JP2022543715A - オートローダ軸のストール検出 - Google Patents

Abstract

自動化されたプロセス中に移動するガラススライドが損傷するリスクがあるかどうかを決定し、許容できない損傷のリスクが発生した場合に移動を停止させるストール検出システムが提供される。このシステムは、ガラススライドを（直接的または間接的に）移動させるように構成された１つ以上のモーターを含む。これらのモーターは、負荷抵抗値を生成するように構成されている。このシステムは、移動中のモーターの負荷抵抗値を監視し、ガラススライドが損傷するリスクを決定するために、この負荷抵抗値を予め定められた閾値抵抗値と比較する１つ以上のプロセッサを含む。予め定められた閾値抵抗値は、スライドの任意の面に加えられた力に応じたスライド破損のリスク、またはスライドラック上の制御グリップを失うリスク、またはモーターがモーターステップをスキップするリスクに対応することができる。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１９年８月６日に出願された米国仮特許出願第６２／８８３，５８１号の優先権を主張し、その全開示は参照により、全体が説明されているように本明細書に組み込まれる。付加的に、本出願は、以下の出願にも関連しており、それぞれの全開示は参照により、全体が説明されているように本明細書に組み込まれる。
２０１６年９月２３日に出願された国際出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１６／０５３５８１
２０１７年４月２０日に出願された国際出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１７／０２８５３２
２０１８年１１月３０日に出願された国際出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１８／０６３４５６
２０１８年１１月３０日に出願された国際出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１８／０６３４６０
２０１８年１１月３０日に出願された国際出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１８／０６３４５０
２０１８年１１月３０日に出願された国際出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１８／０６３４６１
２０１８年１１月２７日に出願された国際出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１８／０６２６５９
２０１８年１１月３０日に出願された国際出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１８／０６３４６４
２０１８年１０月４日に出願された国際出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１８／０５４４６０
２０１８年１１月３０日に出願された国際出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１８／０６３４６５
２０１８年１０月４日に出願された国際出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１８／０５４４６２
２０１８年１１月３０日に出願された国際出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１８／０６３４６９
２０１８年１０月４日に出願された国際出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１８／０５４４６４
２０１８年８月１７日に出願された国際出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１８／０４６９４４
２０１８年１０月４日に出願された国際出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１８／０５４４７０
２０１８年９月２８日に出願された国際出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１８／０５３６３２
２０１８年９月２８日に出願された国際出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１８／０５３６２９
２０１８年９月２８日に出願された国際出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１８／０５３６３７
２０１８年１１月２８日に出願された国際出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１８／０６２９０５
２０１８年１１月２９日に出願された国際出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１８／０６３１６３
２０１７年１２月２９日に出願された国際出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１７／０６８９６３
２０１９年３月１日に出願された国際出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１９／０２０４１１
２０１７年１２月２９日に出願された米国特許出願第２９／６３１，４９２号
２０１７年１２月２９日に出願された米国特許出願第２９／６３１，４９５号
２０１７年１２月２９日に出願された米国特許出願第２９／６３１，４９９号
２０１７年１２月２９日に出願された米国特許出願第２９／６３１，５０１号。

発明の分野
本発明は、一般的にはデジタル病理学装置に関し、より詳細には、デジタル病理学装置内の個々のガラススライドの自動化された処理に関する。

デジタル病理学は、物理的なガラススライドから生成される情報の管理を可能にするコンピュータ技術によって可能になる画像ベースの情報環境である。デジタル病理学の一部は、標本を準備し、物理的なガラススライド上に標本を配置し、次いで、物理的なガラススライド上の標本を走査し、コンピュータモニタ上で保存し、表示し、管理し、分析することが可能なデジタルスライド画像を作成する仮想顕微鏡検査によって可能となる。ガラススライド全体を画像化する機能により、デジタル病理学の分野は爆発的に拡大し、現在は、ガンやその他の重要な疾患のより良く、より早く、より安価な診断、予後予測を達成するための、診断医学の最も有望な手段の１つと見なされている。

デジタル病理学装置により処理されるガラススライドは非常に壊れやすく、高価である。これらのガラススライドは、自動化されたデジタル病理学装置においては保護する必要がある。場合によってはデジタル病理学装置内の第１の処理ステーションと第２の処理ステーションとの間を移動中のガラススライドが不適切に配置され、動かなくなったり、詰まったり、何らかの構造物と衝突したり、さもなければ動作中に抵抗に遭遇したりして、ガラススライドが損傷したり、破損しかねない場合がある。したがって、ここで必要とされていることは、上記のような従来のシステムに見られるこれらの重要な課題を克服するシステムおよび方法である。

したがって、本明細書に記載されているのは、ガラススライドが損傷するリスクがあるかどうかを決定し、次いで、ガラススライドの損傷を防ぐためにデジタル病理学装置内の移動を無効にするように構成された、デジタル病理学装置と共に使用するためのストール検出システムである。

１つの態様では、デジタルスライド走査装置は、モーターを含み、該モーターは、自動化されたプロセス中にガラススライドを移動させ、ガラススライドを移動させるときに負荷抵抗値を生成するように構成されている。デジタルスライド走査装置は、１つ以上のプロセッサも含み、該１つ以上のプロセッサは、予め定められた閾値抵抗値を設定し、自動化されたプロセス中にガラススライドを移動させるようにモーターを制御し、自動化されたプロセス中に負荷抵抗値を監視するように構成されている。該１つ以上のプロセッサは、負荷抵抗値を予め定められた閾値抵抗値と比較し、負荷抵抗値が、予め定められた閾値抵抗値を超えた場合に、ガラススライドの移動を停止するようにモーターを制御するようにも構成されている。

１つの態様では、デジタルスライド走査装置によって実行される方法は、自動化されたプロセス中にガラススライドを移動させるようにモーターを制御するステップと、自動化されたプロセス中にガラススライドが移動している間のモーターの負荷抵抗値を決定するステップとを含む。本方法はまた、負荷抵抗値を、予め定められた閾値抵抗値と比較するステップと、負荷抵抗値が予め定められた閾値抵抗値を超えた場合に、ガラススライドの移動を停止するステップとを含む。本発明の他の特徴および利点は、以下の詳細な説明および添付の図面を再考した後、当業者にとってさらにより容易に明らかになるであろう。

本発明の構造および動作は、以下の詳細な説明および添付の図面の再考から理解され、図面中、同一の参照符号は同一の部分を指す。

本発明の一実施形態による例示的なガラススライドを示す斜視図である。 本発明の一実施形態による例示的なストール検出閾値を示すグラフ図である。 本発明の一実施形態による、デジタル病理学装置における潜在的な障害物を検出するための例示的なプロセスを示すフローチャートである。 本発明の一実施形態によるガラススライドを搬送するカルーセル装置を駆動する例示的なモーターを示す斜視図である。 本発明の一実施形態によるガラススライドを搬送するカルーセル装置を駆動する例示的なモーターを示す斜視図である。 本発明の一実施形態によるガラススライドを搬送するカルーセル装置を駆動する例示的なモーターを示す斜視図である。 本発明の一実施形態によるガラススライドを搬送するグリッパー装置を駆動する例示的なモーターを示した斜視図である。 本発明の一実施形態によるガラススライドを搬送するグリッパー装置を駆動する例示的なモーターを示した斜視図である。 本発明の一実施形態によるガラススライドを搬送するグリッパー装置を駆動する例示的なモーターを示した斜視図である。 本発明の一実施形態による、ガラススライドを搬送するリフト装置を駆動する例示的なモーターを示す斜視図である。 本発明の一実施形態による、ガラススライドを搬送するプッシュプル装置を駆動する例示的なモーターを示す斜視図である。 本発明の一実施形態による、ガラススライドを搬送するプッシュプル装置を駆動する例示的なモーターを示す斜視図である。 本発明の一実施形態による、ガラススライドを搬送するステージ装置を駆動する例示的なＸ－Ｙモーターを示す上面図である。 本発明の一実施形態による、対物レンズ装置を駆動する例示的なＺモーターを示す斜視背面図である。 本発明の一実施形態による、Ｚモーターによって駆動される例示的な対物レンズ装置を示す斜視正面図である。 本明細書に記載の様々な実施形態と関連して使用されてよい例示的なプロセッサ使用可能デバイス５５０を示すブロック図である。 単一の線形アレイを有する例示的なライン走査カメラを示すブロック図である。 ３つの線形アレイを有する例示的なライン走査カメラを示すブロック図である。 複数の線形アレイを有する例示的なライン走査カメラを示すブロック図である。

