阅读说明：本技术 一种高通量病理切片扫描成像装置 (High-flux pathological section scanning imaging device ) 是由 华道柱 方奕彪 兰敬隆 张立琛 吉海泉 于 2021-08-10 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种高通量病理切片扫描成像装置,包括依次固定设置在机械支架上的光源、光束整形模块、分光器件、透镜组、成像模块,机械支架与运动模块级联在一起,由运动模块带动整个机械支架运动,机械支架对应分光器件的两侧固定有显微物镜及物镜焦距调节模块,显微物镜用于将切片样品的反射光或者荧光反射到透镜组和成像模块进行成像。本发明通过设置的多棱锥或多棱台状结构的分光器件,侧面数量与成像通道对应,通过增大分光器件体积或者增加侧面数量,并匹配更多的成像通道,实现系统成像通道扩增,同一时间更多的通道对样品进行成像,提高切片样品成像装置的通量,提高工作效率。(The invention discloses a high-flux pathological section scanning imaging device which comprises a light source, a light beam shaping module, a light splitting device, a lens group and an imaging module which are sequentially and fixedly arranged on a mechanical support, wherein the mechanical support and a motion module are cascaded together, the motion module drives the whole mechanical support to move, a microscope objective and an objective focal length adjusting module are fixed on two sides of the mechanical support corresponding to the light splitting device, and the microscope objective is used for reflecting reflected light or fluorescence of a section sample to the lens group and the imaging module for imaging. According to the invention, the number of the side surfaces of the arranged light splitting devices with the polygonal pyramid or polygonal frustum structure corresponds to that of the imaging channels, the amplification of the imaging channels of the system is realized by increasing the volume of the light splitting devices or increasing the number of the side surfaces and matching more imaging channels, more channels image the sample at the same time, the flux of the sliced sample imaging device is improved, and the working efficiency is improved.)

一种高通量病理切片扫描成像装置

技术领域

本发明属于医学设备技术领域，具体涉及一种高通量病理切片扫描成像装置。

背景技术

病理切片成像装置是通过光学显微成像系统对对病理切片进行连续扫描成像，获取高分辨率的细胞组织图像，并应用计算机技术对获取的显微图像进行拼接，校准等功能处理，获取完整的细胞组织样品数字化图像。随着远程医疗的发展，病理切片成像装置的需求在日益增加。通过病理切片成像装置可以实现对远端细胞组织样品进行高分辨率数字化成像，并配合互联网技术以及远程会诊平台，不同地区的医疗专家可以快速对异地病人的切片进行读取、分析，实现多人多地同时对同一病人病情进行会诊，打破医疗资源的地域界限，提升全社会医疗服务水平。

目前，病理切片扫描装置可以根据切片装载数量分为单片型，多片型和高通量型。其中多片型和高通量型切片扫描装置，可以同时实现对多个病理切片进行无人值守成像，尤其是高通量切片扫描装置能够对几百个切片样品进行自动化扫描成像。在大量病理切片需要数字图像的场合，高通量切片扫描成像装置需求更加迫切。因为样本量较大，为了快速获取所有样品的数字化图像，对扫描装置的工作时间提出了更高的要求。而利用常规的扫描方法对大量的切片样品进行逐个连续扫描成像，耗时较长。因此，通过光学成像系统设计，开发对病理切片样本高分辨，高通量成像装置和方法非常必要。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明设计的目的在于提供一种高通量病理切片扫描成像装置。

本发明通过以下技术方案加以实现：

所述的一种高通量病理切片扫描成像装置，其特征在于包括依次固定设置在机械支架上的光源、光束整形模块、分光器件、透镜组、成像模块，所述机械支架与运动模块级联在一起，由运动模块带动整个机械支架运动，从而实现对切片样品的快速扫描成像，所述机械支架对应分光器件的两侧固定有显微物镜及物镜焦距调节模块，所述显微物镜用于将切片样品的反射光或者荧光反射到透镜组和成像模块进行成像。

成像模块通过将光源的光束进行整形传输到分光器件上，经过分光器件反射后经过多个显微物镜照射在切片样品上；切片样品上的反射光或者激发的荧光通过显微物镜收集，同一分光器件反射再经透镜组进入成像模块，实现多通道成像。

物镜焦距调节模块与显微物镜级联在一起后一同固定在机械支架上，显微物镜焦距调节模块可以为任何线性运动模块，控制显微物镜与样品之间的距离，调节显微成像的清晰度。

进一步地，所述光源采用宽场光源，实现对切片样品的宽场成像，也可以为某一特定波长的激光或者多个特定波长的激光光源，匹配分光器件表面的膜系实现对切片样品进行不同荧光波段的成像。

