること、または、スライドを移動させることのいずれかによって行われ得るが、一般的には光学系の素子を移動させることがより容易であることに留意されたい。位置が撮像され、図30のボックス2に描かれるように、焦点得点がその位置で決定される。第2の焦点得点は、第1の焦点得点と比較される。第2の焦点得点が第1の焦点得点よりも低い場合、焦点軸は、初期z位置より64μm上の位置に移動される。第2の焦点得点は、第1の焦点得点よりも高く、一時的な最大得点は、第2の焦点得点としてリセットされる。焦点軸は、現在の最大焦点得点よりも低い焦点得点を有するイメージがz位置において取り込まれるまで、64μmの増分で移動する。図30において、ボックス4で描かれる点に対応するz位置のみがこのようなz位置である。この考えは、ピークのいずれかの側で取り込まれるまで、比較的大きな移動を続けるということである。ピークが64μm範囲まで狭められた後は、現在のステップサイズは、2で割られる。焦点軸は、ピークのいずれかの側の2つの位置から実質的に等距離のz位置に対して移動する。新たなイメージが取られ、焦点得点が計算される。得点が最大値よりも大きい場合、ステップサイズは、再度、2で割られ、次のz位置が、現在のz位置に新たなステップサイズを足したものに設定される。プロセスは、図30に示すように、ステップサイズが、4μm、2μm、または他の所定の小さい値に達するまで続けられ、最も高い焦点得点のイメージが返され、これは、図30のプロット260においては第5のz位置に対応するイメージになり得る。
【0162】
従って、焦点軸座標の値は、基準マークFM#1 204について得られ、図29の工程224が完了する。この実施形態においてグローバル焦点面の決定における次の工程226は、図28に示す、第2の基準マークFM#2 206のインデックス軸および走査軸座標を決定することである。この実施形態において、FM#2 206の中心は、FM#2 206のステージホーム位置の±10μm内で決定される。工程222および226の後、インデックス軸および走査軸座標が決定され、この実施形態は、スライドエラーを生成し、FM#1 204とFM#2 206との間の距離が、500μmよりも大きい場合に、電子的または物理的にスライドをフラグする。工程226の後、この実施形態は、上述したように、工程228、すなわち、FM#2 206の焦点軸座標の決定を完了させるような他のコースの焦点手順の動作を含む。その後、第3の基準マーク、図28のFM#3 208のx−y位置(インデックス軸および走査軸座標)は、FM#1 204およびFM#2 206の位置に基づいて推定される。その後、ステージは、この計算された位置でイメージを取り込むために移動される。第3の基準マークFM#3 208が、計算された位置から300μm大きい場合、検索結果は拒否される。また、スライドは、基準マークの位置が特定できない場合、フラグされ、拒否される。第3の基準マークが見つけられたと仮定して、粗い焦点合わせ動作が、FM#3 208の焦点軸座標を決定するために行われ、図29の工程234が完了する。工程236は、FM#1 204およびFM#2 206の座標に基づくインデックス軸勾配の決定であり、以下の商を計算することによって行われ得る。
【0163】
インデックス軸勾配=(z2−z1)/(x2−x1) (2)
ここで、z2は、FM#2 206の焦点軸座標であり、z1はFM#1 204の焦点軸座標であり、x2は、FM#2 206のインデックス軸座標であり、x1はFM#1 204のインデックス軸座標である。この実施形態において、インデックス軸勾配は、例えば、インデックス軸に沿って25mmにわたって、2μmの焦点軸距離で、閾値について調べられる。インデックス軸勾配が、閾値よりも大きい場合、スライドは、エラーを有するとして、フラグされ、物理的または電子的に印が付けられる。
【0164】
図29の工程238は、工程236に類似する。ここで、走査軸勾配は、以下の商を計算することによって決定される。
【0165】
走査軸勾配=(z3−z2)/(y3−y2) (3)
ここで、z3は、FM#3 208の焦点軸座標であり、z2はFM#2 206の焦点軸座標であり、y3は、FM#3 208の走査軸座標であり、y2はFM#2 206の走査軸座標である。この実施形態において、走査軸勾配は、例えば、走査軸に沿って25mmにわたって、2μmの焦点軸距離で、閾値について調べられる。(この値は、必ずしも、インデックス軸勾配の閾値と等しくなるように設定される必要はない。)走査軸勾配が閾値よりも大きい場合、スライドは、エラーを有するとして、フラグされ、物理的または電子的に印が付けられる。以下のように、工程240において、焦点の交点が計算され、この実施形態におけるグローバル焦点面の特徴付けが完了する。
【0166】
焦点交点=z1−(インデックス軸勾配)*x1−(走査軸勾配)*y1(4)
ここで、x1、y1、およびz1は、それぞれ、基準マークFM#1 204の位置に対応する点のインデックス軸、走査軸、焦点軸座標であり、インデックス軸勾配および走査軸勾配は、それぞれ、式(2)および(3)によって決定されている通りである。
【0167】
本発明の別の実施形態は、スライドの注目の領域全体をスキャンパスする動作を含む。図31は、本発明の一実施形態による、あるプロセス工程を要約したスキャンパスフローチャート270を模式的に示す。図31の工程272において、上述した粗いフォーカスアクションがスライドの注目の領域上の第1の位置で行われる。一実施形態において、この第1の位置はスライド上のセルスポット202の、中央であると推測される位置に対応する。スキャンパスはセルスポットの中央で開始され、半径方向外方に移動する。このことは、セルスポットの範囲を最大化し、スキャンプロセスの効率を上げる。この実施形態は、初期の粗いフォーカスの実施を利用しており、この後にスキャンパス中に定期的な精密なフォーカスが続く。一実施形態において、フォーカス軸をスライドの表面に対して、フォーカス軸座標に対応する位置まで移動させ、ステージを段階的に上下させ、画像のフォーカススコアが最大になる位置をサーチすることにより、粗いフォーカスが開始される。精密なフォーカスアクションは、粗いフォーカスアクションとは異なり、現在の位置がインフォーカス位置に近接しているという想定で開始される。その結果、精密なフォーカスアクションのサーチパターンは非常に効率がよい。
【0168】
図31の工程274において、第1のポイントに対する精密なフォーカスの管轄区(jurisdiction)が決定される。この実施形態の精密なフォーカスの管轄という概念は、画像が獲得される毎にフォーカスアクションを行う必要がないという意味で、スキャンパスのより効率のよい動作を可能にする。代わりに、フォーカスアクション(粗いものも精密なものも)は影響の「管轄区」を有し、影響の「管轄区」においては、他のいずれの画像もが正当に前のフォーカスアクションに依存して焦点面上で案内され得る。図31は、所与の点でのフォーカスアクションが粗いか精密であるかにかかわらず「精密なフォーカス管轄区」という語を用いていることに留意されたい。この実施形態のフォーカスアクション管轄区は、スキャン軸に沿って±6画像かつインデックス軸に沿って±3画像の範囲を有すると定義される。楕円形の管轄区パターンは、前の精密なフォーカスアクションから必ずしもスキャン軸およびインデックス軸に沿っていない画像に適用される。新しい画像がフォーカスアクション管轄区内にない場合、新しいフォーカスアクションが起こる。
【0169】
図32は、本発明の一実施形態による精密なフォーカス管轄区の領域を模式的に示す。この実施形態において、フォーカスアクション管轄区310は概して楕円形状であり、楕円形の短軸に沿った所定の長さXcoverage312および楕円形の長軸に沿った所定の長さYcoverage314に関連づけられている。さらにこの実施形態では、楕円の長軸はスキャン軸に平行であり、楕円の短軸はインデックス軸に平行である。
【0170】
本発明の実施形態は、精密なフォーカスアクションで開始されて、インフォーカスZ座標の最良の推測位置の画像のフォーカススコアが決定される。インフォーカスZ座標は、図29に示すようにグローバル焦点面の表示を用いて決定される。この実施形態では、最良の推測位置から、最高4までの追加の画像が取られスコアされ得る。これらは最良の推測位置から+4、+8、−4および−8μmで取られた画像を表す。最高の対応スコアを有する画像がインフォーカス画像であると宣言される。
