基于联动式扫描装置的图像扫描方法与流程

本发明涉及细胞图像扫描领域，尤其是涉及一种基于联动式扫描装置的图像扫描方法。

背景技术：

1、宫颈细胞试样采样后需要制成玻片并染色处理，染色后盖上盖玻片制成成片。随后，玻片成片需要放置在片夹上，插入玻片扫描机内扫描，将病理区域扫描成图片以供后续医师使用。

2、小放大倍率的扫描镜拍摄的单张图片视野大，但受限于镜头分辨率，其放大后细节丢失。大放大倍率的扫描镜拍摄的单张图片视野小，细节清晰，但是无法观察病理区域全貌，因此需要后台进行图像拼接后以供人工查看，图像采集时间长，后期图片拼接工作量大。因此一般会选择合适放大倍率的扫描镜配合恰当的拍摄布距进行图像采集。

3、目前市面上常见的图像采集装置，采用三轴移动机构搭载电子扫描镜，能够拍摄玻片上不同区域、不同深度层次的图像并自动传递给后台服务器。近来由于检测需求的大幅度提高，市面上出现了将多个三维扫描仪集中布置的柜式扫描矩阵，由于其本质上是将多台独立的扫描仪集中摆设，柜体整体较为庞大，还存在移动机构数量多、成本高、整体能耗大的问题。并且此种三维扫描仪大多配备的扫描镜为定焦扫描镜，为拍清晰细节需要采用小步距拍摄大量图片，因此还存在拍摄效率低的问题。

技术实现思路

1、本发明提供了一种基于联动式扫描装置的图像扫描方法，解决传统的集中放置式的扫描柜，柜体整体较为庞大、成本高的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种基于单轴联动式扫描装置的图像扫描方法，包括片夹柜、片夹转运装置和扫描塔组件，片夹柜和扫描塔组件之间设有预览镜头，扫描塔组件设有多个承载层，各承载层沿周向设有多个二维移动台，二维移动台上设有玻片夹，扫描塔组件中央设有高度可升降的升降套，升降套沿周向设有多个外伸臂，各外伸臂端部设有变焦扫描镜；

3、片夹转运装置将片夹柜中的玻片夹取出并移动到预览镜头下方进行预览拍摄，标记玻片上需要拍摄的区域；

4、玻片夹被转运到各二维移动台上定位；

5、外伸臂带动各变焦扫描镜统一升降到初始高度并拍摄单高度层上各需要拍摄的水平区域；

6、外伸臂带动各变焦扫描镜统一多次下降并拍摄各高度层的图像；

7、将同一水平区域的多个高度层的图片合成并将合成图片按照水平位置拼接以供后续使用。

8、优选的方案中，各玻片夹至少一角还设有两个垂直布置的标靶组件，标靶组件包括中央镂空的倾斜架，倾斜架中央镂空部设有铰接的标靶板，两个标靶组件的标靶板高度相同，倾斜架上设有刻度区，标靶板下端中央设有重块，还包括拍摄深度确定方法：

9、预先调整各变焦扫描镜竖直且高度统一；

10、各玻片夹转运到各二维移动台上后，各二维移动台驱动各玻片夹水平移动，外伸臂多次调整高度，其中一个变焦扫描镜拍摄玻片夹上标靶组件的标靶板，其余的变焦扫描镜拍摄其余各玻片夹上标靶组件的刻度区；