进一步地，所述分光器件为多棱锥状或多棱台状结构，其每一个侧表面具有光学界面，用于将光源的光反射并通过显微物镜照射到切片样品上。

分光器件侧面镀有特定的膜系，实现将光源出射的光经整形传输后的光束反射到不同方向并经过显微物镜后照射到切片样品上，同时将显微物镜接收到样品的反射光或者荧光反射到透镜组和成像模块进行成像。

分光器件的侧面数量与成像通道对应，通过增大分光器件体积或者增加侧面数量，并匹配更多的成像通道，实现系统成像通道扩增，同一时间更多的通道对样品进行成像，提高病理切片成像装置的通量。

进一步地，所述光学界面采用半透半反镜或二向色镜。

进一步地，所述光源、光束整形模块、分光器件、透镜组、成像模块位于一条直线上。

进一步地，所述切片样品平行放置在运动模块的两侧，运动模块可以沿着切片样品平行平面带动整个扫描成像装置运动，实现同时对多个切片样品进行扫描成像；或者切片样品围绕机械支架的中心轴环状分布，运动模块带动扫描成像装置围绕机械支架的中心轴转动，叠加轴向运动形成螺旋运动，实现对不同切片样品同时扫描，后续对图像进行畸变矫正，拼接处理。

进一步地，所述透镜组采用多个透镜组合或者为一体化的透镜组。

进一步地，所述成像模块采用多个光电检测器组合而成也可以选用一体式的大面积的光电检测器。

本发明通过设置的多棱锥或多棱台状结构的分光器件，侧面具有光学界面，并且侧面数量与成像通道对应，通过增大分光器件体积或者增加侧面数量，并匹配更多的成像通道，实现系统成像通道扩增，同一时间通过更多的成像通道对样品进行成像，提高切片样品成像装置的通量，从而缩短完成大数量切片数字化扫描成像的时间，提高工作效率。

附图说明

图1为yz平面扫描成像装置结构示意图；

图2为多个光源病理切片扫描成像装置结构示意图；

图3为成像部件旋转+z轴线性扫描成像装置结构示意图；

图4为四通道病理切片扫描成像装置结构示意图；

图5为本发明整体结构示意图；

图中，1-机械支架，2-光源，3-光束整形模块，4-分光器件，5-透镜组，6-成像模块，7-运动模块，8-显微物镜，9-物镜焦距调节模块，10-切片样品，11-光学界面。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本发明做进一步详细描述，以便更好地理解本技术方案。

如图1-5所示，本发明一种高通量病理切片扫描成像装置，主要包括依次固定设置在机械支架1上，且位于同一直线上的光源2、光束整形模块3、分光器件4、透镜组5、成像模块6，机械支架2与运动模块7级联在一起，由运动模块7带动整个机械支架2运动，机械支架2对应分光器件4的两侧固定有显微物镜8及物镜焦距调节模块9，显微物镜8用于将切片样品10的反射光或者荧光反射到透镜组5和成像模块6进行成像。

光源2采用宽场光源或激光光源，宽场光源实现对切片样品10的宽场成像，激光光源实现对切片样品10不同荧光波段成像；光束整形模块3主要为光学透镜组，主要作用是对光源光束进行整形传输；分光器件4为特殊材质的分光器件，其上设置的光学界面11可以是半透半反镜或者二向色镜，主要作用是将光源的光反射并通过显微物镜8照射在切片样品10上；分光器件4为多棱锥或多棱台状结构，其侧表面具有光学界面11，用于将光源的光反射并通过显微物镜8照射到切片样品10上，该光学界面11采用半透半反镜或二向色镜；透镜组5采用多个透镜组合或者为一体化的透镜组；成像模块6采用多个光电检测器组合而成也可以选用一体式的光电检测器。

切片样品10平行放置在运动模块7的两侧或者围绕机械支架1的中心轴环状分布，从切片样品10表面的反射光或者激发的荧光通过显微物镜8照射在分光器件4的光学界面11上，经反射经过透镜组5后被成像模块6接收进行成像；成像模块6为单个或者多个成像器件组合。物镜焦距调节模块9为线性运动器件，用于调节显微物镜8与切片样品10之间的距离，调节显微成像的清晰度。

其中，图1为yz方向平面扫描成像装置，图2为多个光源病理切片的扫描成像装置，图3为运动模块带动成像部件旋转，同时z轴线性扫描成像装置，图4为四通道病理切片扫描成像装置，图5为该装置的立体结构示意图。