数字病理切片扫描仪中切片位置的检测方法和装置与流程

测量装置的制造及其应用技术1.本发明涉及一种数字病理切片扫描仪中切片位置的检测方法和装置，具体地是，属于数字病理切片扫描仪检测技术领域。背景技术：2.数字病理切片扫描仪是一种将物理切片扫描为数字信息存储到计算机的一种仪器，用户只需要将切片放入仪器中，配合软件操作就可以实现物理切片的数字化。目前市场上存在单片和多片两种模式的切片扫描仪，单片模式是单张手动进片，操作较为繁琐；而多片模式则是通过进片装置自动进片，其扫描效率高、无需人工值守的特点也成为了客户的首选。不同的厂商对于多片模式扫描仪的载片方式也各有不同，大致分为托盘式装置和切片盒两类。托盘式的载片装置虽然稳定性高，但是有一定的局限性，切片染色完成后需要人工将切片放入托盘，操作费时费力；适用于染色的切片盒则统一了染色和扫描两个步骤的切片载片方式，操作更加便捷。3.一般采用切片盒载片的多片扫描仪会利用步进电机对切片进行定位、电爪进行取放，为了提高运动效率，通常会采用两个电爪分别对切片进行抓取和放回操作。用户将切片盒放入扫描仪后，进片装置首先需要定位切片在切片盒中的位置，然后利用电爪1将切片从切片盒中取出放入扫描装置，扫描完成后再由电爪2将切片放回切片盒。整个运动过程对进片装置的精度要求较高，但是由于切片的厚薄不一、每次切片盒放置位置存在轻微差别等客观因素的影响，使得定位切片位置的难度加大。如果简单的靠人工调试每个切片的位置，不仅需要记录大量的位置信息，而且一旦切片位置存在偏差就可能无法准确地进出片，甚至会对切片造成破坏。4.为了提高切片定位的精度、节约人力成本，本发明提出了一种高效检测数字病理切片扫描仪中切片位置的方法。技术实现要素：5.为了解决上述问题，本发明提出了一种数字病理切片扫描仪中切片位置的检测方法和装置，能够快速检测切片位置，提高切片定位的精度。6.本发明解决其技术问题采取的技术方案是：7.第一方面，本发明实施例提供的一种数字病理切片扫描仪中切片位置的检测方法，包括：8.计算激光传感器与进片装置两个电爪的间隔以及切片盒中切片的间隔；9.确定查片初始位置以及整个查片行程；10.根据电机当前位置与初始查片位置计算出电机需要运动的步数，并根据整个查片行程控制电机运动检测所有切片的位置信息；11.将检测的所有切片位置信息进行保存，根据现有数据确定每张切片的具体位置；12.根据每张切片的具体位置计算每张切片的出片位置。13.作为本实施例一种可能的实现方式，所述进片装置包括激光传感器、电爪1和电爪2，所述激光传感器通过激光感应确定切片的位置，电爪1用来抓取切片，电爪2用来放回切片。14.作为本实施例一种可能的实现方式，所述计算激光传感器与进片装置两个电爪的间隔以及切片盒中切片的间隔，包括：15.移动进片装置，使激光传感器发出的激光打在切片盒的第一张切片横截面的中间位置，记录此时位置a；再移动进片装置，使电爪1能够抓取第一张切片，记录此时位置b0；移动进片装置，使电爪2能够抓取第一张切片，记录此时位置b1；16.利用公式(1)将电爪位置与激光位置相减，计算出激光传感器与两个电爪的间隔lc0和lc1：17.lcj＝bj-a(1)18.j＝0或1，lc0和lc1分别为激光传感器与电爪1和电爪2的间隔；19.移动进片装置，使激光传感器发出的激光打在切片盒的最后一张切片横截面的中间位置，记录此时位置f，将第一张切片位置a与最后一张切片位置f代入公式(2)计算切片盒中每张切片的间隔n：20.n＝(f-a)/(g-1)(2)21.其中，g为切片盒的容量。22.作为本实施例一种可能的实现方式，所述确定查片初始位置以及整个查片行程，包括：23.移动进片装置，使激光传感器射出的激光光点对准切片盒里第一张切片横截面的中间位置，再将激光传感器反向移动n个步进，使激光打在切片盒上边沿，将此时的位置设置为查片初始位置；然后移动进片装置，使激光传感器射出的激光点对准切片盒的下边沿，将此时的位置记录为查片结束位置；将结束位置与初始位置相减，计算出整个查片行程。24.