本明細書に開示される実施形態は、モーターの動力下でガラススライドを第１のポイントから第２のポイントに搬送するように構成され、ガラススライドが潜在的に損傷する可能性がある時期を識別するためのストール検出監視機能を備えたデジタル病理学装置を提供する。この説明を読んだ後は、当業者にとって、様々な代替的な実施形態および代替的用途において本発明をどのように実装することができるかが明らかになるであろう。しかしながら、本発明の様々な実施形態が本明細書で説明されるが、これらの実施形態は、例示としてのみ提示され、限定ではないことが理解されるであろう。そのように、様々な代替的な実施形態のこの詳細な説明は、添付の特許請求の範囲に記載されているように、本発明の範囲または広さを限定するものとして解釈されるべきではない。

図１は、本発明の一実施形態による例示的なガラススライド１０を示す斜視図である。図示の実施形態において、スライド１０は、２つの端面２０、２つの側面２５および上面および下面３５からなる４つの縁部を含む。スライド１０などのガラススライドは、非常に壊れやすく、高価である。１つ以上の標本が配置されたガラススライドは非常に高価である高価である。

ガラススライド１０の性質は、それが容易に損傷または破損するなどで表される。特に、端面２０の方向からスライド１０に第１の力を加えると、スライド１０が損傷または破損する場合がある。同様に、側面２５の方向からスライド１０に第２の力を加えると、スライド１０が損傷または破損する場合があり、さらに、上面３０または下面３５の方向からスライド１０に第３の力を加えると、スライド１０が損傷または破損する場合がある。重要なのは、スライド１０が損傷または破損するのに要する第１、第２、および第３の力の量が等しくないことである。

図２Ａは、本発明の一実施形態による、例示的なストール検出閾値５０を示すグラフ図である。図示の実施形態において、デジタル病理学装置内のプロセッサは、ガラススライドを移動させるように動作しているデジタル病理学装置内のモーターからの信号を監視する。モーターからの信号は、ストール状況の発生を識別し、ストール状況においてモーターによって加えられている力の量を付加的に決定するために分析される。モーターによって加えられた力の量が閾値５０に達するかまたはそれを超えると、プロセッサは、力の印加を停止するようにモーターを制御し、それによってガラススライドの移動の試みを停止するように構成されている。有利には、閾値は、力が加えられるスライドの表面に依存して設定される。したがって、スライドの上面または下面に加えられる力の閾値は、スライドの側面に加えられる力の閾値よりも小さくてよく、次いでこの閾値は、スライドの端面に加えられる力の閾値よりも小さくすることができる。

プロセッサが力の印加を停止するようにモーターを制御する場合の状況では、回復ルーチンが、既知の状態へのリセットおよび移動の再開の試みのために採用されてよく、あるいは操作者に介入のために通知されてもよい。このようにして、ガラススライドが損傷や破損から保護され、付加的に、操作者、スライドラック、ならびにデジタル病理学装置内のモーターやその他の可動部品もストール状況において保護される。

有利には、上記および本明細書に記載の特徴は、操作者、ガラススライド、標本、ならびにモーターの動力下でガラススライドを第１のポイントから第２のポイントに搬送するように構成された任意のデジタル病理学装置の機械的コンポーネントに対する信頼性、回復性、および安全性を高める。重大なエラーの発生前にストール状況を識別し、次いで、危機的状況を未然に防ぐデジタル病理学装置の能力は非常に高価である。さらに、機械的デバイスを、ストール状況を検出し、そのようなストール状況から安全で既知の状態／位置に回復することによって、高価なガラススライドの損傷または破損を回避するように構成することは、デジタル病理学装置のワークフローを能率化させ、信頼性、および機械軸や他のコンポーネントの寿命を高める。

図示の実施形態では、閾値は、重大なエラーが発生する前にストール状況を識別するために適切なマージンで設定される。ストール状況イベントには、スライドが装填中にステージと衝突する、スライドラックが搬送中にグリッパーフィンガーから外れる、ユーザが回転の際にカルーセルに介入する、または潜在的にガラススライドに損傷を与える他の多くの状況が含まれ得る。潜在的なストール状況毎の閾値は、通常動作中のモーターから力を加えている間に望ましくない障害（例えばスライドの破損など）を結果としてもたらす実験的な力の測定によって計算される。デジタル病理学装置内の様々な動きに適切な閾値を設定することで、重大なエラーの発生前にストール状況の検出が可能になる。

１つの実施形態では、閾値は、かなりの数のデジタル病理装置およびかなりの数のモーターにわたって実行されたかなりの数の試験および評価に基づいて計算された平均閾値であってよい。代替的な実施形態では、閾値は、各機械および各モーター固有のものである場合もある。例えば、個々のモーターは、同じタイプのモーター（例えば、同じ部品番号）である場合でも、それらにおける摩擦やモーターの動作に対する他の障害が異なり、重大なエラー発生前のストール状況の閾値を異ならせる場合がある。したがって、１つの実施形態では、デジタル病理学装置は、ガラススライドを損傷させる可能性のある移動を駆動する装置内の複数のモーターの各々毎にストール状況閾値を決定するように構成されている。

図示の実施形態では、特定の軸に沿ったモーターによる対象移動の運動プロファイルは、ストール状況の検出にとって重要である。例えば、低速および高速では、モーターからの負荷抵抗フィードバック値を測定することは困難である。加速および／または減速中も、モーターからの負荷抵抗フィードバック値は、定速時ほどの信頼性はない。したがって、様々な軸運動のための閾値は、十分なマージンでストール状況を首尾よく検出し、処理を遅くする誤った停止や、ガラススライドを損傷または破損させる誤った継続がないことを保証するために最適化される。

付加的に、ストール検出は、軸の機械的設計のために、かつ／または衝突の潜在的相互作用のために、デジタル病理学装置内で可能性のあるすべての動きに対して必ずしも適切でないまたは望ましくない場合がある。例えば、誤ったストール状況を特定する確率が、重大なエラーが発生する確率よりも高い場合や、真のストール状況を特定する確率よりも高い場合がある。そのような例の１つは、デジタル病理学装置のリフト軸であり、これは、機械的負荷が高く、ラック内のスライドが水平である間にスライドを上下に搬送する。ラックに水平に載置されているスライドを破損させるのに要する力は、リフト軸の機械的負荷や変動に比べてわずかである。したがって、１つの実施形態では、ストール状況の検出は、リフトシステムでは有効にされない場合がある。

さらに、ストール状況がひとたび識別されると、デジタル病理学装置によって実行される次のステップは、デジタル病理学装置の安全で信頼性の高い動作にとっても重要であり得る。例えば、デジタル病理学装置は、ストール状況を検出し、回復のために操作者の介入を必要とする重大なエラーを通知する場合がある。代替的な例では、デジタル病理学装置は、ストール状況を検出し、動きの再試行と要素位置をリセットし、あるいは動きの様々な組み合わせを行うか、これらの任意の組み合わせを行うようにプログラミングされたルーチンを実行することによって、ならびにデジタル病理学装置を検出されたストール状況から安全に回復させ、操作者の介入なしで次の動作につなぐことを可能にする他の可能な修復アクションを行うことによって自動的に回復させることができる。

