本发明专利技术涉及一种组织切片扫描成像装置。该装置包括激光源、非机械式扫描器、探测器、电控运动平台。非机械式扫描器按线扫描方式对组织切片进行扫描，电控运动平台带动样品沿垂直于扫描线的方向作相对运动，扫描器的扫描运动与电控运动平台的运动精确同步，在组织切片运动的同时完成扫描图像的获取。本发明专利技术适用于大量组织切片的图像的快速获取，具有分辨率高、图像获取快速的优点。以及对完整组织块的快速切片及同步的切片图像获取。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术为一种基于扫描成像原理的组织切片成像装置。
技术介绍
对于组织切片进行高通量高分辨率的获取对于快速的组织学检查结果的分析与存档是非常重要的环节。简单地对组织切片进行拍照不能获得其高分辨率图像。通过显微镜和CXD相机可以实现组织样品的高分辨率成像，但显微镜尤其高倍显微镜的成像视野有限，无法在一个视野内对完整的组织切片进行观察。完整的组织切片的观察需要结合载物台的移动实现，也可通过编程控制电控运动平台实现多个视野图像的拼接从而实现完整组织切片图像的自动获取。多视野拼接的缺点是样品需要沿二维方向进行多次移动和停止， 会大大增加图像获取的时间。传统的显微镜及相应载物台的设计只针对于一个或有限个组织切片样品的观察， 并不适合大量组织切片的快速高通量观察。对于这一问题,Hamamatsu的NanoZoomer数字切片扫描仪，通过移动样本并结合高灵敏度的时间延迟积分线阵列相机，在样品移动的同时进行成像，提高了扫描速度，可以一次对多个切片样品进行批量成像。这种方式适合于获取切片的白光照明图像。组织切片的观察需要结合标记技术以获得对比度，而荧光标记技术的发展为特异性地标记一些感兴趣的结构提供了可能。而对于荧光标记的组织切片， Nanozoomer数字切片扫描仪使用全场照明的方式，分散了照明光的能量，同时全场照明的方式也提高了图像的背景，不利于高对比度图像的获取。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提出组织切片扫描成像装置一种，通过线扫描方式结合样品的连续相对运动，减少样品反复运动与停止的次数，实现完整组织切片的高通量高分辨率成像。为解决上述技术问题，本专利技术提出了一种组织切片扫描成像装置，其特征在于，包括激光光源、非机械式扫描器、探测器、电控运动平台、数据采集与处理主机；样品固定安装在所述电控运动平台上，所述非机械式扫描器位置固定，所述激光光源发出的激光通过所述非机械式扫描器在样品上聚焦，所述非机械式扫描器用于按线扫描方式对组织切片进行扫描，所述电控运动平台用于带动样品沿垂直于扫描线的方向作相对运动，所述探测器探测用于接收样品受激产生的信号光；所述数据采集和处理主机用于采集所述探测器的信号，经过处理得到组织切片的扫描图像。应用非机械式扫描器以保证系统长时间连续运转的可靠性与稳定性。所述电控运动平台包括位置传感器和脉冲产生电路，所述位置传感器用于在所述电控运动平台运动到指定位置时触发所述脉冲产生电路，所述脉冲产生电路用于产生、输出同步脉冲信号；所述同步脉冲信号用于触发所述非机械式扫描器的扫描控制电路，使非机械式扫描器进行扫描。所述电控运动平台在垂直于扫描线的方向移动一定距离后迅速返程，然后向平行 于扫描线的方向移动一定距离。本专利技术还包括切片刀，所述切片刀固定安装，所述非机械式扫描器的物镜垂直于 所述切片刀面。本专利技术使用扫描成像方式对组织切片进行扫描。照明光或激发光聚焦于样品上， 提高了对样品的照明强度或激发强度。这种方式尤其对于荧光标记的组织切片可以大大提 高荧光激发效率，也即提高了信号光的强度，有利于提高成像的信噪比。同时只在聚焦点附 近的组织切片区域被激发而发出荧光，因而消除了其他区域荧光的干扰，有利于提高图像 的对比度。另一方面，扫描成像方式可以方便地结合共聚焦成像与双光子成像技术，从而对 厚组织样品提供光学层析能力。本专利技术中所述扫描器使用非机械式扫描器，如声光偏转器。使用非机械式扫描器， 对于高通量连续切片扫描而言，不存在扫描器连续运转的机械磨损与疲劳问题，可以更好 地保证长时间连续扫描的可靠性与稳定性。