一种宫颈细胞玻片数字诊断系统技术方案

本发明专利技术公开了一种宫颈细胞玻片数字诊断系统，其结构为：玻片更换机构，用于将宫颈细胞玻片从玻片存储盒中取出放置到低倍扫描成像器的成像区域，以及将宫颈细胞玻片从低倍扫描成像器移放至低倍扫描成像器的成像区域；低倍镜扫描成像机构，用于对玻片进行低分辨率地扫描成像；低倍镜图像分析模块，用于对低分辨率图像执行阴性和阳性的二分类；高倍镜扫描成像机构，用于对阳性玻片进行高分辨率地扫描成像；高倍镜图像分析模块用于对高分辨率图像判别宫颈细胞的病变亚型。本发明专利技术通过多分辨率流水线式工作的方式不仅保证了阳性样品数据的完整性，而且极大地降低了玻片样品的数据量，提高了效率，降低了数据存储以及维护成本。

A Digital Diagnostic System for Cervical Cell Slice

【技术实现步骤摘要】
一种宫颈细胞玻片数字诊断系统
本专利技术涉细胞病理学、图像处理以及智能数字诊断
，更具体的涉及一种宫颈细胞玻片数字诊断系统。
技术介绍
宫颈癌是对妇女威胁最大的恶性肿瘤疾病。全世界每年有近250,000人死于宫颈癌。随着宫颈癌筛查方法的发展，目前宫颈癌是唯一可以提前发现并治愈的癌症。目前的筛查方式主要依靠医生在镜下进行实时阅片，并对该病例做出评价。这种方法虽然可靠，但依赖于检验员的业务水平，同时对于阅片量增多时，疲劳感会影响阅片的准确率。近年来，数字化的病理诊断的仪器设备在一定程度上解决了这个问题。借助与玻片病理扫描仪与图像处理的方法，宫颈细胞数字化诊断仪器能够辅助检验员对病理玻片进行判读，极大的减少了阅片人员的工作量。但是，目前市面上的宫颈涂片自动化筛查仪器仅能够识别可疑细胞区域，并不能对玻片进行精准的分析以至于区分细胞癌变亚型。因此，目前的宫颈液基细胞学自动筛查系统需要在经验丰富的阅片医生指导下，才能完成准确的病理玻片判读。而有经验的阅片医生培养周期较长，目前国内人才紧缺，远远满足不了实际的诊断需求，尤其对于偏远的宫颈癌高发区。所以，设计一套能够精准的进行宫颈液基细胞学自动筛查系统显得尤为重要。现有的宫颈细胞定量分析和辅助诊断系统均基于单一物镜的扫描成像结果进行判读，受限于数据存储空间以及数据采集速度，目前用于智能判读的数据的采样率大于0.24μm/pixel。该分辨率低于人眼镜下判读所采用的分辨率，由于信息的缺失当前市面上的的智能诊断系统尚未能达到镜下检验的效果，不能实现精准判读以及细胞病变亚型的区分。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术旨在提供一种能够对宫颈液基细胞学涂片进行自动化精准判读的系统，通过多分辨率流水线式工作的方式不仅保证了阳性样品数据的完整性，而且极大地降低了玻片样品的数据量，提高了效率，降低了数据存储以及维护成本。一种宫颈细胞玻片数字诊断系统，包括玻片更换机构、低倍镜扫描成像机构、高倍镜扫描成像机构、低倍镜图像分析模块和高倍镜图像分析模块；所述玻片更换机构用于将宫颈细胞玻片从玻片存储盒中取出放置到低倍扫描成像器的成像区域，以及将宫颈细胞玻片从低倍扫描成像器移放至低倍扫描成像器的成像区域；所述低倍镜扫描成像机构用于对玻片进行低分辨率地扫描成像；所述低倍镜图像分析模块用于对低分辨率图像执行阴性和阳性的二分类；所述高倍镜扫描成像机构用于对阳性玻片进行高分辨率地扫描成像；所述高倍镜图像分析模块用于对高分辨率图像判别宫颈细胞的病变亚型。进一步地，还包括条码读取模块，用于读取条形码信息，该条码数值用于为高分辨率图像命名。