申请/专利权人：深圳市生强科技有限公司

申请日：2018-02-26

公开（公告）日：2024-07-05

公开（公告）号：CN108387517B

主分类号：G01N21/01

分类号：G01N21/01;G01N21/84;H04N1/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.07.05#授权;2020.12.18#实质审查的生效;2018.08.10#公开

摘要：本发明公开了一种切片扫描方法及系统，应用于切片扫描系统，所述切片扫描系统包括物镜和载玻片，所述方法包括：保持所述物镜与载玻片之间的距离，对所述物镜所观察到视野区域中的图像进行对焦处理，得到所述物镜与其所观察到视野区域中图像的焦点之间的距离，多个所述视野区域中的图像构成所述载波片所承载切片的图像；根据所述物镜与其所观察到视野区域中图像的焦点之间的距离，确定所述载玻片所承载切片的表面波形分布函数；根据所述载玻片所承载切片的表面波形分布函数控制所述物镜进行调焦，并对所述载玻片所承载切片进行全场扫描，得到所述载波片所承载切片的图像。采用本发明能够提高切片扫描效率。

主权项：1.一种切片扫描方法，其特征在于，应用于切片扫描系统，所述切片扫描系统包括物镜和载玻片，所述方法包括：保持所述物镜与载玻片之间的距离，通过摄像装置对所述物镜所观察到视野区域中的图像进行拍摄；多个所述视野区域中的图像构成所述载玻片所承载切片的图像；保持所述物镜与载玻片之间的距离，是指对焦处理过程中，物镜不会沿Z轴方向移动；根据拍摄的图像调节物距和像距之间的距离，确定所述物镜所观察到视野区域中图像的焦点；计算所述物镜与其所观察到视野区域中图像的焦点之间的距离；根据所述物镜与其所观察到视野区域中图像的焦点之间的距离，确定所述载玻片所承载切片的表面波形分布函数；其中包括，针对其中一个所述视野区域，获取所述物镜与该其中一个所述视野区域中图像的焦点之间的距离；控制所述载玻片沿X轴方向移动至后一个所述视野区域，使得所述物镜观察后一个视野区域，获取所述物镜与该后一个所述视野区域中图像的焦点之间的距离；采用曲线拟合由所述物镜与多个所述视野区域中图像的焦点之间的距离构造所述载玻片所承载切片的表面波形分布函数；根据所述载玻片所承载切片的表面波形分布函数控制所述物镜进行调焦，并对所述载玻片所承载切片进行全场扫描，得到所述载玻片所承载切片的图像；其中包括，控制所述物镜沿Z轴方向按照所述载玻片所承载切片的表面波形分布函数进行移动；随着所述物镜的移动，沿X轴方向对所述载玻片中多个所述视野区域进行移动扫描，得到所述载玻片所承载切片的图像。