作为本实施例一种可能的实现方式，所述根据电机当前位置与初始查片位置计算出电机需要运动的步数，并根据整个查片行程控制电机运动检测所有切片的位置信息，包括：25.s31，将查片初始位置与查片行程相加，计算出查片结束位置c，然后初始化切片位置数据计数器d＝0，初始化检测到的位置信息数组e并为其分配1000个内存地址，初始化切片id数组j并为其分配1000个内存地址，初始化切片位置数组k并为其分配1000个内存地址，初始化切片数量num＝0；26.s32，读取当前寄存器中的数据s；27.s33，如果s《c,进入下一步骤，否则查片过程结束；28.s34，重新读取当前寄存器中的数据s，根据激光传感器返回的信息，如果检测到存在切片，则进入下一步骤，否则重复此步骤，直至当前寄存器中的数据s读取完毕为止；29.s35，切片位置数据计数器d++,记录当前检测到的位置信息e[d]＝s，延时1ms后进入步骤s33。[0030]作为本实施例一种可能的实现方式，所述将检测的所有切片位置信息进行保存，根据现有数据确定每张切片的具体位置，包括：[0031]s41，设置当前切片最终位置fp为e[1]，设置检测到切片的位置计数器i；[0032]s42，如果i《＝d,进入步骤s43；否则进入步骤s47；[0033]s43，将记录的第i个位置代入公式(3)计算出当前切片的最终位置fp：[0034]fp＝(fp+e[i])/2(3)[0035]其中，i∈d，进入步骤s44；[0036]s44，如果e[i]-e[i-1]《＝100，则将i与i-1的位置视为同一张切片，进入步骤s45，否则i与i-1的位置不属于同一张切片，进入步骤s46；[0037]s45，i++，进入步骤s42；[0038]s46，根据公式(4)计算出当前切片id，[0039]id＝(fp-np+n)/n+1(4)[0040]其中，np为当前查询切片盒的起始位置，n为查片时激光传感器反向移动步进，n为切片盒中每张切片的间隔；[0041]将当前切片的id添加到数组j[num]中，最终位置fp添加到数组k[num]中，num++，进入步骤s45；[0042]s47，处理最后一组位置数据，根据公式(4)计算出当前切片id，将当前切片的id添加到数组j[num]中，最终位置fp添加到数组k[num]中，切片位置数据计数器清零d＝0。[0043]作为本实施例一种可能的实现方式，所述根据每张切片的具体位置计算每张切片的出片位置，包括：[0044]解析切片id数组j与位置数组k，将每张切片的位置spk以及激光传感器与电爪1的距离cl0、激光传感器与电爪1的距离cl1代入公式(5)，计算出每张切片的出片位置scj：[0045]scj＝spk+clj(5)[0046]其中，k∈j，j＝0,1。[0047]第二方面，本发明实施例提供的一种数字病理切片扫描仪中切片位置的检测装置，包括：[0048]间隔计算模块，用于计算激光传感器与进片装置两个电爪的间隔以及切片盒中切片的间隔；[0049]行程确定模块，用于确定查片初始位置以及整个查片行程；[0050]切片位置检测模块，用于根据电机当前位置与初始查片位置计算出电机需要运动的步数，并根据整个查片行程控制电机运动检测所有切片的位置信息；[0051]切片位置确定模块，用于将检测的所有切片位置信息进行保存，根据现有数据确定每张切片的具体位置；[0052]切片出片位置计算模块，用于根据每张切片的具体位置计算每张切片的出片位置。[0053]作为本实施例一种可能的实现方式，所述进片装置包括激光传感器、电爪1和电爪2，所述激光传感器通过激光感应确定切片的位置，电爪1用来抓取切片，电爪2用来放回切片。[0054]作为本实施例一种可能的实现方式，所述行程确定模块，具体用于：[0055]移动进片装置，使激光传感器射出的激光光点对准切片盒里第一张切片横截面的中间位置，再将激光传感器反向移动n个步进，使激光打在切片盒上边沿，将此时的位置设置为查片初始位置；然后移动进片装置，使激光传感器射出的激光点对准切片盒的下边沿，将此时的位置记录为查片结束位置；将结束位置与初始位置相减，计算出整个查片行程。