成像系統(tǒng)、盒和使用其的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請(qǐng)涉及成像領(lǐng)域并且更特別地，涉及成像系統(tǒng)，載片盒以及處理載片上的生 物樣品的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 指示疾病的細(xì)胞結(jié)構(gòu)中的變化的分子成像識(shí)別對(duì)于在醫(yī)學(xué)科學(xué)中更好地理解經(jīng) 常是重要的。顯微術(shù)應(yīng)用可以應(yīng)用于微生物學(xué)(例如，革蘭氏染色法等)，植物組織培養(yǎng)，動(dòng) 物細(xì)胞培養(yǎng)(例如，相襯顯微術(shù)等)，分子生物學(xué)，免疫學(xué)(例如，ELISA等)，細(xì)胞生物學(xué)(例 如，免疫熒光，染色體分析等)，共焦顯微術(shù)，時(shí)移和活細(xì)胞成像，逐幅成像，和三維成像。
[0003] 在手動(dòng)的顯微術(shù)方法中，手動(dòng)地將樣本承載載片加載到顯微鏡中并且通過顯微鏡 的目鏡進(jìn)行查看。在醫(yī)療應(yīng)用中，病理學(xué)家能夠察看細(xì)胞特性，被感染的細(xì)胞對(duì)比于未被感 染的細(xì)胞的計(jì)數(shù)或樣本的其它特性。由于每個(gè)載片的處置時(shí)間的原因，分析大量的樣本經(jīng) 常是耗時(shí)的。長(zhǎng)的處理時(shí)間可能耽誤精確的診斷和治療。附加地，常規(guī)的顯微鏡經(jīng)常不能 捕獲合適用于存檔和稍后使用的高分辨率和高質(zhì)量圖像。
[0004] 在自動(dòng)的顯微術(shù)方法中，數(shù)字圖像經(jīng)常被收集、在高分辨率監(jiān)視器上查看、共享以 及針對(duì)稍后使用而被存檔。不幸的是，常規(guī)的自動(dòng)載片處理系統(tǒng)經(jīng)常出錯(cuò)，包括載片誤處 置、顯微鏡載片與光學(xué)部件(例如，照相機(jī)，成像捕獲裝置等）的誤對(duì)準(zhǔn)，以及顯微鏡載片的 破損。以舉例子的方式，常規(guī)的可靠設(shè)備經(jīng)常夾持顯微鏡載片的標(biāo)簽端部。在標(biāo)簽處可能 存在被露出的殘留膠。如果夾持器接觸鄰近于標(biāo)簽的載片的邊緣或標(biāo)簽的邊緣，則露出的 殘留膠可能粘住或粘附于夾持器。這可能造成載片的誤處置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 在一些實(shí)施例中，保持盒的顯微鏡載片包括主體，多個(gè)架子以及多個(gè)支撐構(gòu)件。主 體被配置成圍繞并保護(hù)顯微鏡載片并且包括第一側(cè)壁和第二側(cè)壁。架子能夠支撐顯微鏡載 片并且被定位在第一和第二側(cè)壁之間。當(dāng)保持盒的顯微鏡載片在直立的取向中時(shí)，架子能 夠被垂直地彼此分隔開。支撐構(gòu)件遠(yuǎn)離相應(yīng)的架子延伸并且包括伸長(zhǎng)本體和卡件?？?伸長(zhǎng)本體向上突出并且能夠限制定位的顯微鏡載片沿著伸長(zhǎng)本體移動(dòng)。
