一種用于自動顯微鏡的灰度攝像頭及細(xì)胞綜合分析裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于自動顯微鏡的附件形式的灰度攝像頭，以及安裝有所述灰度攝像頭的細(xì)胞綜合分析裝置，包括入光口、出光口，以及同軸設(shè)置的分光棱鏡、濾光片、透鏡裝置、灰度圖像傳感器，光線由入光口射入，經(jīng)分光棱鏡形成兩路光線，一路光線由出光口射出，另一路光線照射至灰度圖像傳感器進(jìn)行成像。利用本發(fā)明所述的裝置可同時采集定性分析所需的彩色圖像和定量分析所需的灰度圖像，提高細(xì)胞分類及分析的準(zhǔn)確性。灰度攝像頭可在自動顯微鏡的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)灰度圖像的采集。保留了顯微鏡原有的目視功能，滿足鏡下復(fù)查的需要；灰度攝像頭作為數(shù)碼中間體，采用附件形式設(shè)計(jì)，易于安裝，安裝后不需要調(diào)整；維持了原有顯微結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
【專利說明】一種用于自動顯微鏡的灰度攝像頭及細(xì)胞綜合分析裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種細(xì)胞分析裝置，更具體地說，涉及一種用于自動顯微鏡的附件形式的灰度攝像頭，以及安裝有所述灰度攝像頭的細(xì)胞綜合分析裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前對細(xì)胞的分析主要包括定性和定量兩種方法。定性分析方法，一般是基于細(xì)胞形態(tài)學(xué)分析，即通過在顯微鏡下通過觀察經(jīng)過染色的脫落細(xì)胞的形態(tài)學(xué)特征來對細(xì)胞進(jìn)行定性分析，包括細(xì)胞漿與細(xì)胞核染色的深淺，體積大小，細(xì)胞核內(nèi)染色體粗細(xì)、染色體排列以及細(xì)胞核與細(xì)胞漿的比值，根據(jù)觀測者的經(jīng)驗(yàn)判斷細(xì)胞是否癌變，此種觀測方法主觀因素太強(qiáng)，依賴醫(yī)生的經(jīng)驗(yàn)和技巧，誤診率較高，準(zhǔn)確率一般只有60%左右。
[0003]定量分析方法，就是對細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)成分進(jìn)行定量分析，比如遺傳物質(zhì)一脫氧核糖核酸(DNA)。細(xì)胞癌變的本質(zhì)是細(xì)胞迅速無限增殖和轉(zhuǎn)移，當(dāng)生物體細(xì)胞發(fā)生癌變時，細(xì)胞核內(nèi)的DNA含量會增加，可將染料或顯色劑與細(xì)胞核內(nèi)DNA特異性相結(jié)合，當(dāng)細(xì)胞核內(nèi)DNA含量增高時，DNA結(jié)合染料或顯色劑相應(yīng)增多，其光學(xué)密度增高。繼而通過測量顯微鏡圖像的光學(xué)密度，即可進(jìn)行細(xì)胞核的DNA定量分析，，通過與正常細(xì)胞進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)早期癌變的細(xì)胞。
[0004]雖然DNA定量分析方法可以提供較為客觀的數(shù)據(jù)，但該方法只是針對細(xì)胞核進(jìn)行分析，信息不全面，且早期患者的腫瘤細(xì)胞核內(nèi)DNA含量增加不顯著，需要綜合細(xì)胞的形態(tài)學(xué)信息，以提供更為準(zhǔn)確的分析結(jié)果。
[0005]中國發(fā)明專利申請200810070940.2公開了一種細(xì)胞綜合檢測方法，即能同時進(jìn)行細(xì)胞形態(tài)學(xué)分析與DNA定量檢測，綜合了兩種方法的優(yōu)點(diǎn)，提高分析的準(zhǔn)確率。
`[0006]上述發(fā)明申請僅公開了方法，沒有提供實(shí)現(xiàn)方法的裝置，即可同時獲取同一視野的彩色圖像和特定波長的灰度圖像，其中彩色圖像用以細(xì)胞形態(tài)分析，灰度圖像用以細(xì)胞核DNA定量分析。
[0007]中國發(fā)明專利申請201110071790.6公開了一種全自動雙ccd感光元件數(shù)字顯微鏡，同時利用彩色CCd感光元件以及黑白CCd感光元件進(jìn)行標(biāo)本圖像信息采集，以獲得標(biāo)本的多焦面全息三維圖像，同時根據(jù)黑白CCd感光元件采集的細(xì)胞核積分光密度信息輸出標(biāo)本的閱片結(jié)論，最終輸出標(biāo)本圖文報(bào)告。另本發(fā)明采用上下片裝置、水平移動夾持裝置自動完成標(biāo)本載玻片的更換，然后對采用三維機(jī)架對載玻片進(jìn)行三維定位，以便于彩色CCd感光元件以及黑白ccd感光元件對標(biāo)本的圖像信息采集。