図２Ｂは、本発明の一実施形態による、デジタル病理学装置における潜在的な障害物を検出するための例示的なプロセスを示すフローチャートである。一実施形態では、プロセスは、デジタル病理学装置プロセッサもしくは他のコントローラの制御下でモーターを駆動するモーターおよびマイクロプロセッサをそれぞれが含んでいる個々のモーターアセンブリを含む、図１０Ａ～図１０Ｄに関連して後で説明する装置などのデジタル病理学装置に実装することができる。最初に、ステップ９５では、閾値が設定される。上記のように、閾値は、複数のモーターおよび複数の装置にわたる総平均に従って設定されてよい。代替的に、閾値は、各装置のモーター毎に設定されてもよい。

次に、ステップ１００では、デジタル病理学装置のプロセッサは、スライドを直接的（例えば要素がステージである場合）または間接的（例えば要素がスライドラックカルーセルである場合）に搬送するように構成されたデジタル病理学装置内の要素の移動を開始するようにモーターを制御する。１つの実施形態では、デジタル病理学装置のプロセッサは、二次プロセッサ（例えばモーターアセンブリ内のマイクロプロセッサ）に、移動の駆動を開始するようにモーターを制御させる指示が可能である。スライドを搬送するように構成された例示的な要素には、ほんの数例を挙げると、スライドラックカルーセル装置、スライドラックグリッパー装置、スライドラックリフト装置、スライドプッシュプル装置、およびスライドステージ装置が含まれるが、これらに限定されるわけではない。ガラススライドの存在のもとで移動するように構成され、したがってガラススライドを損傷する可能性がある例示的な要素は、対物レンズである。様々な実施形態では、デジタル病理学装置は、組織プロセッサ、組織埋め込み器、マイクロトマー、スライド染色器、カバースリッパ、およびデジタルスライドスキャナのいずれかを含むことができる。

次に、ステップ１０５では、プロセッサによって、制御されているモーターからのフィードバックが受信され、分析される。一実施形態において、分析されるフィードバックは、モーターからの負荷抵抗フィードバック値（本明細書では負荷抵抗値とも称される）である。例えば、ステップモーターの実際の位置と、プロセッサによって計算されたステップモーターの位置との間に差がある場合、一実施形態では、いくらかの負荷抵抗が存在する。一実施形態では、モーターアセンブリは、負荷抵抗を監視し、存在する負荷抵抗の量を決定するマイクロコントローラを含む。例えば、一実施形態では、ボックス１５０内に示されるステップは、このマイクロコントローラによって実行される。したがって、このマイクロコントローラまたは別のプロセッサは、ステップ１０５において、存在する負荷抵抗の量を分析して負荷抵抗の量を閾値と比較し、ステップ１１０において、負荷抵抗値が予め定められた閾値を超えたかどうかを決定する。有利には、予め定められた閾値は、ガラススライドを損傷または破損させるのに要する負荷抵抗値に対応する力の量よりわずかに低く設定される。一実施形態では、ガラススライドを損傷または破損させるのに要する力の量は、力が加えられているガラススライドの面、例えば、上面、下面、端面、または側面に関連して決定される。負荷抵抗値が予め定められた閾値を超えない場合、プロセッサは、モーターフィードバックを分析し、負荷抵抗値を所定の閾値と比較することを継続する。

次に、ステップ１１５では、負荷抵抗値が予め定められた閾値を超えた場合に、マイクロコントローラまたは別のプロセッサは、ストール状況を識別し、次いで、ステップ１２０において、マイクロコントローラまたは別のプロセッサは、モーターを停止させるように制御する。これは、有利には、ガラススライドに加えられる過度の力による損傷または破損からガラススライドを保護する。次に、ステップ１２５では、マイクロコントローラまたは別のプロセッサは、ストール状況の緩和を試みるために、回復ルーチンを任意選択的に実行することができる。回復ルーチンには、機械的要素の移動を反転させること、既知の位置からやり直しを試みることが含まれる場合がある。付加的および代替的な回復ルーチンが採用されてもよい。付加的に、任意選択的なステップ１２５の前、後、または並行して、プロセッサは、ステップ１３０において、任意選択的にストール状況を操作者に通知することができ、それによって、操作者はストール状況を緩和させることができる。

図３Ａ～図３Ｃは、本発明の一実施形態による、ガラススライド２２０を搬送するカルーセル２１０装置を駆動する例示的なモーター２００を示す斜視図である。図示の実施形態では、カルーセル２１０は環状に回転し、モーターからの負荷抵抗フィードバック値は、カルーセル２１０の環状の回転に対する負荷抵抗によって決定される。閾値は、ガラススライドの側面に加えられる場合のガラススライドの損傷または破損に要する力よりもわずかに低く設定される。回復ルーチンには、カルーセル２１０の円運動を反転させ、次いで、カルーセル２１０を元の方向に回転させようとする再度の試みが採用されてもよい。一実施形態では、増加し、変化し得る逆距離が、回復ルーチンの複数の試みにおいて採用されてもよい。代替的な回復ルーチンでは、単に停止してから元の方向への移動を再試行することが採用されてもよい。

図４Ａ～図４Ｃは、本発明の一実施形態による、スライドラック２８０内のガラススライド２２０を搬送するグリッパー２７０装置を駆動する例示的なモーター２５０，２６０を示す斜視図である。図示の実施形態では、グリッパー２７０は、外側に伸びてガラススライド２２０を含むスライドラック２８０の側面を把持する。スライドラック２８０を把持するとき、モーター２５０によって加えられる力の方向は、スライドラック２８０内でガラススライドの側面に向かう方向である。スライドラック２８０がグリッパー２７０の把持部に固定されると、グリッパー２７０は、スライドラックをカルーセルから抜き取るか、またはスライドラックをカルーセルに挿入する。スライドラック２８０を取り外すまたは取り替えるとき、モーター２６０によって加えられる力の方向は、スライドラック２８０内のガラススライド２２０の端面に向かう方向である。

したがって、スライドラック２８０を把持する場合、モーター２５０の負荷抵抗フィードバック値は、スライドラック２８０に向かう方向および相互に向かい合う方向のグリッパーフィンガーの線形移動の負荷抵抗によって決定される。閾値は、ガラススライドの側面に加えたときにガラススライドを損傷または破損させるのに要する力よりもわずかに低く設定されている。回復ルーチンでは、グリッパーフィンガーの線形運動を反転させ、次いで、サイドラック２８０の把持を再試行することが採用されてもよい。代替的に、回復ルーチンが採用されなくてもよい。

同様に、スライドラック２８０を取り外すまたは取り替える場合、モーター２６０からの負荷抵抗フィードバック値は、カルーセルに向かう方向またはカルーセルから離れる方向のグリッパー２７０装置の線形移動の負荷抵抗によって決定される。閾値は、グリッパーがスライドラックを保持しているときに、スライドラックをグリッパーフィンガーから引き抜くのに要する力よりもわずかに低く設定されている。任意選択的な回復ルーチンでは、グリッパー２７０をカルーセルに向かう方向またはカルーセルから離れる方向に移動させること、カルーセルを左右に移動させること、グリッパーフィンガーを相互に向かう方向または相互に離れる方向に移動させること、リフトを上下に移動させることのうちの任意の組み合わせが採用されてもよい。

図５は、本発明の一実施形態による、ガラススライド２２０を搬送するリフト３１０装置を駆動する例示的なモーター３００を示す斜視図である。図示の実施形態において、スライドラック２８０は、ガラススライド２２０を搬送し、リフト３１０は、スライドラック２８０内のスライド２２０を走査ステージのレベルまで搬送する。モーター３００の負荷抵抗フィードバック値は、リフト３１０の線形移動の負荷抵抗によって決定される。閾値は、ガラススライド２２０の上面または下面に加えられたときにガラススライドを損傷または破損させるのに要する力よりもわずかに低く設定される。回復ルーチンでは、リフト３１０の線形移動を反転させ、次いで、スライドラック２８０の元の方向への搬送を再試行することが採用されてもよい。代替的に、回復ルーチンでは、スライドラックをカルーセルに向かう方向に移動させることが採用されてもよい。