[0056]本发明实施例的技术方案可以具有的有益效果如下：[0057]本发明实施例的技术方案的一种数字病理切片扫描仪中切片位置的检测方法，包括：计算激光传感器与进片装置两个电爪的间隔以及切片盒中切片的间隔；确定查片初始位置以及整个查片行程；根据电机当前位置与初始查片位置计算出电机需要运动的步数，并根据整个查片行程控制电机运动检测所有切片的位置信息；将检测的所有切片位置信息进行保存，根据现有数据确定每张切片的具体位置；根据每张切片的具体位置计算每张切片的出片位置。本发明不仅提供了一种高效检测数字病理切片扫描仪中切片位置的方法，节约人力成本，而且提高了数字病理切片扫描仪中切片的定位准确度，达到精准定位切片在切片盒中具体位置坐标的效果。附图说明：[0058]图1是根据一示例性实施例示出的一种数字病理切片扫描仪中切片位置的检测方法流程图；[0059]图2是根据一示例性实施例示出的一种数字病理切片扫描仪中切片位置的检测装置的结构图；[0060]图3是根据一示例性实施例示出的一种进片装置示意图图；[0061]图4是根据一示例性实施例示出的一种切片盒示意图图。具体实施方式[0062]下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明：[0063]为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。[0064]图1是根据一示例性实施例示出的一种数字病理切片扫描仪中切片位置的检测方法流程图。如图1所示，本发明实施例提供的一种数字病理切片扫描仪中切片位置的检测方法，包括：[0065]计算激光传感器与进片装置两个电爪的间隔以及切片盒中切片的间隔；[0066]确定查片初始位置以及整个查片行程；[0067]根据电机当前位置与初始查片位置计算出电机需要运动的步数，并根据整个查片行程控制电机运动检测所有切片的位置信息；[0068]将检测的所有切片位置信息进行保存，根据现有数据确定每张切片的具体位置；[0069]根据每张切片的具体位置计算每张切片的出片位置。[0070]作为本实施例一种可能的实现方式，如图3所示，所述进片装置包括激光传感器、电爪1和电爪2，所述激光传感器通过激光感应确定切片的位置，电爪1用来抓取切片，电爪2用来放回切片。[0071]作为本实施例一种可能的实现方式，所述计算激光传感器与进片装置两个电爪的间隔以及切片盒中切片的间隔，包括：[0072]切片盒如图4所示，移动进片装置，使激光传感器发出的激光打在切片盒的第一张切片横截面的中间位置，记录此时位置a；再移动进片装置，使电爪1能够抓取第一张切片，记录此时位置b0；移动进片装置，使电爪2能够抓取第一张切片，记录此时位置b1；[0073]利用公式(1)将电爪位置与激光位置相减，计算出激光传感器与两个电爪的间隔lc0和lc1：[0074]lcj＝bj-a(1)[0075]j＝0或1，lc0和lc1分别为激光传感器与电爪1和电爪2的间隔；[0076]移动进片装置，使激光传感器发出的激光打在切片盒的最后一张切片横截面的中间位置，记录此时位置f，将第一张切片位置a与最后一张切片位置f代入公式(2)计算切片盒中每张切片的间隔n：[0077]n＝(f-a)/(g-1)(2)[0078]其中，g为切片盒的容量。[0079]作为本实施例一种可能的实现方式，所述确定查片初始位置以及整个查片行程，包括：[0080]移动进片装置，使激光传感器射出的激光光点对准切片盒里第一张切片横截面的中间位置，再将激光传感器反向移动n个步进，使激光打在切片盒上边沿，将此时的位置设置为查片初始位置；然后移动进片装置，使激光传感器射出的激光点对准切片盒的下边沿，将此时的位置记录为查片结束位置；将结束位置与初始位置相减，计算出整个查片行程。[0081]作为本实施例一种可能的实现方式，所述根据电机当前位置与初始查片位置计算出电机需要运动的步数，并根据整个查片行程控制电机运动检测所有切片的位置信息，包括：[0082]s31，将查片初始位置与查片行程相加，计算出查片结束位置c，然后初始化切片位置数据计数器d＝0，初始化检测到的位置信息数组e并为其分配1000个内存地址，初始化切片id数组j并为其分配1000个内存地址，初始化切片位置数组k并为其分配1000个内存地址，初始化切片数量num＝0；[0083]s32，读取当前寄存器中的数据s；[0084]s33，如果s《c,进入下一步骤，否则查片过程结束；[0085]s34，重新读取当前寄存器中的数据s，根据激光传感器返回的信息，如果检测到存在切片，则进入下一步骤，否则重复此步骤，直至当前寄存器中的数据s读取完毕为止；[0086]s35，切片位置数据计数器d++,记录当前检测到的位置信息e[d]＝s，延时1ms后进入步骤s33。