全文数据：切片扫描方法及系统技术领域[0001]本发明属于扫描技术领域，尤其涉及一种切片扫描方法及系统。背景技术[0002]传统的病理诊断基于一张切片，即由医生借助显微镜对该切片进行形态观察，以做出病理诊断。[0003]近年来随着图像数字化的发展，使得将切片转化为数字化图像成为可能，即将切片所反映的所有病理信息转化为可供存储的数字化图像，进而供医生借助终端设备进行查看并做出病理诊断，不仅方便于互联网传输，而且有利于实现跨地域的远程病理会诊。[0004]目前，切片扫描系统所进行的切片扫描过程中，由于切片表面往往是粗糙不光滑的，使得物镜所观察到视野区域中的图像近处清晰，而远处模糊，故而，在切片扫描过程中，首先需要人工不断地调整物镜，待物镜所观察到视野区域中的图像清晰，方可控制摄像装置对该视野区域中图像进行拍摄，并最终得到载玻片所承载切片的图像，以此实现切片的数字化。[0005]由上可知，现有的切片扫描过程中，由于物镜需要不断地进行手动调焦，使得摄像装置无法连续拍摄，进而导致切片扫描效率低下。发明内容[0006]基于此，本发明实施例的目的在于提供一种切片扫描方法及系统，旨在解决现有技术中切片扫描效率低的问题。[0007]本发明实施例所采用的技术方案如下：[0008]—方面，一种切片扫描方法，所述显微镜包括物镜和载玻片，所述方法包括:保持所述物镜与载玻片之间的距离，对所述物镜所观察到视野区域中的图像进行对焦处理，得到所述物镜与其所观察到视野区域中图像的焦点之间的距离，多个所述视野区域中的图像构成所述载波片所承载切片的图像;根据所述物镜与其所观察到视野区域中图像的焦点之间的距离，确定所述载玻片所承载切片的表面波形分布函数;根据所述载玻片所承载切片的表面波形分布函数控制所述物镜进行调焦，并对所述载玻片所承载切片进行全场扫描，得到所述载波片所承载切片的图像。[0009]优选地，所述保持所述物镜与载玻片之间的距离，对所述物镜所观察到视野区域中的图像进行对焦处理，得到所述物镜与其所观察到视野区域中焦点之间的距离，包括:保持所述物镜与载玻片之间的距离，通过摄像装置对所述物镜所观察到视野区域中的图像进行拍摄;根据拍摄的图像调节物距和像距之间的距离，确定所述物镜所观察到视野区域中图像的焦点;计算所述物镜与其所观察到视野区域中图像的焦点之间的距离。_[0010]优选地，所述根据所述物镜与其所观察到视野区域中图像的焦点之间的距离，确定所述载玻片所承载切片的表面波形分布函数，包括:针对其中一个所述视野区域，获取所述物镜与该其中一个所述视野区域中图像的焦点之间的距离;控制所述载玻片沿x轴方向移动至后一个所述视野区域，使得所述物镜观察后一个视野区域，获取所述物镜与该后一个所述视野区域中图像的焦点之间的距离;采用曲线拟合由所述物镜与多个所述视野区域中图像的焦点之间的距离构造所述载玻片所承载切片的表面波形分布函数。[0011]优选地，所述根据所述载玻片所承载切片的表面波形分布函数控制所述物镜进行调焦，并对所述载玻片所承载切片进行全场扫描，得到所述载波片所承载切片的图像，包括:控制所述物镜沿Z轴方向按照所述载玻片所承载切片的表面波形分布函数进行移动;随着所述物镜的移动，沿X轴方向对所述载波片中多个所述视野区域进行移动扫描，得到所述载波片所承载切片的图像。[0012]优选地，所述随着所述物镜的移动，沿X轴方向对所述载波片中多个所述视野区域进行移动扫描，得到所述载波片所承载切片的图像，包括:通过摄像装置对移动后所述物镜所观察其中一个视野区域中图像进行拍摄，得到对应于该其中一个视野区域的图像;控制所述载玻片沿X轴方向移动，使得所述物镜观察后一个视野区域，通过所述摄像装置对该后一个视野区域中图像进行拍摄，得到对应于该后一个视野区域的图像;将对应于不同视野区域的多个图像进行图像拼接处理，得到所述载波片所承载切片的图像。[0013]优选地，所述多个视野区域成矩形分布于所述载波片中，所述方法还包括:如果该其中一个视野区域为所述载波片当前行所分布视野区域中的最后一个视野区域，则控制所述载波片沿Y轴方向移动至后一行，使得所述物镜观察所述载波片中后一行所分布的视野区域。[0014]优选地，所述物镜与载玻片之间在所述对焦处理中保持的距离为〇.4mm。[0015]优选地，所述视野区域中图像的尺寸为0•3mmX0•4mm。[0016]另一方面，一种切片扫描系统，所述切片扫描系统包括物镜和载波片，所述切片扫描系统还包括：图像对焦模块，用于保持显微镜中物镜与载玻片之间的距离，对所述物镜所观察到视野区域中的图像进行对焦处理，得到所述物镜与其所观察到视野区域中图像的焦点之间的距离，多个所述视野区域中的图像构成所述载波片所承载切片的图像;分布获取模块，用于根据所述物镜与其所观察到视野区域中图像的焦点之间的距离，确定所述载玻片所承载切片的表面波形分布函数;全场扫描模块，用于根据所述载玻片所承载切片的表面波形分布函数控制所述物镜进行调焦，并对所述载玻片所承载切片进行全场扫描，得到所述载波片所承载切片的图像。