[0006] 在一些其它實(shí)施例中，一種運(yùn)送顯微鏡載片的方法，包括：使用拾取裝置在不接觸 顯微鏡載片上的標(biāo)簽的邊緣的情況下并且不接觸顯微鏡載片的鄰近于標(biāo)簽的邊緣的情況 下拾取顯微鏡載片。使用拾取裝置將顯微鏡載片運(yùn)送到所需的位置。在一些實(shí)施例中，在 不接觸標(biāo)簽的邊緣的情況下并且不接觸載片邊緣的情況下，在至少兩個(gè)處理站(例如著色 單元，蓋片機(jī)，成像系統(tǒng)，光學(xué)掃描儀，光學(xué)成像系統(tǒng)）之間運(yùn)送顯微鏡載片。
[0007] 在一些實(shí)施例中，顯微鏡載片拾取裝置包括端部執(zhí)行器，端部執(zhí)行器包括具有上 表面和下表面的伸長(zhǎng)平面平臺(tái)。在平臺(tái)的上側(cè)定位流體管路。頭元件包括連接器和吸頭。 連接器被定位在平臺(tái)的上側(cè)并且被耦接至流體管路。吸頭被定位在平臺(tái)的下側(cè)。
【附圖說明】
[0008] 參照下面的附圖描述非限定的并且非窮舉的實(shí)施例。貫穿各個(gè)視圖，除非另外指 明，相同的參考數(shù)字指的是同似的部分或者動(dòng)作。
[0009] 圖1是根據(jù)在此描述的系統(tǒng)的各種實(shí)施例的掃描顯微鏡和/或其它掃描裝置的成 像系統(tǒng)的示意性圖解，掃描顯微鏡和/或其它掃描裝置可以包括與數(shù)字病理學(xué)樣品掃描和 成像相關(guān)地使用的各種部件裝置。
[0010] 圖2是示出根據(jù)在此描述的系統(tǒng)的實(shí)施例的包括聚焦系統(tǒng)的成像裝置的示意性 圖解。
[0011] 圖3A和3B是示出控制系統(tǒng)可以包括適當(dāng)?shù)碾娮悠骷目刂葡到y(tǒng)的實(shí)施例的示意 性圖解。
[0012] 圖4是更詳細(xì)地示出根據(jù)在此描述的系統(tǒng)的實(shí)施例的抖動(dòng)聚焦臺(tái)的示意性圖解。
[0013] 圖5A-5E是示出根據(jù)在此描述的系統(tǒng)的聚焦操作的迭代的示意性圖解。
[0014] 圖6A是示出根據(jù)在此描述的系統(tǒng)的實(shí)施例的抖動(dòng)聚焦光學(xué)器件的命令波形和銳 度確定的繪圖的示意性圖解。
[0015] 圖6B是示出用于抖動(dòng)透鏡的正弦波運(yùn)動(dòng)的一部分的所計(jì)算的銳度（Zs)值的繪圖 的示意性圖解。
[0016] 圖7A和7B是示出根據(jù)在此描述的系統(tǒng)的實(shí)施例的樣本(組織)的聚焦確定和調(diào)整 的示意性圖解。
[0017] 圖8是示出根據(jù)在此描述的系統(tǒng)的實(shí)施例的包括用于在由抖動(dòng)聚焦光學(xué)器件采 樣的多個(gè)點(diǎn)處的每個(gè)銳度響應(yīng)的銳度曲線和對(duì)比率的銳度輪廓的例子的示意性圖解。
[0018] 圖9示出圖解用以產(chǎn)生控制信號(hào)以控制緩慢聚焦臺(tái)的對(duì)比度功能的使用的功能 控制環(huán)框圖。
[0019] 圖10是示出根據(jù)在此描述的系統(tǒng)的實(shí)施例的與聚焦處理相關(guān)地被拆分成各區(qū)的 聚焦窗口的不意性圖解。
[0020] 圖11示出用于依照在此的技術(shù)的實(shí)施例的在各時(shí)間點(diǎn)可獲得的不同銳度值的圖 形圖解。
[0021] 圖12是示出根據(jù)在此描述的系統(tǒng)的實(shí)施例的在經(jīng)受檢查的樣本的掃描期間的動(dòng) 態(tài)即時(shí)聚焦處理的流程圖。
[0022] 圖13是示出根據(jù)在此描述的系統(tǒng)的實(shí)施例的在緩慢聚焦臺(tái)處進(jìn)行處理的流程 圖。