【0171】
図31の工程276において、第1の点の周りの領域が撮像される。この実施形態において単一の露出中に撮像される領域の典型的なサイズは、640´480画素であるが、用いられるカメラによって変化し得る。図28に示すセルスポット全体で約2500フレームがある。
【0172】
図31の工程278において、新しい位置位置へのスキャンパス移動がスキャン軸に沿って行われる。工程280において、新しい位置が、少なくとも既に決定された精密なフォーカス管轄区内にある点に対応するか否かが決定される。対応していない場合、新しい精密なフォーカスアクションが行われて、工程282に示すように、新しい位置における適切なフォーカス軸座標が決定される。これに続いて、工程284に示すように、新しい位置を取り囲む精密なフォーカス管轄区が決定される。一実施形態では、工程282は、図29に示すグローバル焦点面の決定に基づいて適切なフォーカス軸座標の初期推測を用いて行われる。
【0173】
新しい位置が、少なくとも既に決定された精密なフォーカス管轄区内にあると決定された点に対応している場合、工程286で、その点がちょうど1つの精密なフォーカス管轄区内にあるか否かが決定される。その範囲内にある場合、工程290で、1つの精密なフォーカス管轄区に相関する、対応するフォーカス軸座標が、傾きに関して訂正された状態で用いられる。この実施形態の傾き訂正は、図29に示すように決定されたスライドのグローバル焦点面の均衡(equation)に基づく。さらにこの実施形態の傾き訂正は、新しい位置に対応するフォーカス軸座標の値を、前の撮像位置から新しい位置への予測された焦点面での変化に等しい量だけ、修正したものである。
【0174】
新しい位置が、1つの精密なフォーカス管轄区より大きい範囲内にある点に対応する場合、工程286での決定は否定であり、図31の工程288では、対応するフォーカス軸座標値の重み付け平均値が、上述したように傾きに関して訂正された状態で用いられる。この工程は、反転距離重み付け関数を用いて、新し点でのインフォーカス値を決定することを含む。それにより、新しい点により近いか最も近い中心を有する管轄区に対応するフォーカス軸座標が、新しい点を有する他の管轄区に対応するフォーカス軸座標よりも重く重み付けされる。
【0175】
この実施形態では、適切なフォーカス軸座標が新しい点に対して決定された後、図31の工程292に示すように、その点の周りの領域が撮像される。その後工程294において、注目の領域(ここではセルスポット)の実質的全体が撮像されたか否かが決定される。撮像されている場合、このスライドに対するスキャンパスは工程298で完了する。撮像されていない場合、工程296で、新しい点までのスキャン軸に沿った移動が行われる。工程300において、この点がセルスポット内であるか否かが決定され、セルスポット内でない場合、工程302で、新しいインデックス軸座標がセルスポット内に再位置づけされることを必要とする。この実施形態において、セルスポットは、中央領域と端領域とを含むと考えられる。この実施形態では、端領域内の点について円弧検出が用いられ、セルスポットの端を示す円弧が分析には用いられず、円弧を含むと考えられるフレームが撮像されて分析され得るようになっている。
【0176】
この実施形態において、スキャンパスは図31に示すように、連続する各点で、点が既に決定されている精密なフォーカス管轄区内であるか否かを決定しながら続けられる。この後、この点で、取り出されたフォーカス軸座標が適切に用いられるか、精密なフォーカスアクションが行われる。
【0177】
図28のセルスポット202に示すパターンは、図31のスキャンパス手順がセルスポット全体に関して完了した状態を表す。この実施形態では、初期の粗いフォーカスアクションがセルスポットの中央で行われ、対応する領域が撮像される。フォーカスアクションが行われたため、精密なフォーカス管轄区の領域がこの点の周りに決定され、この領域に対応するフォーカス軸座標の値が、この領域内の点と関連づけられる。その後、ステージが、セルスポットの中央から約370μm下方の位置まで、スキャン軸に沿って移動する。この点は第1の点の精密なフォーカス管轄区内にあると決定され、そのため、ここでは精密なフォーカスアクションは行われない。第1の点のフォーカス軸座標は、第2の点を撮像するために傾きに関して訂正された状態で用いられる。移動は、初期の点の管轄区の領域外の点に到達するまで、スキャン軸に沿って続けられる。その後、その点で精密なフォーカスアクションが行われ、管轄区の新しい領域が決定される。移動は、セルスポットの端に到達するまで続けられる。インデックス軸に沿って新しいインデックス軸座標まで移動が行われ、スキャン軸に沿った移動の第1の線の方向とは逆の方向にスキャンインデックスに沿った移動が続けられる。プロセスは、セルスポットの1/2が撮像されるまで続けられ、プロセスは、中央から、中央からの移動の第1の線の方向とは逆の方向にスキャン軸に沿って再び続けられる。プロセスは、セルスポット全体が撮像されるまで続けられる。
【0178】
一実施形態において、特定の位置で適用可能な精密なフォーカス管轄区に相関するフォーカス軸座標の特定を促進するために、セルスポット領域(スライドの注目の領域)がビンに分割される。ビンは、セルスポット領域の長方形の領域を表す。ビンに交差する精密なフォーカス管轄区の各々がビンに入れられる。そのため、特定の位置で適用可能な精密なフォーカス管轄区に相関されたフォーカス軸座標のサーチは、特定の位置が存在するビンに当てはめられた座標に限定され得る。
【0179】
本発明の一実施形態は、フォーカス軸がインフォーカス平面まで良好にトラックしていることを保証するために多くのチェックを含む。これらは、インフォーカス画像用に、合理的リミットを越えた絶対的最大および最小フォーカス軸値を確立すること、基準マーク位置によって予測されるようなグローバル焦点面のスロープの値に最大閾値を適用すること、基準マーク位置によって予測されるようなグローバル焦点面に基づいてフォーカスアクション用の境界線外の基準を確立すること、セルスポット処理終了時の基準マークの位置がセルスポット処理開始時の初期サーチから特定の距離内にあることを要求する基準マーク検証許容量を適用すること、粗いフォーカスアクションと精密なフォーカスアクションとの両方に対して最小のフォーカススコアを確立し、この閾値未満の画像スコアがインフォーカスと判断されないようにすること、セルスポット全体で起こらなければならない精密なフォーカスアクションの最小値を確立すること、および、精密なフォーカスサーチ領域の限界位置(±8μm)で起こり得る精密なフォーカスアクションの最高パーセンテージを確立することを含む。さらに本実施形態は、精密なフォーカスアクションおよびセルスポット分割と関連づけられるデータ破壊を緩和するために、フォーカス軸に沿った各移動を説明するチェックサム変数の使用を含む。
【0180】
さらなる実施形態では、獲得したスライド画像が処理された後、データは注目の物体の収集体にされる。注目の物体の収集体は、細胞検査技師によるさらなる分析を受け得る。まず注目の物体がランクづけされて、最も重要な注目の物体100が決定される。最も重要な注目の物体100が重要度によって分類されると、注目の物体はスライド座標にマッピングされる。マッピングがなされると、FOIが演算される。FOIはその後整理されて、Traveling Salesman(ハンガリー)アルゴリズムを用いて効率のよいパスを提示する。これは、検査ステーションで細胞検査技師により検査される。
【0181】
本発明は、本発明の精神および実質的な特性から逸脱することなく、他の特定の形態で具現化され得る。たとえば本発明は、電子顕微鏡フォーカスシステムに関連する方法で具現化され得る。したがって上述の実施形態は、あらゆる点で説明のためのものであり、本明細書に記載する本発明を限定するものではない。このように本発明の範囲は、上記の記載ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の均等物の意味および範囲に含まれるすべての変更は本発明の範囲内である。
【0182】
図33は、本発明の顕微鏡スライド1010の平面図である。スライド1010は、細胞学標本1014などの標本を載置するように設けられた細胞学標本領域1012をその上に有する。スライド1010は許容量のある寸法を有し、撮像装置などの自動化較正装置内でのスライド1010の扱いおよび使用を容易にする、面取りされたエッジを有する。一実施形態では、スライド1010はガラスで製造され、約1.0インチの幅、約3.0インチの長さ、および約0.04インチの厚みを有する。