[0087]作为本实施例一种可能的实现方式，所述将检测的所有切片位置信息进行保存，根据现有数据确定每张切片的具体位置，包括：[0088]s41，设置当前切片最终位置fp为e[1]，设置检测到切片的位置计数器i；[0089]s42，如果i《＝d,进入步骤s43；否则进入步骤s47；[0090]s43，将记录的第i个位置代入公式(3)计算出当前切片的最终位置fp：[0091]fp＝(fp+e[i])/2(3)[0092]其中，i∈d，进入步骤s44；[0093]s44，如果e[i]-e[i-1]《＝100，则将i与i-1的位置视为同一张切片，进入步骤s45，否则i与i-1的位置不属于同一张切片，进入步骤s46；[0094]s45，i++，进入步骤s42；[0095]s46，根据公式(4)计算出当前切片id，[0096]id＝(fp-np+n)/n+1(4)[0097]其中，np为当前查询切片盒的起始位置，n为查片时激光传感器反向移动步进，n为切片盒中每张切片的间隔；[0098]将当前切片的id添加到数组j[num]中，最终位置fp添加到数组k[num]中，num++，进入步骤s45；[0099]s47，处理最后一组位置数据，根据公式(4)计算出当前切片id，将当前切片的id添加到数组j[num]中，最终位置fp添加到数组k[num]中，切片位置数据计数器清零d＝0。[0100]作为本实施例一种可能的实现方式，所述根据每张切片的具体位置计算每张切片的出片位置，包括：[0101]解析切片id数组j与位置数组k，将每张切片的位置spk以及激光传感器与电爪1的距离cl0、激光传感器与电爪1的距离cl1代入公式(5)，计算出每张切片的出片位置scj：[0102]scj＝spk+clj(5)[0103]其中，k∈j，j＝0,1。[0104]如图2所示，本发明实施例提供的一种数字病理切片扫描仪中切片位置的检测装置，包括：[0105]间隔计算模块，用于计算激光传感器与进片装置两个电爪的间隔以及切片盒中切片的间隔；[0106]行程确定模块，用于确定查片初始位置以及整个查片行程；[0107]切片位置检测模块，用于根据电机当前位置与初始查片位置计算出电机需要运动的步数，并根据整个查片行程控制电机运动检测所有切片的位置信息；[0108]切片位置确定模块，用于将检测的所有切片位置信息进行保存，根据现有数据确定每张切片的具体位置；[0109]切片出片位置计算模块，用于根据每张切片的具体位置计算每张切片的出片位置。[0110]作为本实施例一种可能的实现方式，所述进片装置包括激光传感器、电爪1和电爪2，所述激光传感器通过激光感应确定切片的位置，电爪1用来抓取切片，电爪2用来放回切片。[0111]作为本实施例一种可能的实现方式，所述行程确定模块，具体用于：[0112]移动进片装置，使激光传感器射出的激光光点对准切片盒里第一张切片横截面的中间位置，再将激光传感器反向移动n个步进，使激光打在切片盒上边沿，将此时的位置设置为查片初始位置；然后移动进片装置，使激光传感器射出的激光点对准切片盒的下边沿，将此时的位置记录为查片结束位置；将结束位置与初始位置相减，计算出整个查片行程。[0113]现针对切片盒容量为20张的情况进行示例，本发明对数字病理切片扫描仪中切片位置进行检测的具体过程如下。[0114]步骤s1.计算激光传感器与两个电爪的间隔、切片盒中每张切片的间隔。切片盒中放入第一片与最后一片切片，将切片盒放入扫描仪中。进片装置如图3所示，包括激光传感器、电爪1、电爪2，其中激光传感器通过激光感应确定切片的位置，电爪1用来抓取切片，电爪2用来放回切片。切片盒如图4所示.移动进片装置，使激光传感器发出的激光打在切片盒的第一张切片横截面的中间位置，记录此时位置a＝15000；然后再移动进片装置，使电爪1能够抓取第一张切片，记录此时位置b0＝9000；最后移动进片装置，使电爪2能够抓取第一张切片，记录此时位置b1＝1500。