図６Ａ～図６Ｂは、本発明の一実施形態による、スライドラック２８０と走査ステージ３７０との間でガラススライド２２０を取り外して取り替えるプッシュプル３６０装置を駆動する例示的なモーター３５０を示す斜視図である。一実施形態では、ガラススライド２２０を走査ステージ３７０に配置し、ガラススライド２２０をスライドラック２８０に戻すことは、デジタルスライドスキャナタイプのデジタル病理学装置におけるガラススライドにとって最も危険な環境である。図示の実施形態では、スライドラック２８０は、走査ステージ３７０に隣接して位置決めされ、プッシュプル３６０は、第１のスライドを走査ステージ３７０に押し込む。その後、プッシュプル３６０は、第１のスライドを走査ステージ３７０からスライドラック２８０に引き戻す。モーター３５０の負荷抵抗フィードバック値は、プッシュプル３６０の線形移動に対する負荷抵抗によって決定される。閾値は、ガラススライド２２０の端面に加えたときにガラススライドを損傷または破損させるのに要する力よりもわずかに低く設定される。一実施形態では、モーター３５０の負荷抵抗フィードバック値は、注意深く監視され、移動の開始から所定の距離内で閾値と比較される（例えば、モーターステップカウントまたは時間によって決定される）。なぜなら、ストール状況の可能性がこの所定の距離内で増加するからである。回復ルーチンでは、ガラススライド２２０をスライドラックに引き戻すこと、ガラススライド２２０をステージ３７０に押し戻すこと、ステージ３７０を前後もしくは左右に移動させること、またはスライドラック２８０を上下に移動させることのうちの任意の組み合わせが採用されてもよい。

図７は、本発明の一実施形態による、ガラススライド２２０を運ぶステージ３７０装置を駆動する例示的なＸ－Ｙモーター４００を示す上面図である。図示の実施形態では、ガラススライド２２０は、ステージ３７０上で位置決めされ、ステージは、スライド２２０を受け取り、走査し、スライドラックに取り替えるときにＸ－Ｙ方向に移動する。モーター４００の負荷抵抗フィードバック値は、ステージ３７０のＸまたはＹ方向の線形運動に対する負荷抵抗によって決定される。第１の閾値は、ＸまたはＹ方向に移動する際にガラススライド２２０の側面に加えられたときにガラススライドを損傷または破損させるのに要する力よりもわずかに低く設定され、第２の閾値は、他方のＸまたはＹ方向に移動する際にガラススライド２２０の端面に加えられたときにガラススライドを損傷または破損させるのに要する力よりもわずかに低く設定される。回復ルーチンでは、ガラススライド２２０をスライドラックに引き戻すこと、ガラススライド２２０をステージ３７０に押し戻すこと、ステージ３７０を前後もしくは左右に移動させること、またはスライドラック２８０を上下に移動させることのうちの任意の組み合わせが採用されてもよい。

図８は、本発明の一実施形態による対物レンズ装置を駆動する例示的なＺモーター４５０を示す斜視背面図である。動作中に、ガラススライドは、ガラススライド上の標本の走査において、拡大に使用される対物レンズの下方のステージ上で位置決めされる。図示の実施形態では、Ｚモーター４５０は、マウント４５５の背面に位置決めされ、対物レンズをＺ方向で上下に移動させ、ステージ上のガラススライドに向かう方向およびガラススライドから離れる方向に移動させるように構成されている。モーター４５０の負荷抵抗フィードバック値は、対物レンズ４７０の線形運動に対する負荷抵抗によって決定される。閾値は、ガラススライドの上面に加えられたときにガラススライドを損傷または破損させるのに要する力よりもわずかに低く設定される。回復ルーチンでは、対物レンズをＺ軸で上下に移動させること、またはステージを前後もしくは左右に移動させることのうちの任意の組み合わせが採用されてもよい。

図９は、本発明の一実施形態による、Ｚモーターによって駆動される例示的な対物レンズ装置４６０を示す斜視正面図である。動作中に、ガラススライドは、ガラススライド上の標本の走査において、拡大に使用される対物レンズ４７０の下方のステージ上で位置決めされる。図示の実施形態では、対物レンズ装置４６０は、Ｚモーター４５０の反対側のマウントの側方に固定される。対物レンズ装置４６０は、対物レンズ４７０、ブラケット４８０、およびエンコーダ４９０を含む。ブラケット４８０は、対物レンズ４７０を固定位置に固定し、Ｚモーター４５０によってＺ方向に移動されるように構成されている。位置エンコーダ４９０は、対物レンズの位置を決定するように構成されている。上記のように、Ｚモーター４５０は、対物レンズをステージ上のガラススライドに向かう方向またはガラススライドから離れる方向に移動させるように構成されている。モーター４５０の負荷抵抗フィードバック値は、対物レンズ４７０の線形運動に対する負荷抵抗によって決定される。閾値は、ガラススライドの上面に加えられたときにガラススライドを損傷または破損させるのに要する力よりもわずかに低く設定される。回復ルーチンでは、対物レンズをＺ軸で上下に移動させること、またはステージを前後もしくは左右に移動させることのうちの任意の組み合わせが採用されてもよい。

例示的な実施形態
一実施形態では、デジタル病理学装置は、モーターを含み、該モーターは、自動化されたプロセス中にガラススライドを移動させ、ガラススライドを移動させるときに負荷抵抗フィードバック値を生成するように構成されている。この装置は、１つ以上のプロセッサも含み、該１つ以上のプロセッサは、自動化プロセス中にガラススライドを移動させるようにモーターを制御し、自動化されたプロセスの開始後、負荷抵抗フィードバック値を受信し、この負荷抵抗フィードバック値を予め定められた閾値と比較し、負荷抵抗フィードバック値が予め定められた閾値を超えたことの決定に応じて、ガラススライドの移動を停止するようにモーターを制御するように構成されている。

この実施形態では、自動化されたプロセスは、ガラススライドをスライドラックから走査ステージ上に移動させるステップ、ガラススライドを走査ステージからスライドラックに移動させるステップ、１つ以上のガラススライドを格納する１つ以上のスライドラックを含むカルーセルを回転させるステップ、スライドラックをスライドラックカルーセルから抜き取るステップ、スライドラックをスライドラックカルーセルに挿入するステップ、スライドラックを走査ステージレベルまで持ち上げるステップ、スライドラックを把持するステップ、およびガラススライドを走査するステップのうちの１つであってよい。

この実施形態では、予め定められた閾値は、ガラススライドを破損させる圧力よりも低い圧力に対応し得る。ガラススライドを破損させる圧力は、上面または下面に加えられる圧力や縁部面に加えられる圧力に対応し得る。ここで、縁部面は、短い縁部面（端面）、あるいは縁部面は、長い縁部面（側面）である。

この実施形態では、予め定められた閾値は、一対のグリッパーフィンガーの把持部からスライドラックを引き抜くのに要する力よりも小さい力に対応し得る。

この実施形態では、モーターは、ステップモーターであってよく、予め定められた閾値は、モーターにステップをスキップさせるのに要する力よりも小さい力に対応し得る。

一実施形態では、方法は、自動化されたプロセス中にガラススライドを移動させるようにモーターを制御するために１つ以上のプロセッサを使用するステップと、ガラススライドの移動中に、モーターからの負荷抵抗値を決定するために１つ以上のプロセッサを使用するステップと、負荷抵抗値を、予め定められた閾値と比較するために１つ以上のプロセッサを使用するステップと、負荷抵抗値が予め定められた閾値を超えたことの決定に応じて、ガラススライドの移動を停止するようにモーターを制御するために１つ以上のプロセッサを使用するステップと、を含む。