【0183】
スライド1010は、少なくとも1つのデータマーク1016をその上に有し、2以上のマーク1016を有し得る。標本領域1012は、少なくとも部分的に2つのマーク1016で境界を定められている。マーク1016は基準マークとも呼ばれ、撮像システムの顕微鏡またはカメラなどの光学機器の視野内で可視であり、参照データとして、または測定較正のために用いられ得る。一実施形態において、スライドは、第1、第2、および第3の基準マーク1016を含み得、これらはスライド10の非共線点にある。一実施形態では、基準マーク1016は各々約0.010インチの直径を有し約±0.015インチの位置的許容量を有する。マーク1016はシルクスクリーンプロセスによりスライド1010に適用され得る。
【0184】
境界を定められた標本領域1012は、約1平方インチの面積を有し得る。スライド1010の一端1018は、フロストされるかコーティングされ得て、その上で標本1014をマーキングし特定することを容易にしている。フロストされた端部1018は約1平方インチの面積を有する。セルが移送される領域を規定するフロストされた環1020がさらに、まばらな標本のスキャンを容易にするために設けられ得る。さらに各スライド1010のフロストされた端部1018の1つの角1022は、他の角よりも大きく面取りされ得、スライド1010が撮像装置にロードされたときに適切な姿勢をとることを保証するようになっている。
【0185】
スライド1010上に載置された標本は好適には、細胞学的標本であるが、別のタイプの標本でもよい。本発明の一実施形態では、細胞学的標本は頸部のPapスミアから調製される。Papスミア標本は好適には、頸部細胞が単一層でスライド上に載置されているために撮像分析が容易である、単層調製物である。
【0186】
スライド1010は、分析結果を正しい患者とマッチングするために必要な情報を含むしるし1026と共に、バーコード1024でマーキングされていてもよい。上記情報はたとえば、スライド上の標本を入手した患者を特定するもの、またはスライドを提供した医師を特定するものである。スライドのしるし1026は、1以上のアルファベットを含む様々な形態のいずれでもよい。スライド1010は、人が読めるしるしでマーキングされていて、固定され着色された標本を検査する細胞学者が、標本およびその標本が得られた元の標本を容易に特定し得るようになっていることが概して望ましい。さらに標本はしばしば保管され長期間に亘って保持される。したがって、不使用または古くなり得るしるしの標準を用いることを避けることが概して望ましい。スライドのしるしがスライド1010に貼り付けられた接着性のラベルにマーキングされていると、固定または着色などの後の処理によって、しるしまたは接着剤が劣化し得る。標本スライド1010はスライドファイルの引き出しに保存されることがしばしばあるため、スライドのしるし1026はフロストされた端部1018の幅、または狭い方向に沿って付けられ、スライド1010をファイルの引き出しから取り出すことなく読めるようにしておくことが概して望ましい。
【0187】
図34は、本発明の装置1030の一実施形態の概略図である。装置1030は、少なくとも一つの画像処理システム1032、コンピュータサーバ1034、および少なくとも一つの観察ステーション1036を含む。サーバ1034は、画像処理システム1032および観察ステーション1036と通信し、画像処理システム1032と観察ステーション1036との間の動作およびその間のデータフローを調整する。
【0188】
図35は、本発明の画像処理システム1032の一実施形態のより詳細な図の図である。画像処理システム1032は、第一の光学システム1038および、第二の光学システムに対してかどうなスライドステージ1040を含む。観察ステーション1036は、第二の光学システム1044を含み、サーバ1034を介して画像処理システム1032と接続される。内部コンピュータシステム1046は第一の光学システム1038を制御し、サーバ1034と通信する。
【0189】
第一の光学システム1038は、CCDカメラ1048のような電子カメラ1048および顕微鏡1050を含む。顕微鏡1050は、好ましくは自動化された顕微鏡である。自動化された顕微鏡1050は、自動照準メカニズム1054のような顕微鏡1050の光学パス1051内に置かれたスライド1010の範囲の迅速な正確な画像を提供するための特徴を含み得る。第一の光学システム1038は、一つ以上のレンズシステム1052を含み得る。照明1042はスライド1010上に正確に置かれた標本1014に対する証明を供給し得、概して、ステージ1040の下からスライド1010を照らし得る。
【0190】
ステージ1040は、内部コンピュータシステム1046からの適切な命令に応答して、標本スライド1010を顕微鏡1050の光学パス1051におよびその内部に運ぶ。一実施形態において、ロボット利用のスライドハンドラ1064は、コンピュータシステム1046からの適切な命令により、標本スライド1010をスライド保持カセットから可動ステージ1040に標本内の細胞を画像化するために動かし得、続いて、画像化の後カセットに戻し得る。スライドホルダー1065は、固定しておよび取り外し可能にして、ステージ1040上の正確な位置および方向にスライド1010を固定しておよび取り外し可能に繰り返し配置する。ステージ1040は、電動化され得、一つ以上のステージモータ1056によって動力が供給され得る。ステージ1040は、ベアリング1058上に取り付けられ得、順々に顕微鏡1050の基部1059に取り付けられる。一実施形態において、ステージ1040は、図35に示されるように、x−y平面において可動である。
【0191】
一実施形態において、可動ステージ1040と通信するインターフェイスコントローラ1060は、光学パス1051および顕微鏡1050の視界に関連して、スライド1010の正確に制御される動きを提供し得る。インターフェイスコントローラ1060は、コンピュータシステム1046からの命令をモータ1056がステージ1040を所定位置に移動させる適切な信号に変換することにより、ステージモータ1056を制御する。位置エンコーダ1062は、ステージ1040の正確な位置を検出し得、コンピュータシステム1046にステージの動きまたは位置を表わすパルスを生成する。当該技術において公知であるように、これらのパルスは、画像化ステーション調整システムにおいてステージ1040の位置を特定するために、コンピュータシステム1046によってデコードされ得る。
【0192】
一実施形態において、画像処理システム1032は、バーコード1024を含むスライドの領域を見るために配置されるバーコードリーダ1066を含み、一度にスライド1010はロボット利用のスライドハンドラ1064によって可動ステージ1040に運ばれるか、または、手動で取り付けられていた。一実施形態において、画像処理システム1032は、異常な細胞が配置され得る標本内の興味のある領域にドット、マーク、または他の目に見えるサインを自動的に配置するマーカ1068を含む。
【0193】
観察ステーション1036は、サーバ1034を介して画像処理システム1032に接続され、遠くに配置され得る。観察ステーション1036は第二の光学システム1044を含む。第二の光学システム44は、第一の光学システム1038のいくつかおよび全ての特徴を含み得る。一実施形態において、第二の光学システム1044は、可動ステージに接続され画像処理システム1032によって識別された興味のある領域のビジュアル検査のために人間オペレータによって使用するために結合される顕微鏡1050を含む。
【0194】
動作において、標本1014の予備的な評価を作製するために、画像処理システムは1032は、スライド上に細胞学的な標本1014が配置され、スライド1010の初期の眺めおよびスクリーニングを実行する。画像処理システム1032は、細胞検査者または病理学者による続く眺めのために潜在的に最も関係があるスライド上のこれらの関係のある領域の位置を識別する。Pap汚れスクリーンにおいて、まちがったネガティブな読み取りを防ぐために、この予備のスクリーニングにおける画像処理システム1032によって識別される領域の位置は、受け入れ可能なエラーマージン内で精密でなければならない。スキャニングプロセスの間のスライドの誤操作または間違ったポジショニングは、観察ステーション1036において識別された領域の位置および続く誤読み取りの位置において、エラーを引き起こさせる。
