一种适配冰冻切片机的收片系统及收片方法

技术领域

本发明属于生物医学领域，更具体地，涉及一种适配冰冻切片机的收片系统及收片方法。

背景技术

冰冻切片技术是一种在低温条件下使组织冷冻从而获得一定硬度，然后进行切片的方法及技术。由于能够较完好地保存多种抗原的免疫活性，被广泛应用于临床病理诊断以及疾病相关的科学研究中。因此，冰冻切片机是医院和科研机构常用的设备之一。在生物医学领域，已有一些国内外厂家针对临床与科研需求研发并生产出了各类型号的冰冻切片机，这些冰冻切片机中的切削平台通常包括有相互配套设计的刀具和压片模块，当冰冻样本在运动机构的驱动下相对于刀具往复运动，就可以在压片模块的配合作用下，形成一片片的薄切片，即“冰冻组织切片”。

然而，不论是哪种型号的冰冻切片机，切削获得的冰冻组织切片均散落在切削平台上，等待冰冻样本切削完毕或暂停切削后，操作人员才能手动对这些冰冻组织切片进行收集，这无疑降低了工作效率，手动收集方式也会影响收集成功率，甚至损坏切片。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种适配冰冻切片机的收片系统及收片方法，其目的在于解决现有冰冻切片机的收片问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种适配冰冻切片机的收片系统，所述收片系统包括压片模块，所述压片模块与所述冰冻切片机的刀片配合对冰冻样本进行切削，以在所述压片模块与所述刀片之间形成冰冻组织切片，所述收片系统还包括放卷辊、收卷辊和胶带，所述胶带活动绕设在所述放卷辊、所述压片模块与所述收卷辊上，且绕设在所述压片模块处的胶带位于所述压片模块与所述刀片之间；

所述放卷辊放出的胶带与所述收卷辊收卷的胶带之间的夹角为θ

通过上述技术方案，胶带从放卷辊放出，然后经过冰冻切片机的压片模块处，在此处粘连切削下来的冰冻组织切片后又收卷至收卷辊内，从而完成冰冻组织切片的自动收集。使放卷辊放出的胶带与收卷辊收卷的胶带之间的夹角不小于45°，可以满足在不同的冰冻切片机下，都能实现压片模块处的胶带与冰冻组织切片之间的良好贴合及收集，避免胶带在压片模块处的转向角过大，对贴合在胶带上的冰冻组织切片造成拉扯，收集后再通过收卷辊的收卷，实现自动收片，相较于人工收片来说，效率更高、冰冻组织切片形态保持更好。

本发明还提出一种适配冰冻切片机的收片方法，基于上述的收片系统实现，包括以下步骤：

调节所述收卷辊与所述压片模块之间的水平距离L

调节所述放卷辊与所述收卷辊之间的水平距离L

调节所述放卷辊高度H

上述技术方案中，先调节收卷辊的水平位置和高度，再调节收卷辊与放卷辊之间的距离，最后调节放卷辊的水平位置和高度，可以使θ

附图说明

图1是收片系统适配冰冻切片机时的状态示意图；

图2是收片系统的整体结构示意图；

图3是收片系统中压片模块与切片模块的配合结构示意图；

图4是现有技术中冰冻切片机中压片模块与切片模块的配合结构示意图；

图5是H

图6是H

图中，1、收卷辊；2、放卷辊；3、胶带；4、压片模块；41、调节架；42、连接架；43、压片辊；44、柔性块；45、柔性薄板；46、调节螺栓；5、冰冻样本；6、底座；7、升降机构；8、安装孔；9、卷底；10、卷盖；11、阶梯轴；12、螺纹限速器；131、刀架；132、刀片；14、安装螺栓；15、腰型槽。

