成像系统和技术技术方案

用于光学扫描显微镜和/或其它适当成像系统的系统和技术包括用于扫描并收集设置在载玻片上的组织样本和/或其它对象的聚焦图像的组件。本文所述调焦系统提供了在捕获快照时确定用于每个快照的最佳焦点，可以将其称为“即时调焦”。本文提供的设备和技术导致形成病理载玻片中的区域的数字图像所需的时间的显著减少并以高吞吐量提供样品的高质量数字图像的产生。

【技术实现步骤摘要】
成像系统和技术本申请是于2012年4月19日进入中国国家阶段的申请号为201080047161.6且专利技术名称为“成像系统和技术”的中国专利技术专利申请的分案申请。相关申请本申请要求2010年7月23日提交的题为“On-the-FlyFocusingSensor”的美国临时申请号61/367,341；2010年1月28日提交的题为“SlideCachinginaSlideScanningMicroscope”的美国临时申请号61/299,231；2009年11月13日提交的题为“ScanningMicroscopeSlideStage”的美国临时申请号61/261,251；2009年10月29日提交的题为“HighSpeedSlideScanningSystemforDigitalPathology”的美国临时申请号61/256,228；以及2009年10月19日提交的题为“On-the-FlyFocusingSystemsandTechniquesforScanningMicroscopes”的美国临时申请号61/252,995的优先权，其全部被通过引用结合到本文中。
本申请涉及成像领域且更特别地涉及用于获得和捕获图像的系统和技术。
技术介绍
指示疾病的细胞结构中的变化的分子成像标识仍是医疗科学中的更好地理解的关键。显微术应用适用于微生物学（例如革兰氏染色法等）、植物组织培养、动物细胞培养（例如相差显微术等）、分子生物学、免疫学（例如ELISA等）、细胞生物学（例如免疫荧光、染色体分析等）、共焦显微术、时移和活体细胞成像、连续和三维成像。在共焦显微术方面已经有进步，其已解开在细胞内发生的许多秘密，并且能够使用荧光标记来检测转录和转译水平变化。共焦方法的优点起因于通过样品依次地以高分辨率对各个光学部分进行成像的能力。然而，仍存在对用于病理组织的图像的数字处理的系统和方法（其以相对低的成本提供病理组织的准确分析）的需要。数字病理学中期望的目标是获得用于在短时间段内观看的高分辨率数字图像。病理学家用来通过显微镜的目镜观看载玻片的当前手动方法允许在检验染色细胞对比不染色细胞的细胞特性或计数时进行诊断。自动化方法是期望的，由此收集数字图像，在高分辨率监视器上观察且可以共享并存档以用于稍后使用。有利的是可以以高吞吐量并用高分辨率和高质量图像来高效地实现数字化过程。在常规虚拟显微镜系统中，成像技术可能产生在大部分图像上明显散焦的各个图像。常规成像系统对于由照相机拍摄的每个单独快照而言被局限于单焦距，因此，这些“视场”中的每一个在被扫描的对象样品不具有均匀表面时具有散焦的区域。在已在虚拟显微镜中采用的高放大倍率水平下，具有均匀表面的样品是极其稀少的。常规系统使用基于两步过程的预聚焦（focus）技术来解决高比例的散焦图像，该两步过程包括：1）在第一遍中确定布置在二维网格上的由n个图像帧分离的点阵列处的最佳焦点，所述二维网格被放置在组织切片的顶部上；以及2）在另一遍中，移动至每个焦点并获取图像帧。对于这些最佳焦点之间的点而言，焦点被内插。虽然此两步过程可以减少或者甚至消除散焦图像，但该过程导致获取拼接图像的速度的显著损失。因此，提供一种克服常规成像系统中固有的显著问题并以高吞吐量高效地提供聚焦的高质量图像的系统将是期望的。
技术实现思路
根据本文所述系统，一种用于获得样品的聚焦图像的设备包括被设置用于样品的检验的物镜。缓慢聚焦载物台（stage）被耦合到物镜，并且该缓慢聚焦载物台控制物镜的移动。抖动（dither）聚焦载物台包括抖动透镜，并且该抖动聚焦载物台使抖动透镜移动。聚焦传感器依照经由抖动透镜透射的光来提供聚焦信息。至少一个电气组件使用聚焦信息来确定度量和依照该度量的物镜的第一聚焦位置，其中，该电气组件向缓慢聚焦载物台发送位置信息以便使物镜移动至第一聚焦位置。图像传感器在物镜移动至第一聚焦位置之后捕获样品的图像。可以包括XY移动载物台，样品被设置在XY移动载物台上，并且其中该电气组件控制XY移动载物台的移动。可以用抖动透镜的运动对XY移动载物台的移动进行锁相。抖动聚焦载物台可以包括以平移运动移动抖动透镜的音圈致动弯曲组件。可以使抖动透镜以至少60Hz的谐振频率移动，并且其中，电气组件使用聚焦信息来每秒执行至少60次聚焦计算。可以将聚焦传感器和抖动聚焦载物台设置为双向地操作，其中，聚焦传感器产生关于谐振频率下的抖动透镜运动的正弦波形的上和下两部分的聚焦信息。度量可以包括对比度信息、锐度信息和/或色度信息。聚焦信息可以包括用于在样品的聚焦扫描期间使用的聚焦窗口的多个区的信息。电气组件可以控制XY移动载物台的移动，并且其中，在确定XY移动载物台的速度时使用来自所述多个区的至少一部分的信息。可以使聚焦传感器的视场相对于图像传感器的视场倾斜。进一步根据本文所述系统，提供了一种用于获得样品的聚焦图像的方法。该方法包括控制针对样品的检验设置的物镜的移动。控制抖动透镜的运动并依照经由抖动透镜透射的光来提供聚焦信息。该聚焦信息被用来确定度量并依照该度量来确定物镜的第一聚焦位置。发送被用来使物镜移动至第一聚焦位置的位置信息。可以将第一聚焦位置确定为最佳聚焦位置，并且该方法还可以包括在物镜移动至最佳聚焦位置之后捕获样品的图像。可以以至少60Hz的谐振频率来移动抖动透镜，并且可以每秒执行至少60次聚焦计算。度量可以包括锐度信息、对比度信息和/或色度信息。聚焦信息可以包括用于在样品的聚焦扫描期间使用的聚焦窗口的多个区的信息。可以控制样品被设置在其上面的XY移动载物台的移动，并且可以在确定XY移动载物台的速度时使用来自所述多个区的至少一部分的信息。可以控制XY移动载物台的移动以提供样品的向前和向后平移扫描。进一步根据本文所述系统，一种用于获得样品的图像的方法包括建立标称聚焦面。将样品放置在具有关联的x和y坐标的起始位置处。在所述样品上的单次遍历中执行第一处理。第一处理包括针对多个点中的每一个使用抖动透镜来确定聚焦位置并针对所述多个点中的每一个依照所述聚焦位置来获取帧。进一步根据本文所述系统，一种计算机可读介质，包括存储在其上面以便根据上述步骤中的任何一个来获得样品的聚焦图像的代码。此外，一种计算机可读介质可以包括存储在其上面以便执行下述过程中的任何一个或多个的代码。进一步根据本文所述系统，一种用于显微镜载物台的设备包括移动载物台块和引导移动载物台块的基座块。基座块包括基本上扁平的第一块和具有三角形状的第二块，其中，第一块和第二块沿着平移方向引导移动载物台块。可以将第一块和第二块支撑在底板上的提高凸台上。第一块和第二块可以由玻璃制成。可以在移动载物台块上设置接触第一块和第二块的多个按钮元件，并且该按钮元件可以允许移动载物台块仅沿着平移方向的运动。该按钮元件可以是球状的且由热塑塑料制成。可以将所述多个按钮元件中的至少两个布置为在第二块的三角形状的每一侧彼此面对，并且其中，所述多个按钮元件的至少一个按钮在其扁平面上接触第一块。移动载物台块上的所述多个按钮元件的位置可以形成三角形。所述多个按钮元件中的每一个可以在载物台运动期间承载相等重量。可以将移动载物台块（block）成形为在由所述多个按钮元件的位置形成的三角形的质心处具有重心。可以提供悬本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于载玻片扫描的设备，包括：可旋转托盘；设置在所述可旋转托盘中的至少一个凹进处，其中，所述至少一个凹进处的尺寸被确定为容纳载玻片，并且其中，作为可旋转托盘的旋转的结果所述至少一个凹进处使所述载玻片稳定在扫描位置上；其中，所述至少一个凹进处包括使所述载玻片稳定的多个突出体。