[0023] 圖14是示出根據(jù)在此描述的系統(tǒng)的實(shí)施例的圖像捕獲處理的流程圖。
[0024] 圖15是示出根據(jù)在此描述的系統(tǒng)的實(shí)施例的用于聚焦處理的替換布置的示意性 圖解。
[0025]圖16是示出根據(jù)在此描述的系統(tǒng)的另一實(shí)施例的用于聚焦處理的替換布置的示 意性圖解。
[0026] 圖17是示出根據(jù)在此描述的系統(tǒng)的實(shí)施例的用以獲取載片上的組織的馬賽克圖 像的處理的流程圖。
[0027] 圖18是示出根據(jù)在此描述的系統(tǒng)的實(shí)施例的XY臺(tái)的精密臺(tái)（例如，Y臺(tái)部分）的 實(shí)施方式的示意性圖解。
[0028] 圖19A和19B是根據(jù)在此描述的系統(tǒng)的實(shí)施例的精密臺(tái)的移動(dòng)臺(tái)塊的更詳細(xì)視 圖。
[0029] 圖20示出根據(jù)在此討論的精密臺(tái)特征的并且包括根據(jù)在此描述的系統(tǒng)的實(shí)施例 的Y臺(tái)、X臺(tái)和底板的整個(gè)XY混合臺(tái)的實(shí)施方式。
[0030] 圖21是示出根據(jù)在此描述的系統(tǒng)的實(shí)施例的載片緩存裝置的示意性圖解。
[0031] 圖22A是示出根據(jù)在此描述的系統(tǒng)的實(shí)施例的與第一載片相關(guān)的載片緩存處理 的流程圖。
[0032] 圖22B是示出根據(jù)在此描述的系統(tǒng)的實(shí)施例的與第二載片相關(guān)的載片緩存處理 的流程圖。
[0033] 圖23A和23B示出使用根據(jù)在此描述的系統(tǒng)的實(shí)施例的載片緩存技術(shù)的時(shí)序圖并 且圖示出根據(jù)在此描述的系統(tǒng)的各種實(shí)施例的時(shí)間節(jié)省。
[0034] 圖24是示出根據(jù)在此描述的系統(tǒng)的另一實(shí)施例的載片緩存裝置的示意性圖解。
[0035] 圖25A是示出根據(jù)針對(duì)具有用于載片處理的兩個(gè)XY混合臺(tái)的載片緩存裝置描述 的系統(tǒng)的實(shí)施例的與第一載片相關(guān)的載片緩存處理的流程圖。
[0036] 圖25B是示出根據(jù)針對(duì)具有用于載片處理的兩個(gè)XY混合臺(tái)的載片緩存裝置描述 的系統(tǒng)的實(shí)施例的與第二載片相關(guān)的載片緩存處理的流程圖。
[0037] 圖26是示出根據(jù)在此描述的系統(tǒng)的另一實(shí)施例的載片緩存裝置的示意性圖解。
[0038] 圖27是示出根據(jù)圖26的載片緩存裝置的另一視圖的示意性圖解。
[0039] 圖28A-28J是示出根據(jù)在此描述的系統(tǒng)的實(shí)施例的圖26和27的載片緩存裝置的 載片緩存操作的示意性圖解。
[0040] 圖29是示出根據(jù)在此描述的系統(tǒng)的實(shí)施例的用于使用發(fā)光二極管（LED)照明組 件來對(duì)載片進(jìn)行照明的照明系統(tǒng)的示意性圖解。
[0041] 圖30是示出根據(jù)在此描述的系統(tǒng)的用于LED照明組件的實(shí)施例的更詳細(xì)的視圖 的示意性圖解。
[0042] 圖31是示出根據(jù)在此描述的系統(tǒng)的實(shí)施例的LED照明組件的特定實(shí)施方式的爆 炸視圖的示意性圖解。