进一步地，所述玻片更换机构包括进给驱动机构、双夹持式玻片夹具和玻片固定器；进给驱动机构用于固定双夹持式玻片夹具，驱使双夹持式玻片夹具相对玻片固定器进给运动；所述双夹持式玻片夹具具有可不同步启用的上、下夹槽，玻片固定器具有玻片槽以及可不同步使用的上、下固定结构；当上夹槽被启用，通过进给驱动机构驱动其夹持运载待成像玻片至玻片槽，第一级台阶压被启用固定待成像玻片；当下夹槽被启用，通过进给驱动机构驱动下夹槽夹持已成像玻片退槽，此时第一级台阶释放的待成像玻片掉入玻片槽底部，第二级台阶再被启用压紧固定玻片，等待成像。进一步地，所述双夹持式玻片夹具，用于夹持运载玻片，包括纵向位移机构、夹具基座和活动式夹持片；夹具基座的一侧设有上夹板和下夹板；纵向运动机构固定于夹具基座上，纵向运动机构的一端设有活动式夹持片，且活动式夹持片位于上夹板和下夹板之间，通过纵向位移机构的纵向上下运动调整活动式夹持片的纵向位置，使得活动式夹持片与上夹板组合成为玻片上夹槽或者与下夹板组合成为玻片下夹槽，如此同一时间只有玻片上夹槽被启用或者玻片下夹槽被启用，构成异步工作模式，在持续工作中形成交替工作模式，实现了取出已成像玻片与放置新病理玻片操作的同步。进一步地，所述玻片固定器用于在成像过程中承载玻片，包括固定器平台、推压驱动机构和双台阶式推压器；固定器平台的中间部分设有用于放置病理玻片的玻片槽；推压驱动机构安装于固定器平台上，其一端连接双台阶式推压器；双台阶式推压器朝向玻片槽的端部开有两级台阶。进一步地，还包括玻片样品原点坐标定位机构，包括定位摄像头和标记于玻片上的原点标签，在玻片先后两次被放置于所述载物台时，定位摄像头分别玻片的原点标签成像，通过对比标签位置消除两次放置的位置偏差。本专利技术的有益技术效果体现在：所述自动化宫颈液基细胞学自动筛查系统采用流水线式的结构，细胞学涂片从样品槽中首先进入低分辨扫描仪进行初步筛选，然后挑选出阳性玻片进一步进入高分辨扫描仪进行确诊分析。本专利技术不同于传统的宫颈细胞自动化筛查系统中通过单一物镜扫描成像获取病理数据的方式，而是通过流水线式的由低分辨物镜到分辨物镜多个物镜扫描成像的模式对细胞玻片样品进行分析，多分辨率流水线式工作的方式不仅保证了阳性样品数据的完整性，为精确诊断以及病变亚型分类提供了数据基础，而且极大的降低了玻片样品的数据量，降低了数据存储以及维护成本。附图说明图1为本专利技术宫颈细胞数字诊断原理图；图2为本专利技术宫颈细胞数字诊断系统结构图；图3为本专利技术玻片更换机构结构图；图4为本专利技术双夹持式玻片夹具结构图；图5为本专利技术台阶式玻片固定器结构图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。图1给出了本专利技术宫颈细胞样品的数字诊断系统结构图，所述系统包括：玻片更换机构50、低倍镜扫描成像机构40、阴性玻片存储盒20、阳性玻片存储盒30、高倍镜扫描成像机构10、玻片存储盒60、低倍镜图像分析模块(图中未示出)、高倍镜图像分析模块(图中未示出)。所述玻片更换机构50可以自动化地将玻片样品从玻片存储盒中取出放置到低倍镜扫描成像机构40的成像区域，亦可以将玻片样品从低倍扫描成像装置放置到高倍镜扫描成像机构10的成像区域。在成像完成后，还可将玻片从低倍或者高倍镜扫描成像机构放回到玻片存储盒60中。所述低倍镜扫描成像机构40用于对宫颈细胞玻片样品进行初步扫描成像，低倍镜图像分析模块对成像结果进行阴性与阳性样品的二分类。该机构可使用10XNA＝0.2的物镜甚至分辨率更低的物镜对玻片样品进行快速扫描成像。