具体实施方式

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。

本发明公开了一种适配冰冻切片机的收片系统，如图1所示，收片系统包括压片模块4，压片模块4临近冰冻切片机的刀片132的刀刃处，二者相互配合对冰冻样本5进行切削，以在压片模块4与刀片132之间形成冰冻组织切片，切削时，冰冻样本5沿垂直于压片模块4的方向进给运动，刀片132不动，因此，冰冻样本5与刀片132之间发生相对运动从而完成切削动作，刀片132切削下来的冰冻组织切片进入到压片模块4与刀片132之间，从而形成一层展平的冰冻组织切片。收片系统还包括放卷辊2、收卷辊1和胶带3，胶带3活动绕设在放卷辊2、压片模块4与收卷辊1上，且绕设在压片模块4处的胶带3位于压片模块4与刀片132之间；

放卷辊2放出的胶带与收卷辊1收卷的胶带3之间的夹角为θ

该收片系统中，胶带3从放卷辊2放出，然后经过冰冻切片机的压片模块4处，由于切削下来的冰冻组织切片进入压片模块4与刀片132之间，因此位于压片模块4与刀片132之间的胶带在压片模块4处粘连切削下来的冰冻组织切片之后，收卷至收卷辊1内，从而完成冰冻组织切片的自动收集。放卷辊2放出的胶带(即位于放卷辊2与压片模块4之间的胶带)为第一胶带，收卷辊1收卷的胶带(即位于收卷辊1与压片模块4之间的胶带)为第二胶带，第一胶带与第二胶带绕设在压片模块4处，当θ

进一步地，放卷辊2的高度为H

进一步地，收卷辊1的高度为H

由于压片模块4在冰冻切片机中的高度和位置是已知的，为了更加精准地控制θ

如图2所示，收卷辊1与放卷辊2的底部均连接有升降机构7，收片系统还包括有底座6，升降机构7可拆卸设置于底座6的上表面。升降机构7可以为Z轴平移台、气缸等等，只要能实现升降功能的结构均可，将两个升降机构7分别安装在底座6上的不同位置，也就是将收卷辊1和放卷辊2设置在底座6上的不同位置，底座6上可开设有多个安装孔8，升降机构7通过螺钉固定在安装孔8内。H

具体地，收卷辊1和放卷辊2由于均用于绕设胶带3，因此都包括有相互平行的一个卷底9和卷盖10，胶带3在收放卷过程中可以被夹在卷底9与卷盖10之间，实现定位，避免歪斜。当收卷辊1和放卷辊2相互靠近直到相接触时，L

具体地，收卷辊1通过联轴器(图中未示出)与电机(图中未示出)相连，通过电机带动收卷辊1主动运动，实现对胶带3的收卷，而放卷辊2则在收卷辊1的收卷作用下被动放卷。电机内设置有编码器，收卷速度V

在一些实施例中，如图2所示，放卷辊2的转动中心处设置有一根阶梯轴11，阶梯轴11上安装有螺纹限速器12，通过螺纹限速器12为放卷辊2提供阻力，从而可以调节胶带3放卷时的张力，既避免张力过大导致胶带3粘连冰冻组织切片时拉扯冰冻组织切片，又避免张力过小导致胶带3松弛从而无法完全收集冰冻组织切片。

如图3所示，冰冻切片机还包括刀架131，刀片132安装在刀架131上，本申请收片系统的压片模块4包括两个调节架41、连接架42、压片辊43和两个微调机构，两个调节架41对称安装在刀架131上，两个微调机构分别固定在两个调节架41内，压片辊43固定在连接架42靠近刀片132的一端，连接架42远离刀片132的一端分别与两个微调机构固定。

具体地，刀架131呈三角状，刀片132安装在刀架131其中的一角处，压片模块4内的压片辊43与刀片132相邻，刀片132与压片辊43配合完成对冰冻样本5的切削。连接架42与压片辊43一体成型，压片辊43通过连接架42与微调机构固定，通过微调机构实现对压片辊43位置的微调。

进一步地，微调机构包括柔性块44和垂直连接在柔性块44两端的柔性薄板45，两片柔性薄板45相互平行且远离柔性块44的一端固定在调节架41内，柔性块44固定在连接架42远离刀片132的一端，调节架41内螺纹连接有抵接于柔性块44侧壁的调节螺栓46，可以在水平方向上调节柔性块44的位置。进一步地，连接架42与刀架131之间的安装处设置有精密垫片，以调节连接架42在刀架131上的安装高度。