[0043] 圖32是示出根據(jù)在此描述的系統(tǒng)的實(shí)施例的可以與數(shù)字病理成像相關(guān)地使用的 高速載片掃描裝置的示意性圖解。
[0044] 圖33是更詳細(xì)地示出根據(jù)在此描述的系統(tǒng)的實(shí)施例的高速載片掃描裝置的托盤 上的凹進(jìn)處的示意性圖解。
[0045] 圖34是示出相對(duì)于載片而言起始于第一徑向位置以便對(duì)凹進(jìn)處中的載片上的樣 本進(jìn)行成像的成像路徑的示意性圖解。
[0046] 圖35A和35B是示出根據(jù)在此描述的系統(tǒng)的另一實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)載片保持器上的載 片的替換布置的示意性圖解。
[0047] 圖36是示出根據(jù)在此描述的系統(tǒng)的實(shí)施例的包括被設(shè)置成檢查載片上的樣本的 物鏡的成像系統(tǒng)的示意性圖解。
[0048] 圖37是示出根據(jù)在此描述的系統(tǒng)的實(shí)施例的使用可旋轉(zhuǎn)的托盤的高速載片掃描 的流程圖。
[0049] 圖38是示出根據(jù)在此描述的系統(tǒng)的實(shí)施例的光學(xué)雙重圖像系統(tǒng)的示意性圖解。
[0050] 圖39A和39B是示出根據(jù)在此描述的系統(tǒng)的實(shí)施例的在圖像傳感器的前面的第一 鏡筒透鏡和第二鏡筒透鏡的往復(fù)運(yùn)動(dòng)的光學(xué)雙重圖像系統(tǒng)的示意性圖解。
[0051] 圖40是依照一個(gè)實(shí)施例的成像系統(tǒng)的前部、頂部和左側(cè)等角視圖。
[0052] 圖41是圖40的成像系統(tǒng)的前部、頂部和左側(cè)等角視圖。外部保護(hù)外殼示出為被 移除。
[0053] 圖42是圖40的成像系統(tǒng)的后部、頂部和右側(cè)等角視圖，其中保護(hù)外殼示出為被移 除。
[0054] 圖43是圖40的成像系統(tǒng)的頂部平面視圖。
[0055] 圖44是依照一個(gè)實(shí)施例的拾取裝置的等角視圖。
[0056] 圖45是圖44的拾取裝置的頂部平面視圖。
[0057] 圖46是沿著圖45的線46-46取得的拾取裝置的截面視圖。
[0058] 圖47是圖44的拾取裝置的等角視圖。
[0059] 圖48是圖46的拾取裝置的詳細(xì)視圖。
[0060] 圖49是載片保持器裝置的前部、頂部、右側(cè)等角視圖。
[0061] 圖50是圖49的載片保持器裝置的后部、頂部、左側(cè)等角視圖。
[0062] 圖51是圖49的載片保持器裝置的前部立視圖。
[0063] 圖52是沿著圖51的線52-52取得的載片保持器裝置的截面視圖。拾取裝置被定 位成將載片插入到載片保持器裝置中。
[0064] 圖53是圖52的載片保持器裝置的詳細(xì)的視圖。
[0065] 圖54是上架子的端部的詳細(xì)的視圖。
[0066] 圖55是沿著圖51的線53-53取得的載片保持器裝置的截面視圖。
[0067] 圖56A是被定位在載片保持器裝置的上架子上方的載片的前部立視圖。