[0008]上述發(fā)明申請的技術(shù)方案直接在觀察頭的雙目上分別安裝一個彩色攝像頭和一個黑白攝像頭，但因此沒有了目視觀察功能，不便于醫(yī)生進(jìn)行鏡下復(fù)檢；且目鏡一般有屈光度調(diào)節(jié)，是可轉(zhuǎn)動的，在使用時易導(dǎo)致兩個攝像頭不齊焦或者視場有偏差；同時由于在觀察頭部直接安裝兩個攝像頭及相應(yīng)的光機(jī)結(jié)構(gòu)，其重量較大，也會影響顯微鏡結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0009]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種更為穩(wěn)定可靠，易于操作的彩色及黑白圖像獲取裝置，同時保留目視觀察功能，以保證鏡下復(fù)檢的細(xì)胞綜合分析裝置，以及作為數(shù)碼中間件的用于自動顯微鏡的附件形式的灰度攝像頭。
[0010]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0011]一種用于自動顯微鏡的附件形式的灰度攝像頭，包括入光口、出光口，以及同軸設(shè)置的分光棱鏡、濾光片、透鏡裝置、灰度圖像傳感器，光線由入光口射入，經(jīng)分光棱鏡形成兩路光線，一路光線由出光口射出，另一路光線照射至灰度圖像傳感器進(jìn)行成像。
[0012]作為優(yōu)選，分光棱鏡的透光比為50:50o
[0013]作為優(yōu)選，濾光片中心透過波長、帶寬與細(xì)胞核的染色方法相匹配。
[0014]作為優(yōu)選,濾光片中心透過波長為590nm,帶寬為10nm。
[0015]一種細(xì)胞綜合分析裝置，包括自動顯微鏡、彩色攝像頭、灰度攝像頭、圖像分析系統(tǒng)；灰度攝像頭作為附件，安裝在自動顯微鏡的目鏡與物鏡的光路之間，彩色攝像頭設(shè)置在目鏡上方；自動顯微鏡、彩色攝像頭、灰度攝像頭分別與圖像分析系統(tǒng)連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與分析。
[0016]作為優(yōu)選，彩色攝像頭、灰度攝像頭與圖像分析系統(tǒng)的連接采用不相同的通訊接□。
[0017]作為優(yōu)選，彩色攝 像頭與灰度攝像頭對應(yīng)的物方采樣分辨率相同。
[0018]作為優(yōu)選，彩色攝像頭與灰度攝像頭對應(yīng)的視場中心重合。
[0019]作為優(yōu)選，圖像分析系統(tǒng)同時采集彩色攝像頭的彩色圖像和灰度攝像頭的灰度圖像，進(jìn)行空間配準(zhǔn)后，分別用彩色圖像和灰度圖像對同一個細(xì)胞進(jìn)行定性分析和定量分析，結(jié)合定性分析和定量分析得出分析結(jié)果。
[0020]作為優(yōu)選，所述的定性分析是基于彩色圖像進(jìn)行分析，包括細(xì)胞的分類，細(xì)胞漿的顏色及大小，細(xì)胞核內(nèi)染色體粗細(xì)，染色體排列以及細(xì)胞核與細(xì)胞漿的比值。
[0021]作為優(yōu)選，所述的定量分析是基于灰度圖像對細(xì)胞核進(jìn)行DNA定量分析，包括細(xì)胞核灰度、積分光密度信息。
[0022]本發(fā)明的有益效果如下:
[0023]本發(fā)明提供一種能同時進(jìn)行細(xì)胞形態(tài)學(xué)分析和細(xì)胞核DNA定量檢測的細(xì)胞綜合分析裝置，利用本發(fā)明所述的裝置可同時采集定性分析所需的彩色圖像和定量分析所需的灰度圖像，提高細(xì)胞分類及分析的準(zhǔn)確性。本發(fā)明還提供了一種用于自動顯微鏡的附件形式的灰度攝像頭，可在自動顯微鏡的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)灰度圖像的采集。本發(fā)明所述的灰度攝像頭與細(xì)胞綜合分析裝置，保留了顯微鏡原有的目視功能，滿足鏡下復(fù)查的需要；灰度攝像頭作為數(shù)碼中間體，采用附件形式設(shè)計(jì)，易于安裝，安裝后不需要調(diào)整；維持了原有顯微結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1是細(xì)胞綜合分析裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2是自動顯微鏡的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖3是灰度攝像頭的剖視圖；