【0195】
本発明によれば、スライド1010上の標準マーク1016は、スライド1010が、標本内の認識された興味のある領域の位置に対する信頼性を検証するのと同様に、正確に負荷されることを検証するために使用される。二つまたは三つの標準マーク1016においてマークされ、そのうえに置かれた標本1014を有するスライド1010は、スライドホルダー1065によって可動ステージ1040上に固定配置され保持される。次に、自動化された顕微鏡1050は、第一の標準マーク1016を探す。標準マーク1016の名目上の位置は、コンピュータシステム1046内に事前にプログラムされている。コンピュータシステム1046は、推測された第一の標準マーク1016の位置にステージ1040を動かすためのインターフェースコントローラ1060にコントロール信号を送ることにより、標準マーク1016を探す。応答において、ステージモータ1056は、所望された標準マーク1016が、顕微鏡1050の視野内に動かされるまでステージ1040を動かす。概して、見られるスライド1010の一部は、顕微鏡1050の視野を構成する。第一の標準マーク1016は、許容誤差が原因の小さいエラーおよびその他の小さいエラーを説明するために、顕微鏡1050の視野内に自動的に集められ得る。
【0196】
コンピュータシステム1046は、例えば(0,0)のような参照調整値(reference coodenate value)を第一の標準マークの空間的な位置に割り当て得、参照調整値およびステージ位置をメモリ内に格納し得る。第一の標準マーク1016に対する第二の標準マーク1016の相対的な位置は、コンピュータシステム1046内にあらかじめプログラムされている。それゆえ一度、第一の標準マーク1016の位置が知られると、コンピュータシステム1046は、第二の標準マーク1016の場所を位置決めする。コンピュータシステム1046は、モータ1056が、ステージ1040を第二の標準マーク1016の名目上の位置に動かすための要因になる。その後、第二の標準マーク1016は、顕微鏡1050の視野内に自動的に集中され得る。コンピュータシステム1046は、例えば(x_1,y_1)のような、別の参照調整値を第二の標準マークの空間的な位置に割り当て、そのメモリ内に参照調整値を格納する。参照調整値(0,0)および(x_1,y_1)は、二次元座標システムを規定する。(二次元座標システムに対して標本1014内の選択された領域は、実質的に認識され得る。)スライド1010が、二より多い標準マークを有する実施形態において、画像処理システム1032は、第三の標準マーク1016およびスライド1010上の任意の他の標準マーク1016を探し、同様にそれら各位置を集中および記録し得る。
【0197】
画像処理システム1032は、続いて標本内の潜在的に最も関連がある興味のある領域を判定するために、一般的に過度に大きくおよび/または暗い核を有する細胞のような数万の細胞を含む全体の標本1014をスキャンする。スキャンプロセスの間、コンピュータシステム1046は、モータ1056が、スライド1010の様々な領域が、顕微鏡1050の光学パス1051内に配置されるような方法でステージ1040を動かす要因となる適切な制御信号を発生することによって可動ステージ1040を操作する。ステージ1040は、コンピュータシステム1046からの信号に応答してモータ1056によって動かされるので、スライド1010の別の部分を見ることができるように、顕微鏡1050のレンズシステム1052によって見られる画像もまた動かされる。画像処理システム1032は、全標本1014に渡り、可動ステージ1040を動かす(それにより顕微鏡1050の視野も動く)ことにより標本1014をスキャンする。ステージ1040は動かされよって顕微鏡1050の視野は全スキャンエリアに渡って動かされる。
【0198】
電子カメラ1048は、見られるスライド1010の領域の電子画像を撮像することができるように、顕微鏡1050の光学パス1051に配置される。一実施形態において、カメラ640の視野は、幅640ピクセル×長さ480ピクセルである。それぞれのピクセルは、0.74ミクロンのオーダである。カメラ1048は続いて、コンピュータシステム1046に電子画像を伝送する。ゆえに、コンピュータシステム1046は画像化される領域に現われる細胞の分析を実行し得る。電子画像は、好ましくはコンピュータシステム1046内の画像プロセッサ1070によって処理され得る電気信号によって表わされる。
【0199】
コンピュータシステム1046は、それらの画面の様子に基づき、悪性または悪性になる前の細胞が標本に含まれるかを判断するために必要な分析を実行する。コンピュータシステム1046は、特徴抽出アルゴリズムに依存し得る。コンピュータシステム1046は、画面内のいくつかの特徴(例えば、細胞核の形状または大きさ、または、領域内の細胞密度)を選択することおよび測定することを試みる。例えば、普通でない大きいサイズの核は、細胞異常を表示し得る。あらかじめプログラムされた判定基準に基づき、コンピュータシステム1046は細胞異常のような特定の興味のある特徴をほとんど含みそうな標本1014内のそれらの領域を識別する。一般的に、コンピュータシステム1046は、細胞学的標本内のおよそ10からおよそ30の間の興味のある領域を認識する。しかしながら、興味のある領域の数は、0から100以上に変化し得る。
一度、興味のある領域が識別されれば、コンピュータシステム1046は、一般的な良性の細胞においてより一般的な悪性の前または悪性によりよく見られるような特性を有するそれぞれの領域の度合いに基づいて認識された領域を評価する。コンピュータシステム1046は続いて、それぞれの識別された領域に対し、参照座標値によって定義された座標システムにおける座標値を与える。それにより、第一および第二の標準点に対するそれぞれの領域の相対的な位置を決定する。コンピュータシステム1046は、続いて、それぞれの興味のある領域の座標値を含むファイルをメモリ内に格納する。画像処理システム1032は、また、このデータをサーバ1034に通信する。一実施形態において、マーカ1068は、観察ステーション1036に悪性の可能性のある細胞を識別することにおいて病理学者を援助するために、それぞれ識別された興味のある領域の位置にてスライド上に目に見えるサインを配置する。
【0200】
識別された興味のある領域の位置の精度を検証するために、コンピューターシステム1046は、スライドがスキャンされた後に、標準マーク1016の空間的なオフセット値を決定する。コンピュータシステム1046は、第一および第二の標準マークに対して、実際の座標値をメモリから呼び出す。コンピュータシステム1046は、続いて、ステージを第一の標準マークに対して測られた参照座標値に対応する位置に動かすために、適切な制御信号を送信する。そして、その後、第二の標準マークに対する測られた参照座標値に対応する第二の位置に適切な制御信号を送信する。コンピュータシステム1046は、第一の標準マーク1016が最初の位置に配置されることを予測し、第二の標準マーク1016が第二の位置に配置されることを予測する。任意の機械的システムに特有のエラーのマージンが原因で、標準マーク1016は一般的にいくつかの微小な空間的オフセット値によって置き換えられる。空間的オフセット値が所定の許容値より大きい場合、スライドは、ステージに関連して、スキャニング、システムロストポジション、または、認識され興味のある領域の格納された位置の正当性の問題に持ち込むいくつかの他の起こるエラーの間に動く。従って、スライドは、信頼できないスキャンの結果になるので拒絶される。一実施形態において、許容値は、およそ+/−10ミクロンからおよそ+/−1000ミクロンの範囲内である。
【0201】
標準マークは、種々の理由で空間的にオフセットされ得る。オフセットの原因は、取り付けまたは位置付けスキャニングプロセスの開始時におけるスライドの間違ったポジショニングまたは、スキャニングプロセス間におけるスライドの滑りまたは振動などの可動ステージ1040に対するスライド1010の動きを含み得る。他のエラーの原因は、スキャニング間における可動ステージのポジションでの過剰なバックラッシュ(backlash)、任意の種類の物理的な手動の処置、または画像処理システム1032内における力学的な過剰の振動を含む。