[0068] 圖56B是放到圖56A的上架子上的載片的前部立視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0069]圖1是根據(jù)在此描述的系統(tǒng)的各種實(shí)施例的掃描顯微鏡和/或其它掃描裝置的成 像系統(tǒng)5的示意性圖解，掃描顯微鏡和/或其它掃描裝置可以包括與數(shù)字病理學(xué)樣品掃描 和成像相關(guān)地使用的各種部件裝置。除了其它部件系統(tǒng)50以外，成像系統(tǒng)5可以包括具有 聚焦系統(tǒng)10的成像裝置，載片臺(tái)系統(tǒng)20、載片緩存系統(tǒng)30和照明系統(tǒng)40,如在此于別處進(jìn) 一步詳細(xì)討論那樣。還應(yīng)注意，可以與如在Dietz等人的題為"DigitalMicroscopeSlide ScanningSystemandMethods(數(shù)字顯微鏡載片掃描系統(tǒng)和方法)"的美國(guó)專利申請(qǐng)公開 號(hào)2008/0240613A1 (通過引用將其合并于此）中描述的用于圖像捕獲、縫合以及放大的顯 微鏡載片掃描儀器架構(gòu)和技術(shù)相關(guān)地使用在此描述的系統(tǒng)，其包括在沒有相當(dāng)大的精確度 損失的情況下與用放大重構(gòu)圖像并顯示或存儲(chǔ)被重構(gòu)的圖像相關(guān)聯(lián)的特征。
[0070]圖2是示出根據(jù)在此描述的系統(tǒng)的實(shí)施例的光學(xué)掃描顯微鏡和/或其它適當(dāng)成像 系統(tǒng)的成像裝置100的示意性圖解，其包括用于取得被設(shè)置在載片上的組織樣品101和/ 或其它對(duì)象的聚焦圖像的聚焦系統(tǒng)的部件。在此描述的聚焦系統(tǒng)提供隨著快照被捕獲而針 對(duì)每個(gè)快照確定最佳聚焦，可以將其稱為"動(dòng)態(tài)即時(shí)聚焦"。在此提供的裝置和技術(shù)導(dǎo)致形 成病理載片中的區(qū)域的數(shù)字圖像所需的時(shí)間的明顯減少。在此描述的系統(tǒng)將常規(guī)系統(tǒng)的兩 步方法的步驟集成并本質(zhì)上消除了預(yù)聚焦所需的時(shí)間。在此描述的系統(tǒng)提供使用用于捕獲 快照的動(dòng)態(tài)即時(shí)處理來創(chuàng)建顯微鏡載片上的樣本的數(shù)字圖像，其中用于捕獲所有快照的總 時(shí)間小于在捕獲快照之前使用針對(duì)每個(gè)快照的預(yù)確聚焦點(diǎn)的步驟的方法所需的時(shí)間。
[0071] 成像裝置100可以包括成像傳感器110,諸如電荷耦合器件（CXD)和/或互補(bǔ)金屬 氧化物半導(dǎo)體（CMOS)圖像傳感器，其可以是捕獲數(shù)字病理圖像的照相機(jī)111的一部分。成 像傳感器110可以從顯微鏡物鏡120接收經(jīng)由鏡筒透鏡112、束分離器114以及包括諸如聚 光器116和光源118和/或其它適當(dāng)光學(xué)部件119的被傳輸光顯微鏡的其它部件傳輸?shù)谋?傳輸光?？梢詫?duì)顯微鏡物鏡120進(jìn)行無限遠(yuǎn)修正。在一個(gè)實(shí)施例中，束分離器114可以提 供分配近似70%的光束源指向圖像傳感器110以及約30%的其余部分沿著路徑指向抖動(dòng)聚 焦臺(tái)150和聚焦傳感器160?？梢詫⒈怀上竦慕M織樣品101設(shè)置在可以沿著X和Y方向移 動(dòng)并且可以被如在此于別處進(jìn)一步討論的那樣進(jìn)行控制的XY移動(dòng)臺(tái)130上。聚焦臺(tái)140 可以控制顯微鏡物鏡120沿Z方向的移動(dòng)以使由圖像傳感器110捕獲的組織101的圖像聚 焦。聚焦臺(tái)140可以包括用于使顯微鏡物鏡120移動(dòng)的電動(dòng)機(jī)和/或其它合適的裝置。抖 動(dòng)聚焦臺(tái)150和聚焦傳感器160被用于根據(jù)在此描述的系統(tǒng)提供用于動(dòng)態(tài)即時(shí)聚焦的細(xì)聚 焦控制。在各種實(shí)施例中，聚焦傳感器160可以是C⑶和/或CMOS傳感器。