[0027]圖中:100是觀察頭部，101是目鏡，102是物鏡，103是載物臺，104是主體，105是第三筒，200是灰度攝像頭，201是入光口，202是出光口，203是濾光片，204是透鏡裝置，205是灰度圖像傳感器，206是分光棱鏡，300是彩色攝像頭，400是圖像分析系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0028]以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0029]如圖1所示，一種細(xì)胞綜合分析裝置，包括如圖2所示的自動顯微鏡、彩色攝像頭300、灰度攝像頭200、圖像分析系統(tǒng)400 ;灰度攝像頭200作為附件，安裝在自動顯微鏡的目鏡101與物鏡102的光路之間，本實(shí)施例中，灰度攝像頭200安裝在自動數(shù)碼顯微鏡的觀察頭部100和顯微鏡主體104之間。彩色攝像頭300設(shè)置在目鏡101上方，本實(shí)施例中，彩色攝像頭300安裝在自動顯微鏡觀察頭部100的第三筒105上。自動顯微鏡、彩色攝像頭300、灰度攝像頭200分別與圖像分析系統(tǒng)400連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與分析。所述的自動顯微鏡，光學(xué)系統(tǒng)為無限遠(yuǎn)色差校正CCIS結(jié)構(gòu)，觀察頭部100為三目，載物臺103為電動，可以選用Motic公司的BA610Mot。
[0030]灰度攝像頭200作為顯微鏡的附件的形式進(jìn)行設(shè)計(jì)，本發(fā)明所述的一種用于自動顯微鏡的附件形式的灰度攝像頭200如圖3所示，包括入光口 201、出光口 202，以及同軸設(shè)置的分光棱鏡206、濾光片203、透鏡裝置204、灰度圖像傳感器205，光線由入光口 201射入，經(jīng)分光棱鏡206形成兩路光線，一路光線由出光口 202射出，進(jìn)入目鏡101，另一路光線照射至灰度圖像傳感器205進(jìn)行成像。分光棱鏡206設(shè)置于灰度攝像頭200的前部位置，其上下分別正對出光口 202、入光口 201。濾光片203用于選擇特定波長的光，即對進(jìn)入灰度攝像頭200的光過濾成特定波長的光；透鏡裝置204用于對進(jìn)入灰度攝像頭200的光路進(jìn)行會聚成像 ；灰度圖像傳感器205用于接收經(jīng)透鏡裝置204會聚后的成像。
[0031]為了得到最佳的拍攝效果，分光棱鏡206的透光比優(yōu)選為50:50。使彩色攝像頭300與灰度攝像頭200最終成像的效果基本相同。
[0032]濾光片203中心透過波長、帶寬與細(xì)胞核的染色方法相匹配，即濾光片203的光譜特性由細(xì)胞核的染色方法決定，當(dāng)對細(xì)胞核進(jìn)行Feulgen染色，濾光片203中心透過波長為590nm,帶寬為 10nm。
[0033]為了避免同類型通訊接口在同時傳輸數(shù)據(jù)時相互影響而降低速度，彩色攝像頭300、灰度攝像頭200與圖像分析系統(tǒng)400的連接采用不相同的通訊接口。例如彩色攝像頭300可選用Moticam Pro285E，為1394接口，灰度攝像頭200選用USB接口，或者其他通訊接口。
[0034]彩色攝像頭300與灰度攝像頭200對應(yīng)的物方采樣分辨率相同。彩色攝像頭300與灰度攝像頭200對應(yīng)的視場中心重合。
[0035]圖像分析系統(tǒng)400同時采集彩色攝像頭300的彩色圖像和灰度攝像頭200的灰度圖像，進(jìn)行空間配準(zhǔn)后，確保是對同一個細(xì)胞同時進(jìn)行定量分析與定性的分析。圖像分析系統(tǒng)400分別用彩色圖像和灰度圖像對同一個細(xì)胞進(jìn)行定性分析和定量分析，結(jié)合定性分析和定量分析得出分析結(jié)果。
[0036]所述的定性分析是基于彩色圖像進(jìn)行分析，包括細(xì)胞的分類，細(xì)胞漿的顏色及大小，細(xì)胞核內(nèi)染色體粗細(xì)，染色體排列以及細(xì)胞核與細(xì)胞漿的比值。所述的定量分析是基于灰度圖像對細(xì)胞核進(jìn)行DNA定量分析，包括細(xì)胞核灰度、積分光密度信息。[0037]具體應(yīng)用時，首先對切片進(jìn)行染色處理，包括對細(xì)胞核進(jìn)行Feulgen染色和對細(xì)胞漿進(jìn)行EA50或伊紅染色。
[0038]經(jīng)過兩次染色后，將切片放置在自動顯微鏡的載物臺103上，由圖像分析系統(tǒng)400控制載物臺103移動到感興趣位置并調(diào)焦，同時控制彩色攝像頭300和灰度攝像頭200進(jìn)行圖像獲取，分別獲得同一感興趣區(qū)域的彩色圖像和590nm波長的灰度圖像，將兩幅圖像進(jìn)行空間配準(zhǔn)。