この方法では、自動化されたプロセスは、ガラススライドをスライドラックから走査ステージ上に移動させるステップ、ガラススライドを走査ステージからスライドラックに移動させるステップ、１つ以上のガラススライドを格納する１つ以上のスライドラックを含むカルーセルを回転させるステップ、スライドラックをスライドラックカルーセルから取り外すステップ、スライドラックをスライドラックカルーセルにおいて取り替えるステップ、スライドラックを走査ステージレベルまで持ち上げるステップ、スライドラックを把持するステップ、およびガラススライドを走査するステップのうちの１つであってよい。

この方法では、予め定められた閾値は、ガラススライドを破損させる圧力よりも低い圧力に対応し得る。ガラススライドを破損させる圧力は、上面または下面に加えられる圧力や縁部面に加えられる圧力に対応し得る。ここで、縁部面は、短い縁部面（端面）、あるいは縁部面は、長い縁部面（側面）である。

この方法では、予め定められた閾値は、一対のグリッパーフィンガーの把持部からスライドラックを引き抜くのに要する力よりも小さい力に対応し得る。

この方法では、モーターは、ステップモーターであってよく、予め定められた閾値は、モーターにステップをスキップさせるのに要する力よりも小さい力に対応し得る。

一実施形態では、デジタルスライド走査装置は、複数のモーターを含み、各モーターは、自動化されたプロセス中に１つ以上の部品の移動を駆動し、移動を駆動するときに負荷抵抗値を生成するように構成されている。この装置は、１つ以上のプロセッサも含み、該１つ以上のプロセッサは、複数のモーターの各々毎に予め定められた閾値抵抗値を設定するように構成されており、ここで、少なくとも２つの予め定められた抵抗値は等しくない。１つ以上のプロセッサは、第１の自動化されたプロセス中に移動を駆動するように複数のモーターのうちの第１のモーターを制御し、第１の自動化されたプロセスの開始後、第１のモーターによって生成された第１の負荷抵抗値を監視し、第１の負荷抵抗値を、第１のモーターに対応する第１の予め定められた閾値抵抗値と比較し、第１の負荷抵抗値が第１の予め定められた閾値抵抗値を超えたことの決定に応じて、移動の駆動を停止するように第１のモーターを制御するようにも構成されている。１つ以上のプロセッサは、さらに、第２の自動化されたプロセス中に移動を駆動するように複数のモーターのうちの第２のモーターを制御し、第２の自動化されたプロセスの開始後、第２のモーターによって生成された第２の負荷抵抗値を監視し、第２の負荷抵抗値を、第２のモーターに対応する第２の予め定められた閾値抵抗値と比較し、第２の負荷抵抗値が第２の予め定められた閾値抵抗値を超えたことの決定に応じて、移動の駆動を停止するように第２のモーターを制御するように構成されている。

図１０Ａは、本明細書に記載の様々な実施形態と関連して使用されてよい例示的なプロセッサ使用可能デバイス５５０を示すブロック図である。このデバイス５５０の代替的な形態が当業者によって理解されるように使用されてもよい。図示の実施形態では、デバイス５５０は、１つ以上のプロセッサ５５５、１つ以上のメモリ５６５、１つ以上のモーションコントローラ５７０、１つ以上のインタフェースシステム５７５、１つ以上の試料５９０を有する１つ以上のガラススライド５８５をそれぞれが支持する１つ以上の可動ステージ５８０、試料を照明する１つ以上の照明システム５９５、光軸に沿って進む光路６０５をそれぞれ定める１つ以上の対物レンズ６００、１つ以上の対物レンズポジショナ６３０、１つ以上の任意選択の落射照明システム６３５（例えば、蛍光スキャナシステムに含まれる）、１つ以上の集束光学系６１０、１つ以上のライン走査カメラ６１５、および／または１つ以上の領域走査カメラ６２０を含み、それぞれは、試料５９０および／またはガラススライド５８５上で別個の視野６２５を画定するデジタル撮像デバイス（本明細書では、スキャナシステムまたは走査システムとも称される）として提示される。スキャナシステム５５０の様々な要素は、１つ以上の通信バス５６０を介して通信可能に連結される。スキャナシステム５５０の様々な要素のそれぞれが１つ以上であってもよいが、以下の説明では簡単化のために、これらの要素は、複数形での説明が適切な情報伝達のために必要である場合を除いて、単数形で説明する。

１つ以上のプロセッサ５５５は、例えば、命令を並列処理可能な中央処理ユニット（「ＣＰＵ」）および別個のグラフィック処理ユニット（「ＧＰＵ」）を含むことができ、あるいは１つ以上のプロセッサ５５５は、命令を並列処理可能なマルチコアプロセッサを含むことができる。付加的に、別個のプロセッサが、特定のコンポーネントを制御するために、または画像処理などの特定の機能を実行するために提供されてもよい。例えば、付加的なプロセッサは、データ入力を管理する補助プロセッサ、数学的浮動小数点演算を実行する補助プロセッサ、信号処理アルゴリズムの高速実行に適切なアーキテクチャを有する専用プロセッサ（例えば、デジタル信号プロセッサ）、メインプロセッサに従属するスレーブプロセッサ（例えば、バックエンドプロセッサ）、ライン走査カメラ６１５、ステージ５８０、対物レンズ６００、および／またはディスプレイ（図示せず）を制御する追加のプロセッサを含むことができる。そのような付加的なプロセッサは、別個の離散的なプロセッサであってもよく、あるいはプロセッサ５５５と統合されてもよい。１つの実施形態では、プロセッサは、走査ステージの移動を制御し、センサ対の起動を制御するように構成されている。プロセッサは、状況に応じて適宜、センサ対からの信号を受信および分析してガラススライドもしくはステージの有無を決定するようにも構成されている。１つの実施形態では、プロセッサは、ステージを制御し、ガラススライドの不適切な位置が決定された場合には移動を停止するように構成されている。

メモリ５６５は、プロセッサ５５５によって実行可能なプログラムのためのデータおよび命令の記憶装置を提供する。メモリ５６５は、データおよび命令を記憶する１つ以上の揮発性で永続的なコンピュータ可読記憶媒体、例えば、ランダムアクセスメモリ、リードオンリメモリ、ハードディスクドライブ、および着脱可能記憶ドライブ等を含むことができる。プロセッサ５５５は、メモリ５６５に記憶された命令を実行し、スキャナシステム５５０の全体的な機能を実行するために、通信バス５６０を介してスキャナシステム５５０の様々な要素と通信するように構成されている。

１つ以上の通信バス５６０は、アナログ電気信号を伝達するように構成された通信バス５６０、ならびにデジタルデータを伝達するように構成された通信バス５６０を含むことができる。したがって、１つ以上の通信バス５６０を介するプロセッサ５５５、モーションコントローラ５７０、および／またはインタフェースシステム５７５からの通信は、電気信号とデジタルデータの両方を含むことができる。プロセッサ５５５、モーションコントローラ５７０、および／またはインタフェースシステム５７５はさらに、無線通信リンクを介して、走査システム５５０の様々な要素のうちの１つ以上と通信するように構成されてもよい。

モーション制御システム０は、ステージ５８０および対物レンズ６００のＸＹＺ方向の移動を（例えば対物レンズポジショナ６３０を介して）正確に制御および調整するように構成されている。モーション制御システム５７０は、スキャナシステム５５０におけるいずれか他の移動部分の移動を制御するようにも構成されている。例えば、蛍光スキャナの実施形態では、モーション制御システム５７０は、落射照明システム６３５における光学フィルタなどの移動を調整するように構成されている。