【0202】
空間的オフセット値が受容可能な許容誤差値内である場合、スライドは、検証されかつ観察ステーション1036にて細胞学者または病理学者による、さらなる観察のために受け入れられ得る。上述の検証プロセスは、それぞれのスライド1010に対して別個に始められ得る。スライド1010上における標準マーク1016の空間的オフセット値が許容誤差値より小さい場合、興味のある領域の位置は、受容可能なエラーマージン内で信頼できるようになるよう検証される。従って、スライド1010は、観察ステーション1036に伝送される。
【0203】
観察ステーション1036において、一度スキャンされたスライド1010は、観察するために人間のオペレータ(病理学者に対して他の予備スクリーンを提示する(doing)細胞学者であり得、または、最終的なスクリーンを提示する病理学者であり得る)により提示される(submit)。どちらにしても、画像処理システム1032は、人間のオペレータが見る必要がある標本内の領域を人間のオペレータのために電子的に限定する。
【0204】
観察ステーション1036は、一般的にサーバ1034にアクセスし得る内部コンピュータシステムを有し、顕微鏡および可動ステージに接続され得る。人間のオペレータは、顕微鏡にスライド1010のバーコードを読み取らせ、スライド1010上の第一および第二の標準マークを物理的に探すことにより、スライド1010をプロセスすることを開始する。人間オペレータが、スライド1016上に標準マーク16を見つける際、顕微鏡の視野内にそのマーク1016を集中し、第一の標準マーク1016の座標を(0,0)にセットする。サーバはそれから、画像処理システム1032によってそのスライドに対し、興味のある領域に与えられる座標を提供する。
【0205】
人間のオペレータは、顕微鏡が第一の割り当てられた座標に行くことを教える。第一の割り当てられた座標に対応するエリアを調査した後、オペレータは、次の割り当てられた座標を行うために顕微鏡に命令信号を送るNEXTボタンを押す。この方法において、オペレータは、画像処理システム1030によって観察のために選択された場所の全ての範囲を通過する。人間のオペレータが細胞学者である場合、彼は細胞および細胞のクラスタが興味のあるものであると仮定する。さらに特定のエリアを認識する。細胞学者が、最後の興味のある位置を観察した後、DONEボタンを押す。これらのエリアは、特定の領域が悪性の細胞を含むか否かに関する最終的な判定をする病理学者によって観察するように提示される(submit)。あるいは、観察ステーションにおける人間のオペレータは、画像処理システム1032によってサーバ1034に格納される座標に対応するエリアのそれぞれを観察する病理学者自身であり得、それぞれのエリアに対し最後の判定をする。観察の後、観察ステーション1036は、スライドが動かないことを再び検証するために、標準マーク1016を随意的に見つけ得、スライド1010の観察の間に他の座標システムの機能不全は起こらない。
【0206】
一実施形態において、複数の画像処理システム1032および観察ステーション1036は、共通サーバ1036を介する調整に使用され得る。スライド1010が一つの画像処理システム1032から他に、または一つの画像処理システム1032から複数の遠隔ステーション1034の一つに伝送されるので、スライド上の興味のある領域の位置に関する情報は、格納され得、複数の画像処理システム1032および観察ステーション1036の間で共有され得る。ゆえに、設備のいくつかは、適当なエリアが病理学者により観察されている高い信用度を有し交互に使用され得る。
【0207】
つまり、図36は、本発明による、標本での興味のある領域の位置を検証するための処理での動作のステップの要約を概略的なフローチャートに示す。第一のステップは、標本上のデータマークを標本上に位置決めするステップを含む。前で説明されたように、データマークは、細胞学的な標本が置かれているスライド上にプリントされた標準マークであり得る。第二のステップは、標本内で興味のある領域を識別するステップを含む。例えば、標本スライドは、悪性の細胞を含むかもしれないエリアを識別するために、自動化された顕微鏡によって光学的にスキャンされ得る。第三のステップは、データマークに対して興味のある領域の位置を判定するステップを含む。第四のステップは、再びデータマークを位置決めするステップを含む。第五のステップは、データマークを位置決めすることにおける寸法誤差が許容値よりも小さいかどうかを判定するステップを含む。もしそうなら、標本が観察ステーションに伝送され、他の場合には、標本は拒否される。
【0208】
一実施形態において、標本1065は、メタノール、フェノール、またはフェノール誘導体、およびチオニンを含む、チオニンフェノール誘導体溶液で染色させる。その染色は、また染色溶液のpHを調整するための酸を含む。メタノール(メチルアルコール)組成物の純度は、種々のグレードであり得る。フェノール組成物は、少なくともおよそ95%の純度のACSグレードを有する緩い結晶として一般的に供給される。しかし、フェノールは、液体形態であり得る。そのフェノールは、ウィスコンシン州、ミルウォーキーのAldrich Chemical Company,Incで入手可能なカオトロピック剤である。しかしながら、同様の物が代用になり得る。フェノール誘導体は、フェノキシエタノール、フェノキシプロパノール、フェノキシアセトン、およびフェニルブタノールのようなフェノールエーテル、フェニルブチルアミンのようなフェノールアミン、ポリメチルフェノール、エチルフェノール、イソプロピルフェノール、2級ブチルフェノール、3級ブチルフェノール、3級ペンチルフェノール、シクロアルキルフェノール、アルキルフェノールおよびインダノールのようなアルキルフェノールと、ヒドロキシベンゼン化合物と、ビスフェノールおよび、ハロゲン化されたフェノール類化合物を含む。一実施形態において、フェノール誘導体は、アルカリ溶液にエチレン酸化物でフェノールを処理することにより得られ得る2−フェノキシエタノールである。チオニン組成物は、保証された染色粉末、具体的にはBSCにより認証された、異染性の、陽イオンのチアジン色素として供給される。図1は、Aldrich Chemical Company または ミズーリ州セントルイスのSIGMAから入手可能なような本発明で使用されるチオニン色素の一実施形態の特徴を示す。しかしながら、同等物が使用され得る。染色液のpHを調整するための酸は、通例の酸の任意の一つであり得る。例えば、酢酸、クエン酸、硝酸、塩酸、リン酸、硫酸、または蟻酸である。
【0209】
許容可能なチオニン溶液の体積あたりの重量(wt/v)比は、およそ0.2%〜0.5%wt/v(好ましくは、およそ0.3%〜0.4%wt/vである)であり、より好ましくは、およそ0.345%wt/vである。フェノールまたはフェノール系薬物はおよそ0.8%〜1.2%wt/vであり、好ましくは、1.0%wt/vである。
【0210】
特定の好ましく例示的な本発明の実施形態が記載されたように、本明細書で開示された概念を盛り込んだ他の実施形態は、本発明の意図および範囲から逸脱することなしに使用され得ることは当業者にとって明らかである。記載された実施形態は、例示のみとしておよび制限されないで全ての観点で考慮されるべきである。それゆえ、上記のクレームにより限定されるのみで、本発明の範囲は、意図される。
【図面の簡単な説明】
【図1】
図1は、本発明による観察システムの一実施形態のグラフィカルな図である。
【図2】
図2は、図1の観察システムの動作的なモードを示すフローチャートである。
【図3】
図3は、スライドを観察システムに取り付ける動作モードを表すフローチャートである。
【図4】
図4は、観察ステーション、ユーザインターフェース、およびコンソールを含む観察システムの透視図である。
【図5A】
図5Aは、図4の観察ステーションの正面透視図である。
【図5B】
図5Bは、図4の観察ステーションの上面透視図である。
【図5C】
図5Cは、図4の観察ステーションの概略的正面図である。
【図5D】
図5Dは、図4の観察ステーションの概略的側面図である。
【図5E】
図5Eは、図5Cの線5E−5Eで切断された図4の観察ステーションの概略的断面図である。
【図6】