在获取到图像信息之后可以在本地的低倍镜图像分析模块进行处理，也可以将数据通过互联网上传到云端的低倍镜图像分析模块进行处理。低倍镜图像分析模块对图像进行解析，并记录可疑区域坐标以及该玻片的编号。低倍镜图像分析模块可采用基于深度学习得到的判读器。本实例中，该部分由一款便携式病理扫描仪构成，该扫描仪光学分辨率可为1.5μm成像系统的图像采样率为1μm/pixel。所述高倍镜扫描成像机构10用于对阳性玻片进行高分辨扫描成像，高倍镜图像分析模块利用高分辨的成像结果进行图像分析，结合深度学习得出的分类网络，对阳性玻片进行病变亚型的分类。高倍镜图像分析模块可加载于某一独立处理器，也可集成于高倍镜扫描成像机构10内部。本实例中，该机构包括高倍显微物镜，该显微成像物镜的光学分辨率可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种宫颈细胞玻片数字诊断系统，其特征在于，包括玻片更换机构、低倍镜扫描成像机构、高倍镜扫描成像机构、低倍镜图像分析模块和高倍镜图像分析模块；所述玻片更换机构用于将宫颈细胞玻片从玻片存储盒中取出放置到低倍扫描成像器的成像区域，以及将宫颈细胞玻片从低倍扫描成像器移放至低倍扫描成像器的成像区域；所述低倍镜扫描成像机构用于对玻片进行低分辨率地扫描成像；所述低倍镜图像分析模块用于对低分辨率图像执行阴性和阳性的二分类；所述高倍镜扫描成像机构用于对阳性玻片进行高分辨率地扫描成像；所述高倍镜图像分析模块用于对高分辨率图像判别宫颈细胞的病变亚型。

【技术特征摘要】
1.一种宫颈细胞玻片数字诊断系统，其特征在于，包括玻片更换机构、低倍镜扫描成像机构、高倍镜扫描成像机构、低倍镜图像分析模块和高倍镜图像分析模块；所述玻片更换机构用于将宫颈细胞玻片从玻片存储盒中取出放置到低倍扫描成像器的成像区域，以及将宫颈细胞玻片从低倍扫描成像器移放至低倍扫描成像器的成像区域；所述低倍镜扫描成像机构用于对玻片进行低分辨率地扫描成像；所述低倍镜图像分析模块用于对低分辨率图像执行阴性和阳性的二分类；所述高倍镜扫描成像机构用于对阳性玻片进行高分辨率地扫描成像；所述高倍镜图像分析模块用于对高分辨率图像判别宫颈细胞的病变亚型。2.根据权利要求1所述的宫颈细胞玻片数字诊断系统，其特征在于，还包括条码读取模块，用于读取条形码信息，该条码数值用于为高分辨率图像命名。3.根据权利要求1或2所述的宫颈细胞玻片数字诊断系统，其特征在于，所述玻片更换机构包括进给驱动机构(501)、双夹持式玻片夹具(502)和玻片固定器(503)；进给驱动机构(501)用于固定双夹持式玻片夹具(502)，驱使双夹持式玻片夹具(502)相对玻片固定器(503)进给运动；所述双夹持式玻片夹具(502)具有可不同步启用的上、下夹槽，玻片固定器(503)具有玻片槽以及可不同步使用的上、下固定结构；当上夹槽被启用，通过进给驱动机构(501)驱动其夹持运载待成像玻片至玻片槽，第一级台阶压被启用固定待成像玻片；当下夹槽被启用，通过进给驱动机构(501)驱动下夹槽夹持已成像玻片退槽，此时第一级台阶释放的待成像玻片掉入玻片槽底部，第二级台阶再被启用压紧固定玻片，等待成像。4.根据权利要求3所述的宫颈细胞玻片数字诊断系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾绍群，刘秀丽，李宁，余江胜，华乐，刘晓翔，
申请(专利权)人：怀光智能科技武汉有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42