[0017]另一方面，一种切片扫描系统，包括处理器和存储器，所述存储器上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被所述处理器执行时，实现如上所述的切片扫描方法。[0018]由本发明上述实施例所提供的技术方案可知，基于载波片所承载切片的表面波形分布函数自动进行物镜调焦控制，使得载波片所承载切片在进行扫描过程中，不再需要手动调整物镜，避免人工实现，进而有效地提高了切片扫描效率。附图说明[0019]图1为本发明实施例提供的切片扫描系统的结构框图。[0020]图2为本发明实施例提供的切片扫描方法的流程示意图。[0021]图3为图2实施例中步骤110在一实施例的流程示意图。[0022]图4为图3实施例中切片的表面波形分布函数的示意图。[0023]图5为图2实施例中步骤120在一实施例的流程示意图。[0024]图6为图2实施例中步骤130在一实施例的流程示意图。[0025]图7为图6实施例中步骤132在一实施例的流程示意图。[0026]图8为本发明实施例提供的切片扫描系统的示意图。具体实施方式[0027]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。[0028]图1为本发明实施例提供的切片扫描系统的结构框图。如图1所示，该切片扫描系统100包括但不限于:光源101、物镜102、载玻片103和摄像装置104。[0029]其中，光源101发出的光经物镜102照射至载玻片103所承载的切片，当物镜102所观察到视野区域中的图像清晰，则控制摄像装置104对该视野区域中的图像进行拍摄，并最终得到载玻片103所承载切片的图像，以此实现切片的数字化。[0030]优选地，光源101为LED照明系统，摄像装置104包括至少一个用于扫描时图像拍摄的摄像头。[0031]请参阅图2,在一实施例中，一种切片扫描方法应用于切片扫描系统，该切片扫描系统的结构框图如图1所示。[0032]该种切片扫描方法可以包括以下步骤：[0033]步骤110,保持物镜与载玻片之间的距离，对物镜所观察到视野区域中的图像进行对焦处理，得到物镜与其所观察到视野区域中图像的焦点之间的距离。[0034]首先说明的是，保持物镜与载波片之间的距离，是指对焦处理过程中，物镜不会沿Z轴方向移动。较优地，物镜与载玻片之间在对焦处理中保持的距离为〇.4mm。[0035]其次，多个视野区域中的图像构成载波片所承载切片的图像。也就是说，载玻片被划分为多个视野区域，进而使得医生不仅可以对单个视野区域中的图像进行查看，还可以对由多个视野区域中图像所构成的切片图像进行查看，以此有效地增强了切片扫描的实用性。较优地，视野区域中图像的尺寸为〇.3_X0.4_。[0036]对焦处理，也可以理解为摄像装置的对焦，即通过摄像装置中对焦机构调节物距和像距之间的距离，使得所拍摄图像清晰的过程。[0037]由此，在对焦处理过程中，便能够确定物镜所观察到视野区域中图像的焦点，即图像中最清晰的像素点，进而得到该焦点与物镜之间的距离。[0038]在一实施例的具体实现中，如图3所示，步骤110可以包括以下步骤：[0039]步骤111，保持物镜与载玻片之间的距离，通过摄像装置对物镜所观察到视野区域中的图像进行拍摄。[0040]步骤112，根据拍摄的图像调节物距和像距之间的距离，确定物镜所观察到视野区域中图像的焦点。[0041]步骤113,计算物镜与其所观察到视野区域中图像的焦点之间的距离。[0042]可以理解，当完成对焦，摄像装置的对焦机构至物镜所观察到视野区域中图像的焦点之间的像距确定，而设置于切片扫描系统中的对焦机构与物镜之间的距离已知，由此，便能够计算得到物镜与其所观察到视野区域中图像的焦点之间的距离。进一步地，在得到物镜与其所观察到视野区域中图像的焦点之间的距离之后，便对该距离进行存储，以供后续使用。_[0043]步骤120,根据物镜与其所观察到视野区域中图像的焦点之间的距离，确定载玻片所承载切片的表面波形分布函数。[0044]应当理解，对焦处理过程中，物镜与载波片之间的距离是固定，而视野区域中图像的焦点是针对载玻片所承载的切片而言，也就是说，物镜与切片之间的距离将随着切片表面的粗糙不光滑而发生变化，进而使得物镜与其所观察到多个视野区域中图像的焦点之间的距离相应变化，并非固定。[0045]基于此，如图4所示，在得到物镜501与其所观察到多个视野区域中图像的焦点502、503之间的距离dl、d2之后，便能够形成载玻片504所承载切片505的表面波形分布506。