図6は、図4に示されたユーザインターフェースの透視図である。
【図7】
図7は、図4に示されたコンソールの透視図である。
【図8】
図8は、本発明の実施形態による観察システムと共に用いるためのマーカーモジュールの一実施形態の透視図である。
【図9】
図9は、図8のマーカーモジュールの分解透視図である。
【図10】
図10は、本発明による観察システムと共に用いるためのマークインジケータモジュールの概略図である。
【図11】
図11は、線11−11で切断された図10のマークインジケータモジュールの概略的断面図である。
【図12】
図12は、図10のマークインジケータモジュールの分解透視図である。
【図13】
図13は、電動スライドステージの分解透視図である。
【図14】
図14は、物理的なマスクの一実施形態の概略図である。
【図15A】
図15Aは、本発明の実施形態による観察システムで観察された後の標本スライドの概略図である。
【図15B】
図15Bは、図15Aの標本スライドのセクションの拡大図である。
【図16】
図16は、マークインジケータの一実施形態の概略図である。
【図17】
図17は、本発明による観察ステーションの電気的概略図である。
【図18A】
図18Aは、加速度計の一実施形態の概略図である。
【図18B】
図18Bは、画像システム構造に取り付けられた図18Aの加速度計を有する画像システム構造の概略図である。
【図19】
図19は、本発明によるスライドホルダーの一実施形態の分解透視図である。
【図20】
図20は、本発明によるスライドホルダーの別の実施形態の下部分解透視図である。
【図21】
図21は、図19のスライドホルダーの概略的上面図である。
【図22】
図22は、2つのストップに対してスライドを固定するスライド位置決定部材を有する図21のスライドホルダーの上部概略図である。
【図23】
図23は、図20のスライドホルダーの透視図である。
【図24】
図24は、本発明によるスライドホルダーと共に使用するための第2のプラットフォームの一実施形態の分解透視図である。
【図25】
図25は、スライドを含む図19のスライドホルダーの部分概略図である。
【図26A】
図26Aは、スライド位置決定部材の2つの実施形態の透視図である。
【図26B】
図26Bは、スライド位置決定部材の2つの実施形態の透視図である。
【図27】
図27は、本発明において使用するための浮動ガラススライドの一実施形態のための種々の製造許容差を示す概略図である。
【図28】
図28は、本発明によるセルスポットにわたる高精細焦点範囲(fine focus jurisdiction)のパターンの概略図である。
【図29】
図29は、本発明による所定のプロセスステップを要約するグローバル焦点面決定フローチャートの概略図である。
【図30】
図30は、本発明による、焦点軸位置対焦点スコアのサンプルプロットの概略図である。
【図31】
図31は、本発明の実施形態による所定のプロセスステップを要約するスキャンパスフローチャートの概略図である。
【図32】
図32は、本発明による高精度焦点範囲の領域の概略図である。
【図33】
図33は、本発明の実施形態による画像システムと共に使用するためのスライドの一実施形態の概略図を示す。
【図34】
図34は、本発明によるシステムの一実施形態の全体の概略図を示す。
【図35】
図35は、本発明による装置の一実施形態の概略図である。
【図36】
図36は、本発明による、標本内の関心のある視野の位置を検証する方法の動作のステップを示す概略的フローチャートを示す。
Claims (101)
- 光学機器と、
該光学機器に結合され、かつ、該光学機器の視野外に配置されたマーカーと、
該標本を受け、かつ、該光学機器の光学経路にある検査位置と該標本を該マーカーでマーキングするためのマーキング位置との間で該標本を移動させるために該光学機器に結合されたステージと
を備える標本をマーキングする装置。 - 前記光学機器は、
レボルバーと、
照明源と、
照準オプティクスと
を含む、請求項1に記載の装置。 - 前記光学機器は、コンピュータとデータ通信する、請求項2に記載の装置。
- 前記レボルバーは、少なくとも一つのレンズを含む、請求項3に記載の装置。
- 前記少なくとも一つのレンズは、10倍対物レンズを含む、請求項4に記載の装置。
- 前記レボルバーは、第2のレンズを含む、請求項5に記載の装置。
- 前記第2のレンズは、40倍対物レンズを含む、請求項6に記載の装置。
- 前記光学機器は、標本識別リーダをさらに含む、請求項2に記載の装置。
- 前記標本識別リーダは、バーコードリーダおよびOCRデバイスのうちの少なくとも一つである、請求項7に記載の装置。
- 前記マーカは、マーキング物質を前記標本に適用させるための先端を含む、請求項1に記載の装置。
- 前記光学機器は、実験室用顕微鏡である、請求項1に記載の装置。
- 前記光学機器と電気的に通信するユーザインタフェース制御部と、
該光学機器と電気的に通信するコンソールと
をさらに含む、請求項7に記載の装置。 - 前記ユーザインタフェース制御部は、
少なくとも一つのデバイスと、
ステージ位置決めデバイスと
を含む、請求項12に記載の装置。 - 前記ステージ位置決めデバイスは、ジョイスティックを含む、請求項13に記載の装置。
- 前記少なくとも一つの入力デバイスは、前記標本を前記光学機器の視野における次の位置に前進させることと、該標本を該視野における前の位置に前進させることと、前記第1のレンズと前記第2のレンズとの間を切り換えることと、注目のオブジェクトをマーキングすることからなる群から選択された操作を実行する、請求項13に記載の装置。
- 前記ユーザインタフェース制御部は、4つの入力デバイスを含み、各々の入力デバイスは、数え上げられた操作を実行する、請求項15に記載の装置。
- 前記コンソールは、
キーパッドと、
ディスプレイと
を含む、請求項12に記載の装置。 - 前記標本内の興味あるオブジェクトを電気的にマーキングする手段をさらに含む、請求項1に記載の装置。
- 興味ある視野にあるマーキングされた状態を示すための指示器をさらに含む、請求項18に記載の装置。
- 前記指示器は、
光源で発生し、かつ、該光源を直列に通過するする光路と、
光源と、
拡散器と、
マスクと、
アパーチャと、
集束オプティクスと、
レンズと、
ビームスプリッタと
を含み、これらは全て筐体内に配置される、請求項19に記載の装置。 - 前記光学機器は、標本の存在を検出するセンサをさらに含む、請求項2に記載の装置。
- 前記センサは、近接スイッチ、制限スイッチ、ホール効果スイッチ、磁気センサおよび光学センサからなる群から選択される、請求項21に記載の装置。
- 前記標本をマーキングするシステムは、前記光学機器に結合され、かつ、前記マーカーと係合可能なキャップ機構をさらに含む、請求項1に記載の装置。
- 前記キャップ機構は、前記マーカーから離れるときに該マーカーから偏り、前記ステージに配置されたピンによって、該マーカーとの係合位置に作動可能である、請求項23に記載の装置。
- 前記キャップ機構は、前記マーカーの先端をを封止する弾力性のある封を含む、請求項23に記載の装置。
- 前記ステージに対して前記マーカーを移動させるアクチュエータをさらに含む、請求項1に記載の装置。
- 前記アクチュエータは、ソレノイド、モータおよび流体シリンダを含む群から選択される、請求項26に記載の装置。
- 前記光学機器と電気的に通信するオーディオ出力デバイスをさらに含む、請求項12に記載の装置。
- 標本をマーキングする方法であって、
該標本内における注目のオブジェクトをマーキング位置に位置決めするステップと、
該標本をマーカーに接触させるステップと、
該注目のオブジェクトを少なくとも部分的に結ぶ該標本の上に印を作成するために該標本を作動させるステップと
を包含する、方法。 - 前記印の形状は、線分、弧およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項29に記載の方法。
- 前記標本は、動力付きステージの上に配置される、請求項29に記載の方法。
- 該マーカーによってキャップ機構を係合位置に位置決めするために前記動力付きステージを作動させるステップをさらに包含する、請求項31に記載の方法。
- 標本を考察する自動化された方法であって、
(a)該標本を光学機器にロードするステップと、
(b)第1の基準マークを該標本上に位置決めするステップと、
(c)第2の基準マークを該標本上に位置決めするステップと、