利用公式(1)将两个电爪位置分别与激光位置相减，计算出激光传感器与两个电爪的间隔lc0＝-6000和lc1＝-13500。移动进片装置，使激光传感器发出的激光打在切片盒的最后一张切片横截面的中间位置，记录此时位置f＝35520，将第一张切片位置a＝15000、最后一张切片位置f＝35520、切片容量g＝20代入公式(2)计算出切片盒中每张切片的间隔n＝1080。[0115]步骤s2.确定查片初始位置以及整个查片行程。移动进片装置到a位置，再将激光传感器反向移动n＝-1000个步进，将此时的位置设置为查片初始位置；然后移动进片装置，使激光传感器射出的激光点对准切片盒的下边沿，将此时的位置记录为查片结束位置，结束位置与初始位置相减，计算出整个查片行程。[0116]步骤s3.查片过程。根据电机当前位置与初始查片位置计算出电机需要运动的步数，向下位机发送运动指令。电机运动到初始查片位置后，再将整个查片行程发送至下位机，下位机发送运动指令，启动查片过程。[0117]步骤s31.将查片初始位置与查片行程相加，计算出查片结束位置c＝36520，然后初始化切片位置数据计数器d＝0，初始化检测到的位置信息数组e并为其分配1000个内存地址，初始化切片id数组j并为其分配1000个内存地址，初始化切片位置数组k并为其分配1000个内存地址，初始化切片数量num＝0。[0118]步骤s32.读取当前寄存器中的数据s。[0119]步骤s33.如果s《c,即当前查片过程未结束,进入步骤s3.4；否则查片过程结束，进入步骤s41。[0120]步骤s34重新读取当前寄存器中的数据s，根据激光传感器返回的信息，如果检测到存在切片，则进入步骤s35；否则重复此步骤。[0121]步骤s35.切片位置数据计数器d++,记录当前检测到的位置信息e[d]＝s，延时1ms后进入步骤s33。[0122]假设查片过程结束后d＝3，e[1]＝14870,e[2]＝14950,e[3]＝15040。[0123]步骤s4.确定切片进出片具体位置。查片过程结束，所有检测到可能存在切片的位置信息已经保存在e中，此时需要根据现有数据确定每张切片的具体位置。[0124]步骤s41.设置当前切片最终位置fp、检测到切片的位置计数器i＝2，获取检测到第一个存在切片的位置e[1]并将其赋值到fp中，即fp＝14870。[0125]步骤s42.因为当前i＝2，d＝3,i《＝d，进入步骤s43。[0126]步骤s43.将i＝2代入公式(3)计算出当前切片的最终位置fp＝(14870+14950)/2＝14910，进入步骤s44。[0127]步骤s44.因为e[2]-e[1]＝80,e[i]-e[i-1]《＝100，则将i与i-1的位置视为同一张切片，进入步骤s45。[0128]步骤s45.i++，进入步骤s42。[0129]当i＝3时，会再次经历步骤s42到步骤s45，最终得到fp＝14975，i＝4，进入步骤s42，不满足i《＝d的条件，进入步骤s47。[0130]步骤s47.需要处理最后一组位置数据，根据公式(4)计算出当前切片id＝(14975-14000+(-1000))/1080+1＝1。将当前切片id添加到数组j[num]中，即j[0]＝1，将最终位置fp添加到数组k[num]中，即k[0]＝14975，再将两个数组一起发送至上位机，切片位置数据计数器清零d＝0，进入步骤s5。[0131]步骤s5.上位机解析切片id数组j与位置数组k。因为当前情况下只有一张切片id为1的切片，所以将切片位置sp1以及激光传感器与电爪1的距离cl0、激光传感器与电爪1的距离cl1代入公式(5)，计算出id为1的切片出片位置sc0＝8675，id为1的切片进片位置sc1＝1475。[0132]步骤s6.切片位置检测结束。[0133]最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。









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