[0046]在一实施例的具体实现中，如图5所示，步骤120可以包括以下步骤：[0047]步骤121，针对其中一个视野区域，获取物镜与该其中一个视野区域中图像的焦点之间的距离。[0048]步骤122,控制载玻片沿X轴方向移动至后一个视野区域，使得物镜观察后一个视野区域，获取物镜与该后一个视野区域中图像的焦点之间的距离。[0049]其中，获取，即是指由存储距离的存储器中读取物镜与其所观察到视野区域中图像的焦点之间的距离。_[0050]步骤123,采用曲线拟合由物镜与多个视野区域中图像的焦点之间的距离构造载玻片所承载切片的表面波形分布函数。[0051]曲线拟合，是指将平面上一系列己知的点，由一条光滑曲线连接起来。[0052]由此，表面波形分布函数，由物镜与多个视野区域中图像的焦点之间的距离通过曲线拟合构造得到，实质上反映了载玻片所承载切片的表面波形分布。[0053]步骤130,根据载玻片所承载切片的表面波形分布函数控制物镜进行调焦，并对载玻片所承载切片进行全场扫描，得到载波片所承载切片的图像。[0054]全场扫描，是指对载玻片所承载的切片整体进行扫描，即通过物镜观察载波片中所有的视野区域。[0055]在一实施例的具体实现中，如图6所示，步骤13〇可以包括以下步骤：[0056]步骤131，控制物镜沿Z轴方向按照载玻片所承载切片的表面波形分布函数进行移动。[0057]可以理解，表面波形分布函数，在对焦处理过程中获得，实质上反映了载玻片所承载切片的表面波形分布。为此，按照表面波形分布函数控制物镜沿Z轴方向移动，将使得移动后物镜所观察到视野区域中的图像清晰，进而有利于后续摄像装置对该图像进行拍摄。[0058]步骤132，随着物镜的移动，沿X轴方向对载波片中多个视野区域进行移动扫描，得到载波片所承载切片的图像。[0059]具体而言，如图7所示，步骤132可以包括以下步骤：[0060]步骤1321，通过摄像装置对移动后物镜所观察其中一个视野区域中图像进行拍摄，得到对应于该其中一个视野区域的图像。[0061]步骤1322,控制载玻片沿X轴方向移动，使得物镜观察后一个视野区域，通过摄像装置对该后一个视野区域中图像进行拍摄，得到对应于该后一个视野区域的图像。[0062]其中，摄像装置对不同视野区域中图像进行拍摄的时间间隔由线性编码器控制，即线性编码器检测到载玻片等距离移动，便生成触发信号通知摄像装置进行拍摄，以此充分地保证了拍摄效率和准确率，有利于实现切片扫描的自动化。[0063]步骤1323,将对应于不同视野区域的多个图像进行图像拼接处理，得到载波片所承载切片的图像。[0064]应当说明的是，本实施例中，对应于不同视野区域的多个图像，即拍摄的图像，实际尺寸大于视野区域中图像的尺寸，也就是说，相对于视野区域中的图像，对应于不同视野区域的多个图像之间存在重复边缘部分。[0065]由此，图像拼接处理，是指将对应于不同视野区域的多个图像之间存在的重复边缘部分进行相同图像叠加，以此实现多个图像的无缝拼接。[0066]通过如上所述的过程，实现了切片扫描的自动化，避免物镜的手动调焦，使得摄像装置在切片扫描过程中可以连续拍摄而无需停止，从而有效地提高了切片扫描效率。[0067]在一实施例中，多个视野区域成矩形分布于载波片中，矩形分布是指多个视野区域成行成列地分布于载波片中。[0068]相应地，步骤122、步骤1322之前，所述方法还可以包括以下步骤：[0069]如果该其中一个视野区域为载波片当前行所分布视野区域中的最后一个视野区域，则控制载波片沿Y轴方向移动至后一行，使得物镜观察载波片中后一行所分布的视野区域。[0070]在上述实施例的作用下，实现了载玻片的等距离移动，为摄像装置进行连续拍摄提供了充分依据，进一步有利于实现切片扫描的自动化，以提高切片扫描效率。[0071]请参阅图8，在一实施例中，一种切片扫描系统300包括但不限于：图像对焦模块310、分布获取模块320和全场扫描模块330。[0072]其中，图像对焦模块31〇用于保持显微镜中物镜与载玻片之间的距离，对物镜所观察到视野区域中的图像进行对焦处理，得到物镜与其所观察到视野区域中图像的焦点之间的距离，多个视野区域中的图像构成载波片所承载切片的图像。[0073]分布获取模块320用于根据物镜与其所观察到视野区域中图像的焦点之间的距离，确定载玻片所承载切片的表面波形分布函数。[0074]全场扫描模块330用于根据载玻片所承载切片的表面波形分布函数控制物镜进行调焦，并对载玻片所承载切片进行全场扫描，得到载波片所承载切片的图像。[0075]在一实施例中，一种切片扫描系统，包括处理器和存储器，存储器上存储有计算机可读指令，计算机可读指令被处理器执行时，实现如上的切片扫描方法。