インタフェースシステム５７５は、スキャナシステム５５０を他のシステムや操作者と結び付けることを可能にする。例えば、インタフェースシステム５７５は、操作者に情報を直接提供し、かつ／または操作者からの直接入力を可能にするユーザインタフェースを含むことができる。インタフェースシステム５７５は、走査システム５５０と、直接接続された１つ以上の外部デバイス（例えば、プリンタ、着脱可能記憶媒体）またはネットワーク（図示せず）を介してスキャナシステム５５０に接続された画像サーバシステム、操作者ステーション、ユーザステーション、および管理サーバシステムなどの外部デバイスとの間の通信およびデータ転送を促進するようにも構成されている。

照明システム５９５は、試料５９０の一部を照明するように構成されている。照明システムは、例えば、光源および照明光学系を含むことができる。光源は、光出力を最大化する凹型反射ミラーと熱を抑制するＫＧ－１フィルタとを有する可変強度のハロゲン光源であってもよい。光源は、いずれかのタイプのアークランプ、レーザ、または他の光源であってもよい。１つの実施形態では、照明システム５９５は、透過モードにおいて試料５９０を照明し、それによって、ライン走査カメラ６１５および／または領域走査カメラ６２０は、試料５９０を通じて伝送された光エネルギを感知する。代替的に、または組み合わせで、照明システム５９５は、反射モードにおいて試料５９０を照明するように構成されてもよく、それによって、ライン走査カメラ６１５および／または領域走査カメラ６２０は、試料５９０から反射した光エネルギを感知する。照明システム５９５は、光学顕微鏡検査のいずれかの既知のモードにおいて顕微鏡試料５９０を調べるのに適切となるように構成される。

１つの実施形態では、スキャナシステム５５０は、任意選択的に、蛍光走査のためにスキャナシステム５５０を最適化する落射照明システム６３５を含む。蛍光走査とは、蛍光分子を含む試料５９０の走査であり、蛍光分子とは、特定の波長（励起）において光を吸収することができる光子感応性分子である。これらの光子感応性分子は、より高い波長で光を放出する（放射）。このフォトルミネセンス現象の効率は非常に低いため、放出光の量も非常に少なくなることが多い。この少量の放出光は、典型的には、試料５９０を走査およびデジタル化するための従来の技術（例えば、透過モード顕微鏡検査）をはばむ。有利には、スキャナシステム５５０の任意選択的な蛍光スキャナシステムの実施形態では、複数の線形センサアレイを含むライン走査カメラ６１５（例えば、時間遅延積分（「ＴＤＩ」）ライン走査カメラ）の使用は、ライン走査カメラ６１５の複数の線形センサアレイのそれぞれに試料５９０の同一の領域を暴露することによって、ライン走査カメラの光への感度を増大させる。これは、特に、少量の放出光によってわずかな蛍光試料を走査するときに有用である。

したがって、蛍光スキャナシステムの実施形態では、ライン走査カメラ６１５は、好適には、モノクロＴＤＩライン走査カメラである。有利には、モノクロ画像は、それらが、試料上に存在する様々なチャネルからの実信号のより正確な表現を提供するため、蛍光顕微鏡検査においては理想的である。当業者には理解されるように、蛍光試料５９０は、「チャネル」とも称される、異なる波長で光を放出する複数の蛍光染料によりラベリングすることができる。

さらに、様々な蛍光試料のローエンドおよびハイエンドの信号レベルは、ライン走査カメラ６１５が感知するための広い波長スペクトルを提示するため、ライン走査カメラ６１５が感知できるローエンドおよびハイエンドの信号レベルも同様に広いことが望ましい。したがって、蛍光スキャナの実施形態では、蛍光走査システム５５０に使用されるライン走査カメラ６１５は、モノクロの１０ビット６４個の線形アレイＴＤＩライン走査カメラである。ライン走査カメラ６１５についての様々なビット深度が走査システム５５０の蛍光スキャナの実施形態に使用するために採用することができることに留意されるべきである。

可動ステージ５８０は、プロセッサ５５５またはモーションコントローラ５７０の制御下で正確なＸＹ方向の移動のために構成されている。可動ステージは、プロセッサ５５５またはモーションコントローラ５７０の制御下でＺ方向の移動のために構成されてもよい。可動ステージは、ライン走査カメラ６１５および／または領域走査カメラによる画像データの捕捉中に、所期の位置に試料を位置決めするように構成されている。可動ステージは、走査方向において実質的に一定の速度に試料５９０を加速し、次いで、ライン走査カメラ６１５による画像データの捕捉中に、実質的に一定の速度を維持するようにも構成されている。１つの実施形態では、スキャナシステム５５０は、可動ステージ５８０上での試料５９０の配置を支援する高精度かつ密に調整されたＸ－Ｙ格子を採用することができる。１つの実施形態では、可動ステージ５８０は、Ｘ軸とＹ軸の両方に採用される高精度エンコーダを有する線形モーターに基づくＸＹステージである。例えば、非常に正確なナノメートルエンコーダは、走査方向における軸上で、および走査方向と同一平面上で走査方向に垂直な方向における軸上で、かつ使用することができる。ステージは、試料５９０がその上に配置されるガラススライド５８５を支持するようにも構成されている。

試料５９０は、光学顕微鏡検査によって調べられてよい任意のものとすることができる。例えば、ガラス顕微鏡スライド５８５は、組織および細胞、染色体、ＤＮＡ、タンパク質、血液、骨髄、尿、バクテリア、気泡、生検材料を含むか、あるいは死んでいるもしくは生きている、着色されたもしくは着色されていない、ラベリングされたもしくはラベリングされていない任意の他のタイプの生物材料を含む標本用の観察基板として頻繁に使用される。試料５９０は、マイクロアレイとして一般的に公知の任意の試料ならびにすべての試料を含む、任意のタイプのスライドまたは他の基板上に配置されるｃＤＮＡもしくはＲＮＡもしくはプロテインなどの任意のタイプのＤＮＡもしくはＤＮＡ関連材料のアレイであってもよい。試料５９０は、マイクロタイタープレート、（例えば、９６ウェルプレート）であってもよい。試料５９０の他の例は、集積回路基板、電気泳動レコード、ペトリ皿、フィルム、半導体材料、法医学材料、または機械加工部品を含む。

対物レンズ６００は、対物レンズポジショナ６３０上に取り付けられ、この対物レンズポジショナ６３０は、１つの実施形態では、対物レンズ６００によって画定される光軸に沿って対物レンズ６００を移動させる非常に正確な線形モーターを採用してもよい。例えば、対物レンズポジショナ６３０の線形モーターは、５０ナノメートルのエンコーダを含むことができる。Ｘ，Ｙ，Ｚ軸におけるステージ５８０および対物レンズ６００の相対的な位置は、走査システム５５０の全体的な操作のためのコンピュータ実行可能にプログラミングされたステップを含む情報および命令を記憶するためのメモリ５６５を採用するプロセッサ５５５の制御下で、モーションコントローラ５７０を使用して閉ループ方式で調整および制御される。

１つの実施形態では、対物レンズ６００は、望ましい最高空間分解能に対応する開口数を有する平面アポクロマート（「ＡＰＯ」）無限補正対物レンズであり、ここで、対物レンズ６００は、透過モード照明顕微鏡検査、反射モード照明顕微鏡検査、および／または落射照明モード蛍光顕微鏡検査（例えば、Ｏｌｙｍｐｕｓ ４０Ｘ、０．７５ＮＡもしくは２０Ｘ、０．７５ＮＡ）に適切である。有利には、対物レンズ６００は、色収差および球面収差に対する補正が可能である。対物レンズ６００は無限補正のために、集束光学系６１０は、対物レンズ６００上方の光路６０５内に配置することができ、ここで、対物レンズを透過する光ビームは平行光ビームとなる。集束光学系６１０は、対物レンズ６００によって捕捉された光信号を、ライン走査カメラ６１５および／または領域走査カメラ６２０の光応答要素に集束させ、フィルタ、変倍レンズなどの光学コンポーネントを含むことができる。集束光学系６１０と組み合わされた対物レンズ６００は、走査システム５５０のための全倍率を提供する。１つの実施形態では、集束光学系６１０は、チューブレンズおよび任意選択的な２Ｘの倍率変換器を含むことができる。有利には、この２Ｘの倍率変換器は、本来２０Ｘの対物レンズ６００が４０Ｘの倍率で試料５９０を走査することを可能にする。