[0072] 抖動(dòng)聚焦臺(tái)150和聚焦傳感器160根據(jù)在成像處理期間快速地計(jì)算的銳度值和/ 或其它度量來提供動(dòng)態(tài)即時(shí)聚焦以隨著每個(gè)圖像快照被捕獲而獲得用于每個(gè)圖像快照的 最佳聚焦。如在此于別處進(jìn)一步詳細(xì)地討論的，可以使抖動(dòng)聚焦臺(tái)150以一定的頻率，例如 以正弦運(yùn)動(dòng)來進(jìn)行移動(dòng)，其獨(dú)立于并且超過對(duì)于顯微鏡物鏡120的更緩慢運(yùn)動(dòng)而言可行的 移動(dòng)頻率。由聚焦傳感器160進(jìn)行用于在抖動(dòng)聚焦臺(tái)150的運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)的組織查看的聚焦 信息的多個(gè)測(cè)量。聚焦電子器件和控制系統(tǒng)170可以包括用于控制聚焦傳感器和抖動(dòng)聚焦 臺(tái)150的電子器件、主時(shí)鐘、用于控制緩慢聚焦臺(tái)140 (Z方向）的電子器件、XY移動(dòng)臺(tái)130 以及依照在此的技術(shù)的系統(tǒng)的實(shí)施例的其它部件。聚焦電子器件和控制系統(tǒng)170可以被用 于使用來自抖動(dòng)聚焦臺(tái)150和聚焦傳感器160的信息來執(zhí)行銳度計(jì)算。可以在由抖動(dòng)移動(dòng) 定義的正弦曲線的至少一部分內(nèi)計(jì)算銳度值。聚焦電子器件和控制系統(tǒng)170然后可以使 用該信息來確定用于組織的最佳聚焦圖像的位置并命令緩慢聚焦臺(tái)140使顯微鏡物鏡120 移動(dòng)到所需的位置(沿著Z軸，如所示那樣）以便在成像處理期間獲得最佳聚焦圖像?？刂?系統(tǒng)170還可以使用該信息來控制XY移動(dòng)臺(tái)130的速度，例如，臺(tái)130沿Y方向的移動(dòng)的 速度。在實(shí)施例中，可以通過對(duì)相鄰像素的對(duì)比度值進(jìn)行差分化，對(duì)其求平方并將那些值加 在一起以形成一個(gè)分?jǐn)?shù)來計(jì)算銳度值。在此于別處進(jìn)一步討論了用于確定銳度值的各種算 法。
[0073] 在根據(jù)在此描述的系統(tǒng)的各種實(shí)施例中，并且依照在此于別處討論的部件，一種 用于創(chuàng)建顯微鏡載片上的樣本的數(shù)字圖像的裝置包括：被無窮遠(yuǎn)修正的顯微鏡物鏡；束分 離器；照相機(jī)聚焦透鏡；高分辨率照相機(jī)；傳感器聚焦透鏡組；抖動(dòng)聚焦臺(tái)；聚焦傳感器； 聚焦粗(緩慢）臺(tái)；以及聚焦電子器件。該裝置可以允許在不需要在捕獲快照之前預(yù)定用于 所有快照的聚焦點(diǎn)的情況下使物鏡聚焦并通過照相機(jī)來捕獲每個(gè)快照，并且其中用于捕獲 所有快照的總時(shí)間小于要求在捕獲快照之前預(yù)定用于每個(gè)快照的聚焦點(diǎn)的步驟的系統(tǒng)所 需的時(shí)間。