所述扫描成像方式是通过线扫描与样品移动的组合实现完整切片的成像。使用单 轴扫描器对光束进行快速的线扫描，通过扫描光路使聚焦光点沿一条直线在样品上扫描， 通过探测光路记录扫描线上各扫描位置样品的反射光或被激发的荧光并据此绘制切片的 图像。所述切片样品的移动可以针对已经制备好的样品，由电控运动平台带动样品沿垂 直于扫描线的方向移动。对于沿扫描线方向具有较大尺寸的样品，可以通过增加扫描线的 长度或者通过电控运动平台提供切片样品沿扫描线方向的运动实现整个样品扫描图像的 获取。所述切片样品的移动也可以是通过与超薄切片机结合。在超薄切片机中，在切片 的过程中，新形成的样品切片会短暂地贴附于刀面上沿刀面滑动。如果将光束聚焦于刀面， 并使聚焦光点沿直线扫描，通过扫描与切片的滑动两者的组合，可以在切片的同时就完成 其扫描图像的获取。本专利技术通过非机械式扫描器对切片组织进行扫描，电控运动平台带动切片组织同 步移动，实现大量大尺寸组织切片的高分辨率图像获取或完整组织块的同步切片与切片图 像获取。附图说明图I.省略数据采集与处理主机的组织切片激光扫描成像装置示意图。图2.扫描与样品运动示意。图3.扫描成像及同步脉冲示意图。图4.样品图像采集流程。图5.组织切片的同时进行扫描成像。具体实施例方式图I为使用声光偏转器作为非惯性扫描器的组织切片激光扫描系统示意图。激光 器I出射激光经过声光偏转器2进行快速偏转扫描,扫描光通过补偿兀件3消除声光偏转器快速扫描时引起的柱面镜效应。经过补偿元件3后的激光光束为扫描的准直光束。扫描光束经过扫描透镜4,分光片5反射,再通过筒镜6,最后经物镜7聚焦于样品表面,激光束的扫描使聚焦点沿一条直线移动形成一条扫描线。焦点沿扫描线反复扫描，与此同时样品 8由电控运动平台9控制沿垂直于扫描线的方向12连续运动。样品的反射光或激发的荧光(也即信号光)经物镜7收集，再经筒镜6和分光片5汇聚于狭缝10所在位置。由探测器11 (光电倍增管或相机)对收集的信号光进行连续记录。狭缝10是利用共聚焦探测的原理，阻挡离焦位置的信号光从而能够抑制背景，并可对厚组织样品进行层析成像。在进行完整的组织切片成像时，扫描线14始终处于同一位置，电控运动平台沿方向12的一次连续运动过程可以完成对样品上一个条带的扫描成像过程。如图2所示，条带的宽度由扫描线的长度15决定。获取一个条带的图像后，电控运动平台沿与方向12相反的方向进行快速回程运动。然后沿方向13移动扫描线长度15的距离，并开始沿方向12进行连续运动，开始下一条带的扫描成像过程。完整组织切片的图像由多个条带的图像沿方向13拼接而成。通过电控运动平台连续运动与线扫描组合的方式能够减少样品沿方向12 反复移位和停止的次数，有利于缩短成像时间。由于扫描线的扫描运动与电控运动平台的运动为两个独立的过程，得到正确的扫描图像需要两个运动之间进行精确同步。电控运动平台内置位置反馈传感器可在平台运动的同时产生与运动位置相关的位置反馈信号，通过电控运动平台内的可配置的脉冲产生电路在平台运动到特定位置时产生脉冲信号，如图3中的同步脉冲17。平台运动到相应的位置即产生一个脉冲。由该位置同步脉冲17触发扫描器2的扫描控制电路开始扫描过程。使用非惯性扫描器能够极大缩短扫描延迟时间，从而能够快速开始线扫描过程并达到很高的扫描速度。相邻位置同步脉冲之间的时间等于扫描器进行一次线扫描的扫描时间，令该时间为Tscan，平台的运动速度为V，图像中的像素大小16为P，则满足Ts_ = P/V。根据像素大小P以及扫描线长度15(记为Ls_)可以计算得到扫描线扫描方向像素的个数N。位置同步脉冲17触发探测器本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：骆清铭，曾绍群，龚辉，吕晓华，李安安，齐晓莉，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：
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