11、根据清晰刻度线找到处于最低的玻片夹和处于最高的玻片夹的高度差，记为拍摄深度；

12、以最高的玻片夹上的细胞试样区域顶端作为第一拍摄高度对拍摄深度范围内的高度区域进行分层拍摄。

13、优选的方案中，包括多级分割扫描方法：

14、片夹转运装置将片夹柜中的玻片夹取出并移动到预览镜头下方进行预览拍摄，分析软件标记细胞试样区域在玻片夹的各玻片上的分布区域并记录这些预览标记区域；

15、按照第一步距对预览标记区域进行初次区域分割；

16、片夹转运装置将玻片夹继续转运到各二维移动台上，并确定拍摄深度；

17、外伸臂下降到第一拍摄高度，各二维移动台驱动玻片夹移动到各变焦扫描镜下方原点位置，按照第一设定步距逐区域依次拍摄最近的预览标记区域；

18、按照第一设定步距逐区域依次拍摄玻片夹上其他预览标记区域；

19、外伸臂下降到第二拍摄高度，各二维移动台驱动玻片夹复位到变焦扫描镜下方原点位置，按照第一设定步距逐区域依次拍摄最近的预览标记区域和其他预览标记区域，之后外伸臂再次下降到其它拍摄高度并重复逐区域拍摄；

20、将同一水平区域的图片的清晰部分图像合成为单张融合图片，分析各融合图片并排除无细胞组织的空白区域和健康细胞区域，标记疑似病态细胞区域位置；

21、外伸臂复位到初始高度；

22、变焦扫描镜变焦并增大放大倍率；

23、按照第二设定步距对疑似病态细胞区域进行分割，第二设定步距小于第一设定步距；

24、外伸臂下降到第一拍摄高度，各二维移动台驱动玻片夹移动到各变焦扫描镜下方原点位置，按照第二设定步距逐区域依次拍摄最近的疑似病态细胞区域；

25、外伸臂下降到第二拍摄高度，各二维移动台驱动玻片夹复位到变焦扫描镜下方原点位置，按照第一设定步距逐区域依次拍摄最近的疑似病态细胞区域和其他疑似病态细胞区域，之后外伸臂再次下降到其它拍摄高度并重复逐区域拍摄；

26、将同一水平区域的图片的清晰部分图像合成为单张融合图片，再次分析各融合图片并排除无细胞组织的空白区域和健康细胞区域，并标记接近病态细胞特征的精确细分区域；

27、再次在不同高度层采用第三设定步距拍摄精确细分区域，第三设定步距小于第二设定步距，将各单张融合图片上传并进行图像拼接，合成病态细胞区域整体图片。

28、优选的方案中，二维移动台包括第一滑台，第一滑台下方承载板上设有第一丝杠和第一导轨滑块机构，第一丝杠的丝母座与第一滑台连接，第一导轨滑块机构的滑块与第一滑台连接，第一丝杠一端设有第二驱动电机，第一滑台上设有第二丝杠和第二导轨滑块装置，还设有第二滑台，第二滑台与第二导轨滑块装置的滑块和第二丝杠的丝母座连接，第二丝杠轴端设有第一驱动电机，玻片夹定位在第二滑台上。

29、优选的方案中，扫描塔组件中央设有中央固定轴，中央固定轴上高度方向设有多个定位套，定位套上端与升降套套接，还设有第一销钉和第二销钉，第一销钉穿过定位套以与中央固定轴连接，第二销钉穿过定位套以与升降套连接。

30、优选的方案中，还设有中央套，中央套与升降套外壁套接，外伸臂一端连接中央套，中央套上设有卡键，升降套外壁设有竖向卡槽，卡键卡在竖向卡槽中滑动。

31、优选的方案中，中央套外壁设有齿条，升降套外壁设有套架，套架下端设有提升电机，提升电机轴端安装齿轮，齿轮与齿条啮合。

32、本发明的有益效果为：采用圆柱塔式扫描组件，配合联动式的竖向移动机构，驱动扫描镜整体升降，降低直线机构数量，节省成本；采用标靶组件提前确定各片夹高度，确定拍摄深度；采用多级区域筛选拍摄的方式，降低多层拍摄带来的工作量，弥补扫描效率损失；多次筛选后，拼接图像和后期人工筛选工作量大大降低，变像提高了细胞图像甄别整体效率。