ライン走査カメラ６１５は、画像素子（「画素」）の少なくとも１つの線形アレイを含む。ライン走査カメラは、モノクロまたはカラーであってよい。カラーライン走査カメラは、典型的には、少なくとも３つの線形アレイを有し、一方、モノクロライン走査カメラは、単一の線形アレイまたは複数の線形アレイを有することができる。カメラの一部としてパッケージ化されているか、または撮像電子モジュールにカスタム統合されているかに関わらず、任意のタイプの単一もしくは複数の線形アレイを使用することもできる。例えば、３つの線形アレイ（「赤－緑－青」すなわち「ＲＧＢ」）カラーライン走査カメラまたは９６個の線形アレイモノクロＴＤＩが使用されてもよい。ＴＤＩライン走査カメラは、典型的には、先に撮像された標本領域からの強度データを加算することによって、出力信号における実質的により良好な信号対雑音比（「ＳＮＲ」）を提供し、積分ステージの数の平方根に比例したＳＮＲの増加をもたらす。ＴＤＩライン走査カメラは、複数の線形アレイを含み、例えば、２４個、３２個、４８個、６４個、９６個、またはそれよりも多い線形アレイを有するＴＤＩライン走査カメラが入手可能である。スキャナシステム５５０も、５１２個の画素を有するもの、１０２４個の画素を有するもの、および４０９６個もの画素を有するその他のものを含めて様々なフォーマットで製造された線形アレイをサポートしている。同様に、様々な画素サイズを有する線形アレイも、スキャナシステム５５０において使用することができる。任意のタイプのライン走査カメラ６１５を選択するための主な要件は、ステージ５８０の移動が、ライン走査カメラ６１５のライン速度と同期できることであり、それによって、ステージ５８０は、試料５９０のデジタル画像の捕捉中に、ライン走査カメラ６１５に対して移動させることができる。

ライン走査カメラ６１５によって生成された画像データは、メモリ５６５の一部に記憶され、試料５９０の少なくとも一部の連続するデジタル画像を生成するためにプロセッサ５５５によって処理される。この連続するデジタル画像は、プロセッサ５５５によってさらに処理することができ、改正された連続するデジタル画像もメモリ５６５に記憶することができる。

２つ以上のライン走査カメラ６１５を有する実施形態では、ライン走査カメラ６１５のうちの少なくとも１つは、撮像センサとして機能するように構成されたライン走査カメラ６１５のうちの少なくとも１つとの組み合わせで動作する集束センサとして機能するように構成することができる。集束センサは、撮像センサと同一の光軸上に論理的に位置決めすることができ、または集束センサは、スキャナシステム５５０の走査方向に関して撮像センサの上流側もしくは下流側に論理的に位置決めしてもよい。集束センサとして機能する少なくとも１つのライン走査カメラ６１５を有するそのような実施形態では、集束センサによって生成された画像データは、メモリ５６５の一部に記憶され、スキャナシステム５５０が試料５９０と対物レンズ６００との間の相対的な距離を調節して、走査中に試料上の焦点を維持することを可能にする集束情報を生成するように１つ以上のプロセッサ５５５によって処理される。付加的に、１つの実施形態では、集束センサとして機能する少なくとも１つのライン走査カメラ６１５は、集束センサの複数の個々の画素のそれぞれが光路６０５に沿って異なる論理高さで位置決めされるように配向されてよい。

動作中、スキャナシステム５５０の様々なコンポーネントおよびメモリ５６５に記憶されたプログラミングされたモジュールは、ガラススライド５８５上に配置された試料５９０の自動走査およびデジタル化を可能にする。ガラススライド５８５は、試料５９０を走査するためのスキャナシステム５５０の可動ステージ５８０上に固定して配置される。プロセッサ５５５の制御下で、可動ステージ５８０は、ライン走査カメラ６１５による感知のために実質的に一定の速度まで試料５９０を加速させ、ここで、ステージの速度は、ライン走査カメラ６１５のライン速度と同期される。画像データのストライプを走査した後、可動ステージ５８０は、試料を減速させ、実質的に完全に停止させる。次いで、可動ステージ５８０は、走査方向に直交して移動し、画像データの後続のストライプ、例えば、隣接するストライプの走査のために試料５９０を位置決めする。付加的なストライプは、その後、試料５９０の一部分の全体または試料５９０全体が走査されるまで走査される。

例えば、試料５９０のデジタル走査中、試料５９０の連続するデジタル画像は、画像ストライプを形成するように共に組み合わされた複数の連続する視野として取得される。複数の隣接する画像ストライプも同様に、試料５９０の一部または全体の連続するデジタル画像を形成するように一緒に組み合わされる。試料５９０の走査は、垂直画像ストライプまたは水平画像ストライプを取得することを含むことができる。試料５９０の走査は、上方から下方、下方から上方、またはその両方（双方向）のいずれかであってよく、さらに試料上の任意のポイントから開始することができる。代替的に、試料５９０の走査は、左方から右方、右方から左方、またはその両方（双方向）のいずれかであってよく、さらに試料上の任意のポイントから開始することができる。付加的に、画像ストライプは、隣接方式または連続方式で取得される必要はない。さらに、結果としての試料５９０の画像は、試料５９０の全体の画像もしくは試料５９０の一部のみの画像であってもよい。

１つの実施形態では、コンピュータ実行可能命令（例えば、プログラミングされたモジュールおよびソフトウェア）がメモリ５６５に記憶され、実行されるときに、走査システム５５０が本明細書に記載の様々な機能を実行することを可能にする。本明細書では、用語「コンピュータ可読記憶媒体」は、プロセッサ５５５による実行のためのコンピュータ実行可能命令を記憶して走査システム５５０に提供するために使用される任意の媒体を指すものとして使用される。これらの媒体の例は、メモリ５６５や、例えばネットワーク（図示せず）を介して直接的または間接的のいずれかで走査システム５５０と通信可能に連結される任意の着脱可能媒体または外部記憶媒体（図示せず）を含む。

図１０Ｂは、電荷結合素子（「ＣＣＤ」）アレイとして実装されてよい、単一の線形アレイ６４０を有するライン走査カメラを示す。単一の線形アレイ６４０は、複数の個々の画素６４５を含む。図示の実施形態では、単一の線形アレイ６４０は、４０９６個の画素を有する。代替的な実施形態では、線形アレイ６４０は、さらに多くの画素またはさらに少ない画素を有することができる。例えば、一般のフォーマットの線形アレイは、５１２個、１０２４個、および４０９６個の画素を含む。画素６４５は、線形アレイ６４０についての視野６２５を画定するために直線状に配置される。視野のサイズは、スキャナシステム５５０の倍率に従って変化する。

図１０Ｃは、それぞれがＣＣＤアレイとして実装されてよい、３つの線形アレイを有するライン走査カメラを示す。３つの線形アレイは、カラーアレイ６５０を形成するように組み合わされる。１つの実施形態では、カラーアレイ６５０内のそれぞれ個々の線形アレイは、異なる色強度、例えば、赤色、緑色、または青色を検出する。カラーアレイ６５０内のそれぞれ個々の線形アレイからのカラー画像データは、カラー画像データの単一の視野６２５を形成するように組み合わされる。