(d)少なくとも部分的に該第1および第2の基準マークに基づいて座標系を設定するステップと、
(e)興味ある第1のフィールドを提示するために該標本を位置決めするステップと、
(f)興味ある次のフィールドに移動するステップと、
(g)予め決定された興味ある数のフィールドが提示されるまでステップ(f)を繰り返すステップと
を包含する、方法。 - 興味ある22のフィールドが提示される、請求項33に記載の方法。
- 興味ある次のフィールドを移動させるステップは、ユーザコマンドを入力するステップを包含する、請求項33に記載の方法。
- 前記興味あるフィールド内に位置決めされた興味あるオブジェクトを電気的にマーキングするステップをさらに包含する、請求項33に記載の方法。
- 前記興味あるオブジェクトを電気的にマーキングするステップは、
信号をコンピュータに入力するステップと、
前記興味あるオブジェクトに対する座標値がターゲットゾーンとしてプロセッサ内に格納されたかどうかを判定するステップと、
前に格納されていない場合、該興味あるオブジェクトに対する該座標値をマーキングされたターゲットゾーンのリストに加えるステップと
を包含する請求項36に記載の方法。 - 前記興味あるオブジェクトを電気的にマーキングするステップは、
信号をプロセッサに入力するステップと、
前記興味あるオブジェクトに対する座標値がターゲットゾーンとしてプロセッサ内に格納されたかどうかを判定するステップと、
前記値が前に格納されている場合、該興味あるオブジェクトに対する該座標値をマーキングされたターゲットゾーンのリストから取り除くステップと
を包含する、請求項36に記載の方法。 - 前記興味あるオブジェクトにおけるマーキングされた状態を視覚的に示すステップをさらに包含する、請求項36に記載の方法。
- 電気的にマーキングされた興味あるオブジェクトを物理的にマーキングするステップをさらに包含する、請求項36に記載の方法。
- 前記電気的にマーキングされた興味あるオブジェクト物理的にマーキングするステップは、
信号をプロセッサに入力するステップと、
該興味あるオブジェクトをマーキング位置に位置決めするステップと、
該標本をマーカーに接触させるステップと、
該興味あるオブジェクトを少なくとも部分的に結ぶ印を生成するために該標本を作動させるステップと
を包含する、請求項39に記載の方法。 - 前記座標系を設定するステップは、
前記第1の基準マークをセンタリングするステップと、
参照座標値を該第1の基準マークに割り当てるステップと、
該第1の基準マークの座標値をメモリに格納するステップと、
前記第2の基準マークをセンタリングするステップと、
参照座標値を該第2の基準マークに割り当てるステップと、
該第2の基準マークの座標値をメモリに格納するステップと、
座標変換を実行するステップと
をさらに包含する、請求項33に記載の方法。 - 前記座標系を設定するステップは、前記標本が適切な方向にロードされているかどうかを判定するために、前記基準マーク座標値と既知のパラメータとを比較するステップをさらに包含する、請求項42に記載の方法。
- 標本識別子を読むステップをさらに包含する、請求項33に記載の方法。
- 前記興味あるオブジェクトに対する座標値を得るためにコンピュータ内に格納された標本データ記録にアクセスするステップをさらに包含する、請求項44に記載の方法。
- 前記電気的にマーキングされた興味あるオブジェクトの座標値を含むように該標本データ記録を更新するステップをさらに包含する、請求項45に記載の方法。
- 前記標本をマーキングする前に、前記マーカーに目盛りを付けるステップをさらに包含する、請求項40に記載の方法。
- 前記マーカーに目盛りを付けるステップは、
前記標本をマーカーに接触させるステップと、
該標本の上に目盛りのついたマークを作成するために該標本を作動させるステップと、
前記ステージを作動させることによって該マーカーに対するオフセット値を作成するステップと、該目盛りのついたマークを位置決めするためのステージを前記印に対する位置に作動させることによって、該マーカーに対するオフセット値を生成するステップと、
該オフセット値を記録するステップと、
該オフセット値を該マーカー位置に適用するステップと
を包含する、請求項47に記載の方法。 - 興味ある全てのフィールドが提示された後、自動走査を実行するステップをさらに包含する、請求項33に記載の方法。
- 前記マーキングするステップは、前記自動走査ステップの後に実行される、請求項40に記載の方法。
- 前記標本は、スライドの上に置かれた細胞学的な物質を含む、請求項33に記載の方法。
- 前記標本は、チオニン−フェノール溶液である、請求項51に記載の方法。
- 前記チオニン−フェノール溶液は、フェノール誘導体を含む、請求項52に記載の方法。
- イメージングシステムにおける振動エラーを補償する方法であって、
標本の一部を走査する間に、該イメージングシステムの振動計測を取得するステップと、
該標本の一部を再びイメージングするステップであって、該位置に対する該振動計測が予め決定された閾値を超えている、ステップと
を包含する方法。 - 予め決定された数の部分に対する振動計測値が前記閾値を越える場合、前記標本を拒否するステップをさらに包含する、請求項54に記載の方法。
- 前記振動計測値が第2の閾値を越える場合、前記標本を拒否するステップをさらに包含する、請求項54に記載の方法。
- 振動は、加速度計によって計測される、請求項54に記載の方法。
- 前記加速度計は、前記イメージングシステムに配置される、請求項57に記載の方法。
- スライドホルダーアセンブリは、
ベースと、
該ベースに移動可能に配置された第1のプラットフォームと、
第1のプラットフォームに配置され、かつ、スライドを受ける領域を含む第2のプラットフォームと、
該第2のプラットフォームに操作可能に接続されたスライド位置決め部材と、
該スライド位置決め部材を作動させる該ベースに置かれた機構と
を含む、スライドホルダーアセンブリ。 - 前記ベースは、作動させるテーブルに結合されている、請求項59に記載のスライドホルダアセンブリ。
- 前記作動させるテーブルは、イメージングシステムに結合される、請求項60に記載のスライドホルダアセンブリ。
- 前記第2のプラットフォームに操作可能に接続された第2のスライド位置決め部材をさらに含む、請求項61に記載のスライドホルダアセンブリ。
- 前記機構は、前記第1のスライド位置決め部材を作動させる第1のピン、および、前記第2のスライド位置決め部材を作動させる第2のピンを含む、請求項62に記載のスライドホルダアセンブリ。
- 前記第2のプラットフォームに置かれた少なくとも一つのストップをさらに含む、請求項63に記載のスライドホルダアセンブリ。
- 前記第1のスライド位置決め部材および前記第2のスライド位置決め部材は、前記少なくとも一つのストップを有する接触位置に、該受ける領域に配置されたスライドを位置決めするように偏った、請求項64に記載のスライドホルダアセンブリ。
- 前記第1のスライド位置決め部材および前記第2のスライド位置決め部材は、第1の弾力性のある部材および第2の弾力性のある部材によってそれぞれ偏る、請求項65に記載のスライドホルダアセンブリ。
- 前記第1のスライド位置決め部材および前記第2のスライド位置決め部材は、前記第2のプラットフォームに回転可能に取り付けられる、請求項66に記載のスライドホルダアセンブリ。
- 前記第1のスライド位置決め部材は、前記第2のスライド位置決め部材と独立して作動する、請求項63に記載のスライドホルダアセンブリ。
- 前記スライドを受ける領域に配置されたスライドの存在を検出するセンサをさらに含む、請求項59に記載のスライドホルダアセンブリ。
- 前記センサは、ホール効果スイッチ、近接スイッチ、光センサおよび制限スイッチからなる群から選択される、請求項69に記載のスライドホルダアセンブリ。
- 前記第1のスライド位置決め部材は、取り付け端部、および、スライド接触端部を有する実質的に細長いアームである、請求項59に記載のスライドホルダアセンブリ。
- 前記第2のスライド位置決め部材は、取り付け端部、および、スライド接触端部を有する実質的に細長いアームである、請求項62に記載のスライドホルダアセンブリ。
- 二つのストップをさらに含む、請求項64に記載のスライドホルダアセンブリ。
- 前記第1のスライド位置決め部材は、前記第2のスライド位置決め部材に対して直交して作動する、請求項63に記載のスライドホルダアセンブリ。