技术特征：

1.一种基于单轴联动式扫描装置的图像扫描方法，其特征是：包括片夹柜（1）、片夹转运装置（2）和扫描塔组件（4），片夹柜（1）和扫描塔组件（4）之间设有预览镜头（3），扫描塔组件（4）设有多个承载层，各承载层沿周向设有多个二维移动台（5），二维移动台（5）上设有玻片夹（6），扫描塔组件（4）中央设有高度可升降的升降套（8），升降套（8）沿周向设有多个外伸臂（9），各外伸臂（9）端部设有变焦扫描镜（7）；

2.根据权利要求1所述基于单轴联动式扫描装置的图像扫描方法，其特征是：各玻片夹（6）至少一角还设有两个垂直布置的标靶组件（10），标靶组件（10）包括中央镂空的倾斜架（1001），倾斜架（1001）中央镂空部设有铰接的标靶板（1002），两个标靶组件（10）的标靶板（1002）高度相同，倾斜架（1001）上设有刻度区（1003），标靶板（1002）下端中央设有重块（1004），还包括拍摄深度确定方法：

3.根据权利要求2所述基于单轴联动式扫描装置的图像扫描方法，其特征是：包括多级分割扫描方法：

4.根据权利要求1所述基于单轴联动式扫描装置的图像扫描方法，其特征是：二维移动台（5）包括第一滑台（501），第一滑台（501）下方承载板上设有第一丝杠（503）和第一导轨滑块机构（504），第一丝杠（503）的丝母座与第一滑台（501）连接，第一导轨滑块机构（504）的滑块与第一滑台（501）连接，第一丝杠（503）一端设有第二驱动电机（508），第一滑台（501）上设有第二丝杠（505）和第二导轨滑块装置（506），还设有第二滑台（502），第二滑台（502）与第二导轨滑块装置（506）的滑块和第二丝杠（505）的丝母座连接，第二丝杠（505）轴端设有第一驱动电机（507），玻片夹（6）定位在第二滑台（502）上。

5.根据权利要求1所述基于单轴联动式扫描装置的图像扫描方法，其特征是：扫描塔组件（4）中央设有中央固定轴（11），中央固定轴（11）上高度方向设有多个定位套（1101），定位套（1101）上端与升降套（8）套接，还设有第一销钉（1102）和第二销钉（1103），第一销钉（1102）穿过定位套（1101）以与中央固定轴（11）连接，第二销钉（1103）穿过定位套（1101）以与升降套（8）连接。

6.根据权利要求1所述基于单轴联动式扫描装置的图像扫描方法，其特征是：还设有中央套（901），中央套（901）与升降套（8）外壁套接，外伸臂（9）一端连接中央套（901），中央套（901）上设有卡键（902），升降套（8）外壁设有竖向卡槽（801），卡键（902）卡在竖向卡槽（801）中滑动。

7.根据权利要求1所述基于单轴联动式扫描装置的图像扫描方法，其特征是：中央套（901）外壁设有齿条（903），升降套（8）外壁设有套架（906），套架（906）下端设有提升电机（905），提升电机（905）轴端安装齿轮（904），齿轮（904）与齿条（903）啮合。

技术总结本申请采用片夹转运装置将片夹柜中的玻片夹取出并移动到预览镜头下方进行预览拍摄，标记玻片上需要拍摄的区域；玻片夹被转运到各二维移动台上定位；外伸臂带动各变焦扫描镜统一升降到初始高度并拍摄单高度层上各需要拍摄的水平区域；外伸臂带动各变焦扫描镜统一多次下降并拍摄各高度层的图像；将同一水平区域的多个高度层的图片合成并将合成图片按照水平位置拼接以供后续使用；解决传统的集中放置式的扫描柜，柜体整体较为庞大、成本高的问题。技术研发人员：沈涛,李诚,严姗,罗强,曹得华,庞宝川,龚向阳受保护的技术使用者：武汉兰丁云医学检验实验室有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/19