該系統(tǒng)可以包括計(jì)算機(jī)控制，用于：i)在組織上確定第一聚焦點(diǎn)以通過使粗聚 焦臺(tái)移動(dòng)通過整個(gè)z范圍并監(jiān)視銳度值來建立標(biāo)稱聚焦面；ii)以在所關(guān)心區(qū)域的一角處 開始的X和y來對(duì)組織進(jìn)行定位；iii)將抖動(dòng)細(xì)聚焦臺(tái)設(shè)定為運(yùn)動(dòng)，其中抖動(dòng)聚焦臺(tái)被同 步到主時(shí)鐘，該主時(shí)鐘也控制xy臺(tái)的速度；iv)命令臺(tái)從幀移動(dòng)到鄰近幀，和/或v)產(chǎn)生 觸發(fā)信號(hào)以獲取圖像傳感器上的幀并觸發(fā)光源以創(chuàng)建光脈沖。
[0074] 進(jìn)一步地，根據(jù)另一實(shí)施例，在此描述的系統(tǒng)可以提供用于創(chuàng)建在顯微鏡載片上 的樣本的數(shù)字圖像的計(jì)算機(jī)實(shí)施方法。該方法可以包括確定包括顯微鏡載片的區(qū)域(該區(qū) 域包括樣本的至少一部分）的掃描區(qū)域。可以將該掃描區(qū)域劃分成多個(gè)快照?？梢允褂蔑@ 微鏡物鏡和照相機(jī)來捕獲快照，其中可以在不需要在捕獲快照之前預(yù)定用于所有快照的聚 焦點(diǎn)的情況下針對(duì)每個(gè)快照進(jìn)行使物鏡和顯微鏡聚焦并通過照相機(jī)來捕獲每個(gè)快照。用于 捕獲所有快照的總時(shí)間可以小于要求在捕獲快照之前預(yù)定用于每個(gè)快照的聚焦點(diǎn)的步驟 的方法所需的時(shí)間。
[0075] 圖3A是包括聚焦電子器件161、主時(shí)鐘163和臺(tái)控制電子器件165的聚焦電子器 件和控制系統(tǒng)170的實(shí)施例的示意性圖解。圖3B是聚焦電子器件161的實(shí)施例的示意性 圖解。在所圖解的實(shí)施例中，聚焦電子器件161可以包括諸如合適地快速的A/D轉(zhuǎn)換器171 和具有可以用于作出銳度計(jì)算的微處理器173的現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（FPGA)172的適當(dāng)?shù)碾?子器件。A/D轉(zhuǎn)換器171可以從被耦合到FPGA 172和微處理器173并被用于輸出銳度信息 的聚焦傳感器160接收信息。包括在系統(tǒng)170中的主時(shí)鐘可以向聚焦電子器件161、臺(tái)控制 電子器件165以及系統(tǒng)的其它部件供給主時(shí)鐘信號(hào)。臺(tái)控制電子器件165可以生成被用于 控制緩慢聚焦臺(tái)140、XY移動(dòng)臺(tái)130、抖動(dòng)聚焦臺(tái)150的控制信號(hào)和/或其它控制信號(hào)和信 息，如在此于別處進(jìn)一步討論的那樣。除了其它信息以外，F(xiàn)PGA 172可以向聚焦傳感器160 供給時(shí)鐘信號(hào)。實(shí)驗(yàn)室中的測(cè)量示出可以在18微秒內(nèi)作出640X32像素幀上的銳度計(jì)算， 容易地快到足以用于在此描述的系統(tǒng)的合適的操作。在實(shí)施例中，聚焦傳感器160可以包 括被窗口化成640 X 32條的單色(XD照相機(jī)，如在此于別處進(jìn)一步討論的那樣。