[0039]通過圖像分析系統(tǒng)400對圖像進(jìn)行分析處理:用彩色圖像根據(jù)細(xì)胞的形態(tài)特征參數(shù)進(jìn)行分類，并分析細(xì)胞漿的顏色及大小，細(xì)胞核內(nèi)染色體粗細(xì)，染色體排列以及細(xì)胞核與細(xì)胞漿的比值等；用灰度圖像對同一細(xì)胞的細(xì)胞核進(jìn)行DNA定量分析，包括細(xì)胞核灰度、積分光密度信息等；最后根據(jù)空間配準(zhǔn)信息，綜合某個細(xì)胞的細(xì)胞核DNA含量、細(xì)胞的形態(tài)學(xué)信息給出綜合分析報(bào)告。
[0040]上述實(shí)施例僅是用來說明本發(fā)明，而并非用作對本發(fā)明的限定。只要是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)，對上述 實(shí)施例進(jìn)行變化、變型等都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于自動顯微鏡的附件形式的灰度攝像頭，其特征在于，包括入光口、出光口，以及同軸設(shè)置的分光棱鏡、濾光片、透鏡裝置、灰度圖像傳感器，光線由入光口射入，經(jīng)分光棱鏡形成兩路光線，一路光線由出光口射出，另一路光線照射至灰度圖像傳感器進(jìn)行成像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于顯微鏡的附件形式的灰度攝像頭，其特征在于，分光棱鏡的透光比為50:50。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于顯微鏡的附件形式的灰度攝像頭，其特征在于，濾光片中心透過波長、帶寬與細(xì)胞核的染色方法相匹配。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于顯微鏡的附件形式的灰度攝像頭，其特征在于，濾光片中心透過波長為590nm,帶寬為10nm。
5.一種細(xì)胞綜合分析裝置，其特征在于，包括自動顯微鏡、彩色攝像頭、灰度攝像頭、圖像分析系統(tǒng)；灰度攝像頭作為附件，安裝在自動顯微鏡的目鏡與物鏡的光路之間，彩色攝像頭設(shè)置在目鏡上方；自動顯微鏡、彩色攝像頭、灰度攝像頭分別與圖像分析系統(tǒng)連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與分析。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的細(xì)胞綜合分析裝置，其特征在于，彩色攝像頭、灰度攝像頭與圖像分析系統(tǒng)的連接采用不相同的通訊接口。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的細(xì)胞綜合分析裝置，其特征在于，彩色攝像頭與灰度攝像頭對應(yīng)的物方采樣分辨率相同。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的細(xì)胞綜合分析裝置，其特征在于，彩色攝像頭與灰度攝像頭對應(yīng)的視場中心重合。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的細(xì)胞綜合`分析裝置，其特征在于，圖像分析系統(tǒng)同時采集彩色攝像頭的彩色圖像和灰度攝像頭的灰度圖像，進(jìn)行空間配準(zhǔn)后，分別用彩色圖像和灰度圖像對同一個細(xì)胞進(jìn)行定性分析和定量分析，結(jié)合定性分析和定量分析得出分析結(jié)果。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的細(xì)胞綜合分析裝置，其特征在于，所述的定性分析是基于彩色圖像進(jìn)行分析，包括細(xì)胞的分類，細(xì)胞漿的顏色及大小，細(xì)胞核內(nèi)染色體粗細(xì)，染色體排列以及細(xì)胞核與細(xì)胞漿的比值。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的細(xì)胞綜合分析裝置，其特征在于，所述的定量分析是基于灰度圖像對細(xì)胞核進(jìn)行DNA定量分析，包括細(xì)胞核灰度、積分光密度信息。
【文檔編號】G02B21/36GK103695305SQ201310698737
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月18日
【發(fā)明者】陳木旺 申請人:麥克奧迪實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司