図１０Ｄは、それぞれがＣＣＤアレイとして実装されてよい、複数の線形アレイを有するライン走査カメラを示す。複数の線形アレイは、ＴＤＩアレイ６５５を形成するように組み合わされる。有利には、ＴＤＩライン走査カメラは、先に撮像された標本領域からの強度データを加算することによって、その出力信号における実質的により良好なＳＮＲを提供することができ、線形アレイ（積分ステージとも称される）の数の平方根に比例したＳＮＲの増加をもたらす。ＴＤＩライン走査カメラは、より多くの様々な数の線形アレイを含むことができ、例えば、一般的なフォーマットのＴＤＩライン走査カメラは、２４個、３２個、４８個、６４個、９６個、１２０個、およびそれよりも多い線形アレイを含む。

開示された実施形態の上記説明は、いずれかの当業者が発明を作成または使用することを可能にするために提供される。これらの実施形態に対する様々な補正は、当業者にとって容易に明らかとなり、本明細書で説明した一般的な原理は、本発明の趣旨または範囲から逸脱することなく他の実施形態に適用することができる。したがって、本明細書で提示される説明および図面は、本発明の現時点で好適な実施形態を表し、ひいては本発明によって広く解釈される発明特定事項を表していることを理解されたい。さらに、本発明の範囲には、当業者にとってはわかりきった、したがって本発明の範囲を限定するものではない他の実施形態も完全に含まれることが理解されよう。

Claims (23)

1. デジタルスライド走査装置であって、
   前記デジタルスライド走査装置は、
   モーターを含み、前記モーターは、
   自動化されたプロセス中にガラススライドを移動させ、
   記ガラススライドを移動させるときに負荷抵抗値を生成するように構成されており、
   前記デジタルスライド走査装置は、
   １つ以上のプロセッサを含み、前記１つ以上のプロセッサは、
   予め定められた閾値抵抗値を設定し、
   前記自動化されたプロセス中に前記ガラススライドを移動させるように前記モーターを制御し、
   前記自動化されたプロセスの開始後、前記負荷抵抗値を監視し、
   前記負荷抵抗値を、前記予め定められた閾値抵抗値と比較し、
   前記負荷抵抗値が前記予め定められた閾値抵抗値を超えたことの決定に応じて、前記ガラススライドの移動を停止するように前記モーターを制御する、
   ように構成されている、
   デジタルスライド走査装置。
2. 前記自動化されたプロセスは、
   前記ガラススライドをスライドラックから走査ステージ上に移動させるステップと、
   前記ガラススライドを前記走査ステージから前記スライドラックに移動させるステップと、
   １つ以上のガラススライドを格納する１つ以上のスライドラックを含むカルーセルを回転させるステップと、
   のうちの１つである、
   請求項１記載のデジタルスライド走査装置。
3. 前記予め定められた閾値抵抗値は、ガラススライドを破損させる圧力よりも低い圧力に対応する、
   請求項２記載のデジタルスライド走査装置。
4. ガラススライドを破損させる前記圧力は、上面または下面に加えられる圧力に対応する、
   請求項３記載のデジタルスライド走査装置。
5. ガラススライドを破損させる前記圧力は、縁部面に加えられる圧力に対応する、
   請求項３記載のデジタルスライド走査装置。
6. 前記縁部面は、端面である、
   請求項５記載のデジタルスライド走査装置。
7. 前記縁部面は、側面である、
   請求項５記載のデジタルスライド走査装置。
8. 前記自動化されたプロセスは、
   スライドラックをカルーセルから抜き取るステップと、
   スライドラックを前記カルーセルに挿入するステップと、
   のうちの１つである、
   請求項１記載のデジタルスライド走査装置。
9. 前記予め定められた閾値抵抗値は、一対のグリッパーフィンガーの把持部から前記スライドラックを引き抜くのに要する力よりも小さい力に対応する、
   請求項８記載のデジタルスライド走査装置。
10. 前記自動化されたプロセスは、スライドラックを把持するステップである、
    請求項１記載のデジタルスライド走査装置。
11. 前記モーターは、ステップモーターであり、前記予め定められた閾値抵抗値は、前記モーターにステップをスキップさせるのに要する力よりも小さい力に対応する、
    請求項８記載のデジタルスライド走査装置。
12. 自動化されたプロセス中にガラススライドを移動させるようにモーターを制御するために１つ以上のプロセッサを使用するステップと、
    前記ガラススライドの移動中に、前記モーターの負荷抵抗値を決定するために前記１つ以上のプロセッサを使用するステップと、
    前記負荷抵抗値を、予め定められた閾値抵抗値と比較するために前記１つ以上のプロセッサを使用するステップと、
    前記負荷抵抗値が前記予め定められた閾値抵抗値を超えたことの決定に応じて、前記ガラススライドの移動を停止するように前記モーターを制御するために前記１つ以上のプロセッサを使用するステップと、
    を含む方法。
13. 前記自動化されたプロセスは、
    前記ガラススライドをスライドラックから走査ステージ上に移動させるステップと、
    前記ガラススライドを前記走査ステージから前記スライドラックに移動させるステップと、
    １つ以上のガラススライドを格納する１つ以上のスライドラックを含むカルーセルを回転させるステップと、
    のうちの１つである、
    請求項１２記載の方法。
14. 前記予め定められた閾値抵抗値は、ガラススライドを破損させる圧力よりも低い圧力に対応する、
    請求項１３記載の方法。
15. ガラススライドを破損させる前記圧力は、上面または下面に加えられる圧力に対応する、
    請求項１４記載の方法。
16. ガラススライドを破損させる前記圧力は、縁部面に加えられる圧力に対応する、
    請求項１４記載の方法。
17. 前記縁部面は、端面である、
    請求項１６記載の方法。
18. 前記縁部面は、側面である、
    請求項１６記載の方法。
19. 前記自動化されたプロセスは、
    スライドラックをカルーセルから抜き取るステップと、
    スライドラックを前記カルーセルに挿入するステップと、
    のうちの１つである、
    請求項１２記載の方法。
20. 前記予め定められた閾値は、一対のグリッパーフィンガーの把持部からスライドラックを引き抜くのに要する力よりも小さい力に対応する、
    請求項１９記載の方法。
21. 前記自動化されたプロセスは、スライドラックを把持するステップである、
    請求項１２記載の方法。
22. 前記モーターは、ステップモーターであり、前記予め定められた閾値抵抗値は、前記モーターにステップをスキップさせるのに要する力よりも小さい力に対応する、
    請求項２０記載の方法。
23. デジタルスライド走査装置であって、前記デジタルスライド走査装置は、
    複数のモーターを含み、前記各モーターは、
    自動化されたプロセス中に１つ以上の部品の移動を駆動し、
    移動を駆動するときに負荷抵抗値を生成するように構成され、
    前記デジタルスライド走査装置は、１つ以上のプロセッサを含み、
    前記１つ以上のプロセッサは、
    前記複数のモーターの各々毎に予め定められた閾値抵抗値を設定し、ここで、少なくとも２つの予め定められた抵抗値は等しくなく、
    第１の自動化されたプロセス中に移動を駆動するように前記複数のモーターのうちの第１のモーターを制御し、
    第１の自動化されたプロセスの開始後、前記第１のモーターによって生成された第１の負荷抵抗値を監視し、
    前記第１の負荷抵抗値を、前記第１のモーターに対応する第１の予め定められた閾値抵抗値と比較し、
    前記第１の負荷抵抗値が前記第１の予め定められた閾値抵抗値を超えたことの決定に応じて、移動の駆動を停止するように前記第１のモーターを制御し、
    第２の自動化されたプロセス中に移動を駆動するように前記複数のモーターのうちの第２のモーターを制御し、
    第２の自動化されたプロセスの開始後、前記第２のモーターによって生成された第２の負荷抵抗値を監視し、
    前記第２の負荷抵抗値を、前記第２のモーターに対応する第２の予め定められた閾値抵抗値と比較し、
    前記第２の負荷抵抗値が前記第２の予め定められた閾値抵抗値を超えたことの決定に応じて、移動の駆動を停止するように前記第２のモーターを制御する、
    ように構成されている、
    デジタルスライド走査装置。

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