[0076] 掃描顯微鏡可以獲取包括RGB或某個(gè)其它色彩空間中的對(duì)比度信息和/或強(qiáng)度信 息的1D或2D像素陣列，如在此于別處進(jìn)一步討論的那樣。系統(tǒng)在例如25mmX50mm玻璃 載片上的大的視野內(nèi)找到最佳聚焦點(diǎn)。許多商用系統(tǒng)對(duì)由具有CCD陣列的20x、0. 75NA顯 微鏡物鏡產(chǎn)生的場(chǎng)景進(jìn)行米樣。給定物鏡和聚光器的0.75的NA和500nm的波長(zhǎng)，光學(xué)系 統(tǒng)的橫向分辨率為大約〇. 5微米。為了以尼奎斯特頻率對(duì)該分辨率元素進(jìn)行采樣，對(duì)象處 的像素大小為大約0.25微米。對(duì)于具有7. 4微米的像素大小、以30fps運(yùn)行的4M像素 照相機(jī)(例如DalsaFalcon4M30/60)而言，從對(duì)象到成像照相機(jī)的放大是7. 4/0. 25=30x。 因此，2352X1728下的一個(gè)幀可以覆蓋對(duì)象處的0.588mmXO. 432mm的區(qū)域，其對(duì)于在面 積上被定義為15_X15 _的典型組織切片而言等同大約910個(gè)幀。在聚焦尺寸的組織 空間改變比對(duì)象處的幀大小更低得多的情況下理想地使用在此描述的系統(tǒng)。實(shí)際上聚焦的 改變?cè)诟蟮木嚯x內(nèi)發(fā)生并且作出大部分的聚焦調(diào)整以修正偏斜。這些偏斜在對(duì)象處一般 地在每幀尺寸0. 5-1微米的范圍內(nèi)。
[0077] 對(duì)于當(dāng)前掃描系統(tǒng)(例如BiolmageneiScanCoreo系統(tǒng)）而言所得到的時(shí)間對(duì)于 20x15mmX15mm場(chǎng)的預(yù)掃描和掃描而言為大約3. 5分鐘并且對(duì)于15mmX15mm場(chǎng)的 40x掃描而言為大約15分鐘。通過在26個(gè)道次中運(yùn)行35個(gè)幀來掃描15mmX15mm場(chǎng)。 可以用1秒的回掃描時(shí)間單向地進(jìn)行掃描。使用根據(jù)在此描述的系統(tǒng)的技術(shù)來進(jìn)行掃描的 時(shí)間可以為大約5秒以找到標(biāo)稱聚焦面，每道次1. 17秒（25道次)，總共5+25X(1. 17+1) =59. 25秒(大約1分鐘)。相比于常規(guī)方法而言這是相當(dāng)大的時(shí)間節(jié)省。在此描述的系統(tǒng)的 其它實(shí)施例可以允許甚至更快的聚焦時(shí)間，但是可能發(fā)生對(duì)用以避免連續(xù)掃描上的運(yùn)動(dòng)模 糊的短照明時(shí)間所需的光量的限制。允許高峰值照明的脈沖調(diào)制或選通光源118可以緩解 該問題，該光源118可以如在此于別處進(jìn)一步討論的那樣為L(zhǎng)ED光源。在實(shí)施例中，可以由 聚焦電子器件和控制系統(tǒng)170來控制光源118的脈沖調(diào)制。另外，雙向地運(yùn)行系統(tǒng)將消除 回描時(shí)間，對(duì)于20x掃描節(jié)省大約25秒，導(dǎo)致35秒的掃描時(shí)間。
[0078] 應(yīng)當(dāng)注意到，與聚焦電子器件和控制系統(tǒng)170相關(guān)地使用的部件還可以更一般地 被稱為用于與在此描述的技術(shù)的實(shí)施例相關(guān)地執(zhí)行多種不同功能的電部件。
[0079] 圖4是根據(jù)在此描述的系統(tǒng)的實(shí)施例的更詳細(xì)地示出抖動(dòng)聚焦臺(tái)150的示意性圖 解。抖動(dòng)聚焦臺(tái)150可以包括可以被諸如聲音線圈致動(dòng)器的一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器152a、b移 動(dòng)并且可以被安裝到剛性外殼15