【技术特征摘要】
2009.10.19 US 61/252,995;2009.10.29 US 61/256,228;1.一种用于载玻片扫描的设备，包括：可旋转托盘；设置在所述可旋转托盘中的至少一个凹进处，其中，所述至少一个凹进处的尺寸被确定为容纳载玻片，并且其中，作为可旋转托盘的旋转的结果所述至少一个凹进处使所述载玻片稳定在扫描位置上；成像系统，其中，所述成像系统的至少一个组件沿着可旋转托盘的径向方向移动；其中，所述至少一个凹进处包括使所述载玻片稳定的多个突出体；其中，所述成像系统的至少一个组件与可旋转托盘的一个完整旋转相对应地沿着径向方向逐渐地移动，直到用于每个载玻片的整个感兴趣区域被成像为止，以及其中随着可旋转托盘旋转而针对用于每个载玻片的一行帧捕获图像，以及在可旋转托盘的一个完整旋转之后，增加所述成像系统的至少一个组件的径向位置以针对用于每个载玻片的另一行帧捕获图像。2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述至少一个凹进处包括设置在可旋转托盘的圆周环上的多个凹进处。3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述至少一个凹进处的尺寸被确定为容纳具有比载玻片的宽度更大的长度的载玻片，并且其中，所述载玻片的长度被定向于可旋转托盘的径向方向上。4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述至少一个凹进处的尺寸被确定为容...

【专利技术属性】
技术研发人员：GC洛尼，G斯塔克，C托德，B萨巴塔，
申请(专利权)人：文塔纳医疗系统公司，
类型：发明
国别省市：美国;US