一种数字病理切片全景扫描系统技术方案

本发明专利技术属于医疗器械领域，涉及一种数字病理切片全景扫描系统，包括宽谱光源、可调谐滤光器、光电滑环、分光装置、光纤组、计算机、载物平面和图像传感器；宽谱光源输出准直光束进入可调谐滤光器，可调谐滤光器将宽谱光源的输出光转为按顺序重复输出的单色光；分光装置接收计算机的指令将光电滑环出射的单色光按顺序耦合进光纤组；光纤组对载物平面上的物体进行多角度照明；图像传感器接收计算机的指令实现触发拍照，采集载物平面上物体经单色光顺序照明的图像；计算机对采集到的图像进行重建，实现病理切片全景成像。本发明专利技术选取大画幅的成像器件，完成对病理切片全景的一次拍摄即获取整张病理切片全图，节省了系统成本，有效提升了采集效率。

【技术实现步骤摘要】
一种数字病理切片全景扫描系统
本专利技术属于医疗器械领域，涉及一种数字病理切片全景扫描系统。
技术介绍
病理切片微观尺度检查是疾病诊断的金标准之一。传统的商用病理切片全景扫描依赖于基于显微物镜的显微镜集成高精度的电动三维位移平台和成像CCD或CMOS。成像器件一次只能采集病理切片的一个局部区域，通过X、Y轴扫描实现全景成像。高倍物镜存在景深浅的问题，而病理切片的放置可能存在倾斜，导致整个平面只有一部分处于高倍物镜的焦平面上，需要在扫描过程中加上Z轴的电动聚焦来获得清晰聚焦的图像。现有商用数字病理全景技术采用光学显微物镜，对病理切片极小区域成像，采用快速的X、Y、Z三个方向扫描的方式完成整块病理切片的取图。以40X物镜为例，完成一片15mm*15mm大小病理切片需要拍摄数千张图片，耗时约30s。整套设备在硬件上需要高精密、高稳定、高速运转且耐用的三维电动位移平台和像差校正极佳的昂贵高倍显微物镜；在软件上，需要能够将数百至数千张局部图片拼接成一张完整的全景病理切片图片，处理速度必须快，相应的对计算机的处理硬件也有很高的性能要求。以上原因，决定了现有的商用数字病理全景扫描设备一定是昂贵的，有相当技术难度的设备。
技术实现思路
本专利技术提出一种数字病理切片全景扫描系统，其选取大画幅的成像器件，完成对病理切片全景的一次拍摄即获取整张病理切片全图，省却高要求的昂贵机械扫描模块和高性能的成像物镜。本专利技术解决上述问题的技术方案是：一种数字病理切片全景扫描系统，其特殊之处在于，包括：<br>宽谱光源、可调谐滤光器、光电滑环、分光装置、光纤组、计算机、载物平面和图像传感器；宽谱光源输出准直光束进入可调谐滤光器，可调谐滤光器接受计算机发送的波长扫描指令，将宽谱光源的输出光转为按顺序重复输出的单色光；光电滑环与分光装置联动，接收计算机的指令将光电滑环出射的单色光按顺序耦合进光纤组；光纤组对载物平面上的物体进行多角度照明；图像传感器接收计算机的指令实现触发拍照，采集载物平面上物体经单色光顺序照明的图像；计算机对采集到的图像进行重建，实现病理切片全景成像。进一步地，上述宽谱光源输出至少包含400-700nm整个波段的准直光束。进一步地，上述宽谱光源可以是白激光、氙灯、卤素灯等涵盖400-700nm波段的宽谱光源。进一步地，上述可调谐滤光器与光电滑环之间通过第一光纤连接，光电滑环与分光装置之间通过第二光纤连接。可调谐滤波器出光耦合进第一光纤，第一光纤与第二光纤在光电滑环中完成耦合，第二光纤随转盘转动，光电滑环能让静止的第一光纤与旋转的第二光纤之间保持光的传输。为了防止第二光纤在旋转过程中不断，需要同步光电滑环与转盘，使其以相同的角速度运行。进一步地，上述分光装置为电动转盘。进一步地，上述电动转盘上有一个开口，用于放置第二光纤的接头以及光纤准直聚焦耦合模块。准直聚焦耦合模块安置在转盘的开口上，将第二光纤的出光准直后随着电动转盘的旋转依序聚焦耦合入光线组中的不同光纤。即，接收计算机的指令将光电滑环出射的单色光按顺序耦合进光纤组。进一步地，上述光纤组包含至少五根光纤，光纤组在一个截面上以与垂直方向夹角从-40°到40°均匀排布，实现对载物平面上的物体进行多角度照明的目的。进一步地，上述载物平面与图像传感器之间相距0.1mm到1mm。进一步地，上述图像传感器采用大于15mm*15mm画幅的图像传感器。本专利技术的优点：1)本专利技术采用无透镜成像方式，获得单位放大率的成像视野，通过选择大画幅的图像传感器，实现一次拍照实现全景病理成像的目的；2)由于可以一次拍照实现病理切片全景取图，所以不需要精密的位移平台，降低了成本；3)本专利技术采用数字聚焦，无需物理上的电动聚焦或手动对焦操作；4)本专利技术无需图像拼接，降低成像难度；5)本专利技术将拍摄时间从30s缩减至不足2s，耗时短，大大提高了效率；6)本专利技术系统简单，缩减了硬件成本。附图说明图1为本专利技术数字病理切片全景扫描系统的示意图。其中：1、宽谱光源，2、可调谐滤光器，3、光电滑环，4、分光装置，5、光纤组，6、计算机，7、载物平面，8、图像传感器，9、第一光纤，10第二光纤。具体实施方式为使本专利技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施方式中的附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施方式。现有的病理切片全景扫描设备采用高倍物镜成像在线阵相机或者面阵相机上，通过精密的位移平台进行自动聚焦，平面扫描，病理切片的清晰全景成像。现有技术的缺点为：成像视野小；对位移平台要求高；需要电动对焦；需要图像拼接；耗时长；系统复杂。为解决现有技术中存在的问题，参见图1，本专利技术提出一种数字病理切片全景扫描系统，包括宽谱光源1、可调谐滤光器2、光电滑环3、分光装置4、光纤组5、计算机6、载物平面7和图像传感器8。宽谱光源1输出准直光束进入可调谐滤光器2，可调谐滤光器2接受计算机6发送的波长扫描指令，将宽谱光源1的输出光转为按顺序重复输出的单色光；光电滑环3与光装置4联动，接收计算机6的指令将光电滑环3出射的单色光按顺序耦合进光纤组5；光纤组5对载物平面7上的物体进行多角度照明；图像传感器8接收计算机6的指令实现触发拍照，采集载物平面7上物体经单色光顺序照明的图像；计算机6对采集到的图像进行重建，实现病理切片全景成像。作为本专利技术的一个优选实施例，上述宽谱光源1输出至少包含400-700nm整个波段的准直光束。优选地，上述宽谱光源可以是白激光、氙灯、卤素灯等涵盖400-700nm波段的宽谱光源。作为本专利技术的一个优选实施例，上述可调滤光器2与光电滑环3之间通过第一光纤9连接，光电滑环3与分光装置4之间通过第二光纤10连接。可调谐滤波器2出光耦合进第一光纤9，第一光纤9与第二光纤10在光电滑环3中完成耦合，第二光纤10随转盘转动，光电滑环3能让静止的第一光纤9与旋转的第二光纤10之间保持光的传输。为了防止第二光纤10在旋转过程中不断，需要同步光电滑环与转盘，使其以相同的角速度运行。分光装置4由开口的电动转盘和准直聚焦耦合模块组成。准直聚焦耦合模块安置在转盘的开口上，将第二光纤10的出光准直后随着电动转盘的旋转依序聚焦耦合入光线组5中的不同光纤。即，接收计算机的指令将光电滑环3出射的单色光按顺序耦合进光纤组5。作为本专利技术的一个优选实施例，上述分光装置4也可以采用分光模块。进一步地，上述光纤组5包含至少五根光纤，光纤组5在一个截面上以与垂直方向夹角从-40°到40°均匀本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数字病理切片全景扫描系统，其特征在于：/n包括宽谱光源(1)、可调谐滤光器(2)、光电滑环(3)、分光装置(4)、光纤组(5)、计算机(6)、载物平面(7)和图像传感器(8)；/n宽谱光源(1)输出准直光束进入可调谐滤光器(2)，可调谐滤光器(2)接受计算机(6)发送的波长扫描指令，将宽谱光源(1)的输出光转为按顺序重复输出的单色光；光电滑环(3)与分光装置(4)联动，接收计算机(6)的指令将光电滑环(3)出射的单色光按顺序耦合进光纤组(5)；/n光纤组(5)对载物平面(7)上的物体进行多角度照明；/n图像传感器(8)接收计算机(6)的指令实现触发拍照，采集载物平面(7)上物体经单色光顺序照明的图像；计算机(6)对采集到的图像进行重建，实现病理切片全景成像。/n