[0076]以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种切片扫描方法，其特征在于，应用于切片扫描系统，所述切片扫描系统包括物镜和载玻片，所述方法包括：_保持所述物镜与载玻片之间的距离，对所述物镜所观察到视野€域中的图像进行对焦处理，得到所述物镜与其所观察到视野区域中图像的焦点之间的距离，多个所述视野区域中的图像构成所述载波片所承载切片的图像；_根据所述物镜与其所观察到视野区域中图像的焦点之间的距离，确定所述载玻片所承载切片的表面波形分布函数；_根据所述载玻片所承载切片的表面波形分布函数控制所述物镜进行调焦，并对所述载玻片所承载切片进行全场扫描，得到所述载波片所承载切片的图像。…2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述保持所述物镜与载玻片之间的距_，对所述物镜所观察到视野区域中的图像进行对焦处理，得到所述物镜与其所观察到视野区域中焦点之间的距离，包括：保持所述物镜与载玻片之间的距离，通过摄像装置对所述物镜所观察到视野区域中的图像进行拍摄；根据拍摄的图像调节物距和像距之间的距离，确定所述物镜所观察到视野区域中图像的焦点；计算所述物镜与其所观察到视野区域中图像的焦点之间的距离。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述物镜与其所观察到视野区域中图像的焦点之间的距离，确定所述载玻片所承载切片的表面波形分布函数，包括：针对其中一个所述视野区域，获取所述物镜与该其中一个所述视野区域中图像的焦点之间的距离；控制所述载玻片沿X轴方向移动至后一个所述视野区域，使得所述物镜观察后一个视野区域，获取所述物镜与该后一个所述视野区域中图像的焦点之间的距离；采用曲线拟合由所述物镜与多个所述视野区域中图像的焦点之间的距离构造所述载玻片所承载切片的表面波形分布函数。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述载玻片所承载切片的表面波形分布函数控制所述物镜进行调焦，并对所述载玻片所承载切片进行全场扫描，得到所述载波片所承载切片的图像，包括：控制所述物镜沿Z轴方向按照所述载玻片所承载切片的表面波形分布函数进行移动；随着所述物镜的移动，沿X轴方向对所述载波片中多个所述视野区域进行移动扫描，得到所述载波片所承载切片的图像。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述随着所述物镜的移动，沿X轴方向对所述载波片中多个所述视野区域进行移动扫描，得到所述载波片所承载切片的图像，包括：通过摄像装置对移动后所述物镜所观察其中一个视野区域中图像进行拍摄，得到对应于该其中一个视野区域的图像；控制所述载玻片沿X轴方向移动，使得所述物镜观察后一个视野区域，通过所述摄像装置对该后一个视野区域中图像进行拍摄，得到对应于该后一个视野区域的图像；将对应于不同视野区域的多个图像进行图像拼接处理，得到所述载波片所承载切片的图像。6.如权利要求3或5所述的方法，其特征在于，所述多个视野区域成矩形分布于所述载波片中，所述方法还包括：如果该其中一个视野区域为所述载波片当前行所分布视野区域中的最后一个视野区域，则控制所述载波片沿Y轴方向移动至后一行，使得所述物镜观察所述载波片中后一行所分布的视野区域。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述物镜与载玻片之间在所述对焦处理中保持的距离为0.4mm。8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述视野区域中图像的尺寸为〇.3™iX0.4mm。9.一种切片扫描系统，其特征在于，所述切片扫描系统包括物镜和载波片，所述切片扫描系统还包括：图像对焦模块，用于保持显微镜中物镜与载玻片之间的距离，对所述物镜所观察到视野区域中的图像进行对焦处理，得到所述物镜与其所观察到视野区域中图像的焦点之间的距离，多个所述视野区域中的图像构成所述载波片所承载切片的图像；分布获取模块，用于根据所述物镜与其所观察到视野区域中图像的焦点之间的距离，确定所述载玻片所承载切片的表面波形分布函数；全场扫描模块，用于根据所述载玻片所承载切片的表面波形分布函数控制所述物镜进行调焦，并对所述载玻片所承载切片进行全场扫描，得到所述载波片所承载切片的图像。10.—种切片扫描系统，其特征在于，包括：处理器；存储器，所述存储器上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被所述处理器执行时，实现如权利要求1至8中任一项所述的切片扫描方法。

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