- 前記第1のスライド位置決め部材は、前記第2のスライド位置決め部材に対して直交して作動する、請求項63に記載のスライドホルダアセンブリ。
- スライドの上に配置され、前記スライドを受ける領域に細胞学的標本を有するスライドをさらに含む、請求項59に記載のスライドホルダアセンブリ。
- 前記標本は、チオニン−フェノール溶液で染色される、請求項76に記載のスライドホルダアセンブリ。
- 前記チオニン−フェノール溶液は、フェノール誘導体を含む、請求項77に記載のスライドホルダアセンブリ。
- グローバルな焦点面を設定するステップを包含する、光学システムのための自動的に焦点を合わせる方法であって、
(a)スライド上における3つの非同一線上の位置の各々に対応するインデックス軸座標、走査軸座標、および、焦点軸座標を決定するステップと、
(b)該インデックス軸座標、走査軸座標、および、焦点軸座標を用いて、該グローバル焦点面の数値表示を決定するステップと
を包含する方法。 - 前記グローバル焦点面を設定するステップは、
(c)インデックス軸の傾斜および走査軸の傾斜を計算するステップと、
(d)該インデックス軸の傾斜および該走査軸の傾斜の少なくとも一つがそれぞれに対応する興味ある値より小さいかどうかを判定するステップと、
(e)該インデックス軸の傾斜および該走査軸の傾斜の少なくとも一つがそれぞれに対応する興味ある値より小さくない場合、該スライドにフラッギング(flagging)するステップと
をさらに包含する、請求項79に記載の方法。 - 光学システムのための自動的に焦点を合わせる方法であって、走査パスを実施するステップは、
(a)スライド表面に実質的に対応する表面における第1の点に実質的に対応するスライド上の第1の位置に対する最適な焦点値の興味ある範囲内の焦点値を提供する第1の座標を決定するステップと、
(b)該スライド表面に対する該光学システムの要素を該第1の座標に実質的に対応する位置に移動させるステップと、
(c)該第1の点に対応する該第1の座標を記録するステップと
を包含する、方法。 - 前記走査パスを実施するステップは、
(d)前記第1の点を囲む高精度焦点範囲の領域を決定するステップと、
(e)前記第1の座標を該高精度焦点範囲の領域と相関させるステップと
をさらに包含する、請求項81に記載の方法。 - 前記高精度焦点範囲の領域は、概して、楕円形状である、請求項82に記載の方法。
- 前記高精度焦点範囲の領域は、前記光学システムの走査軸に対して実質的に平行な主軸を有し、かつ、該光学システムのインデックス軸に対して実質的に平行な副軸を有する、請求項83に記載の方法。
- 前記走査パスを実施するステップは、
(f)前記スライド表面に実質的に対応する表面上の第2の点に実質的に対応する前記スライド上の第2の位置に対する最適な焦点値の興味ある範囲内にある焦点値を提供する第2の座標を決定するステップであって、
(I)該第2の点が少なくとも一つの興味ある高精度焦点範囲の領域内にあるかどうかを判定するステップと、
(II)(I)における判定がネガティブである場合、該第2の点を囲む高精度焦点範囲の領域を決定するステップと
を包含するステップをさらに包含する、請求項82に記載の方法。 - 前記ステップ(f)は、
(III)グローバル焦点面を決定するステップと、
(IV)該グローバル焦点面の表示を用いて、前記第2の座標の第一の推定値を決定するステップと
をさらに包含する、請求項85に記載の方法。 - 前記ステップ(f)は、
(III)前記第2の点が正確な高精度焦点範囲の一つの領域内にあるかどうかを判定するステップと、
(IV)(III)における判定がポジティブである場合、該高精度焦点範囲の一つの領域と相関された座標を回収するステップと
をさらに包含する、請求項85に記載の方法。 - 前記ステップ(f)は、
(V)グローバル焦点面を決定するステップと、
(VI)該グローバル焦点面に従ってステップ(IV)の座標を調節するステップと、
(VII)前記スライド表面に対して、前記光学システムの要素を該ステップ(VI)において調節された座標に実質的に対応する位置に移動させるステップと
を包含する、請求項87に記載の方法。 - 前記ステップ(f)は、
(III)前記第2の点が高精度焦点範囲の一つ以上の領域にあるかどうかを判定するステップと、
(IV)(III)における判定がポジティブである場合、該高精度焦点範囲の一つ以上の各々に相関されたそれぞれの座標を回収するステップと
をさらに包含する、請求項85に記載の方法。 - 前記ステップ(f)は、
(V)結果的に座標を決定するために、高精度焦点範囲の一つ以上の各領域内にある少なくとも一つの各点からの第2の点の各距離に基づく、回収された各座標の重み付き平均を用いるステップをさらに包含する、請求項89に記載の方法。 - 前記ステップ(f)は、
(V)グローバル焦点面を決定するステップと、
(VI)ステップ(IV)における回収された座標のうちの少なくとも一つに基づいて合成座標を決定するステップと、
(VII)該グローバル焦点面に従って該合成座標を調節するステップと、
(VIII)前記スライドの表面に対して、前記光学システムの要素をステップ(VII)における調節された座標に実質的に対応する位置に移動させるステップと
をさらに包含する、請求項89に記載の方法。 - 前記走査パスを実施するステップは、
(e)細かい焦点面を前記スライドの表面の領域に実質的に対応する領域を表わすビンを相関させる、請求項82に記載の方法。 - 前記第2の点が前記高精度焦点範囲の少なくとも一つの予め決定された領域内にあるかどうかに関するステップ(I)の判定は、該第2の点を含むビンを少なくとも部分的に横断する、高精度焦点範囲のみを探索することによって行われる、請求項85に記載の方法。
- 走査パスを実施するステップは、
(f)前記スライド上の第2の位置が該スライドの注目の領域内にあるかどうかを判定するステップをさらに包含する、請求項82に記載の方法。 - (a)グローバル焦点面を設定するステップと、
(b)スライドの注目の領域における位置に位置決めされた実質的に対応するポイントは、少なくとも一つの予め決定された高精度焦点範囲の領域内にあるかどうかを判定するステップと、
(c)該スライド上の位置に対する最適焦点値の興味ある領域内の焦点値を提供する座標を決定するステップと、
(d)該位置を囲む領域をイメージングするステップと、
(e)興味ある領域が実質的に全てイメージングされるまで、少なくともステップ(b)〜(d)を繰り返すステップと
を包含する光学システムのために自動的に焦点を合わせる方法。 - 前記ステップ(b)は、前記スライドの表面に対して光学システムの要素を前記座標に実質的に対応する位置に移動させるステップをさらに包含するステップと、該光学システムの要素の移動に対応する量の変化可能なチェックサムを修正するステップとをさらに包含する、請求項81に記載の方法。
- アルゴリズムを用いて、スライド上の注目のフィールドを示すための効果的なオーダーを決定するステップを包含する、光学システムのために自動的に焦点を合わせる方法。
- 前記スライドの表面は、実質的に平面であり、該スライドは、実質的に均一な厚さである、請求項95に記載の方法。
- (a)第1の点に実質的に対応する第1の位置に最初に粗く焦点を合わせるステップと、
(b)引き続き、異なる位置で複数の次の焦点を合わせるステップであって、該各精密な焦点合わせは、該最初の粗い焦点合わせより速く行われる、ステップと
を包含する、自動的に焦点を合わせる方法。 - ステップ(a)は、
(I)前記第1の位置で前記スライドをイメージングするステップと、
(II)前記第1の位置で焦点スコアを決定するステップと、
(III)前記スライドの表面に対して、前記光学システムの要素を第2の位置に第1の量だけ引き続いて移動させるステップと、
(IV)該第2の位置で該スライドを引き続いてイメージングするステップと、
(V)該第2の位置で焦点スコアを決定するステップと、
(VI)該スライドの表面に対して、該光学システムの要素を該第1の量より小さい第2の量だけ移動させるステップと
を包含する、請求項99に記載の方法。 - ステップ(b)の精密な焦点合わせは、それぞれ、最大でも5倍で、該スライドの表面上の点に実質的に対応する位置をイメージングすることによって実施される、請求項99に記載の方法。
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