【技术特征摘要】
1.一种数字病理切片全景扫描系统，其特征在于：
包括宽谱光源(1)、可调谐滤光器(2)、光电滑环(3)、分光装置(4)、光纤组(5)、计算机(6)、载物平面(7)和图像传感器(8)；
宽谱光源(1)输出准直光束进入可调谐滤光器(2)，可调谐滤光器(2)接受计算机(6)发送的波长扫描指令，将宽谱光源(1)的输出光转为按顺序重复输出的单色光；光电滑环(3)与分光装置(4)联动，接收计算机(6)的指令将光电滑环(3)出射的单色光按顺序耦合进光纤组(5)；
光纤组(5)对载物平面(7)上的物体进行多角度照明；
图像传感器(8)接收计算机(6)的指令实现触发拍照，采集载物平面(7)上物体经单色光顺序照明的图像；计算机(6)对采集到的图像进行重建，实现病理切片全景成像。


2.根据权利要求1所述的一种数字病理切片全景扫描系统，其特征在于：
所述宽谱光源(1)输出至少包含400-700nm整个波段的准直光束。


3.根据权利要求2所述的一种数字病理切片全景扫描系统，其特征在于：
所述宽谱光源(1)是白激光、氙灯或卤素灯涵盖400-700nm波段的宽谱光源。


4.根据权利要求3所述的一种数字病理切片全景扫描系统，其特征在于：
所述可调谐滤光器(2)与光电滑环(3)之间通过第一光纤(9)连接，光电滑环(3)与分光装置(4)之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦文建，曾光，何佳慧，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44