通过精密垫片调节连接架42在刀架131上的安装高度，从而调节压片辊43的高度；两片柔性薄板45和柔性块44之间形成单平行四边形结构，通过旋转调节螺栓46，来推动柔性块44在水平方向上移动，同时与柔性块44两端连接的柔性薄板45发生形变，对柔性块44的移动方向以及移动距离进行控制，实现柔性块44微米级别的位移，从而调节压片辊43在水平方向上的位置微调，因此，压片辊43可以在高度方向上和水平方向上共两个维度实现位置调节，来满足不同厚度的冰冻组织切片切削需求。由于压片辊43和刀片132的长度较长，难以保证二者之间的距离均一，因此，切削下来的冰冻组织切片有时会出现一侧卷曲的现象，说明该侧的压片辊43与刀片132之间的距离较大，本申请通过对称的调节架41和两个微调机构，可以通过位于卷曲侧的精密垫片和微调机构来减小该侧压片辊43与刀片132之间的距离，使压片辊43能较好地贴合在冰冻组织切片表面，避免卷曲现象。

如图4所示，目前的冰冻切片机中，压片模块4包括调节架41、连接架42和压片辊43，没有微调机构，压片辊43与连接架42一体成型，调节架41则固定在连接架42远离压片辊43的一端，然后通过安装螺栓14和腰型槽15将调节架41安装在刀架131上，在水平方向上通过拧松安装螺栓14，挪动调节架41在水平方向上的位置，再拧紧安装螺栓14进行固定来实现对压片辊43水平方向上的调节，这种方式下调节位移较大，无法实现微米级别的微调。因此在利用本申请的胶带3进行收片时，无法精准控制压片辊43与刀片132之间的距离，也就难以较好地实现胶带3收片。如图3所示，本申请通过对现有的冰冻切片机内的压片模块4和切片模块进行改进，使用柔性块44和两片柔性薄板45组成的微调机构来连接调节架41与连接架42，通过柔性薄板45的形变实现柔性块44水平方向上微米级别的调节，相较于现有的冰冻切片机来说，改动较小的同时可以实现更好的收片效果。

本发明还提出一种适配冰冻切片机的收片方法，基于前述的收片系统实现，如图1所示，包括以下步骤：

S1，调节收卷辊1与压片模块4之间的水平距离L

S2，调节放卷辊与收卷辊之间的水平距离L

S3，调节放卷辊2高度H

首先调节收卷辊1的高度，使H

进一步地，收卷辊1的高度和水平位置调节完毕后，满足

放卷辊2的水平位置和高度调节完毕后，满足

由于

优选地，调节收卷辊1的高度H

调节放卷辊2与收卷辊1之间的水平距离L

通过使收卷辊1高度与压片模块4的高度一致，那么收卷的胶带3与水平面之间的夹角为0°，该夹角越趋近于0°，可以使得冰冻组织切片与胶带3之间有更长的贴合距离，有利于提升收片效果。并且，由于压片模块4的高度可以直接从冰冻切片机中获取，无需在调节H

而L

优选地，S1中调节L

而在S2的调节过程中，可以将放卷辊2下的升降机构7向靠近收卷辊1的方向移动，直到放卷辊2与收卷辊1接触为止，随后将放卷辊2下的升降机构7固定在底座6上，就可以实现使L

基于上述判断过程，由于S2调节完毕后，可获得具体的L

对于系统而言，该判断方法无需额外安装传感器、反馈控制等结构，对于操作方法而言，该判断过程对操作精度要求低，通常使用冰冻切片机的为医生、护士、科研人员等，也无需进行严格地操作指导培训，在适配不同的冰冻切片机使用时，更加方便灵活。

本发明的收片方法还包括S4，读取冰冻切片机的切削速度V

在一些实施例中，S4中还包括张力调节，也就是调节放卷辊2上的螺纹限速器12，使胶带3的张力在500N～2000N。张力调节与速度调节不论先后，当张力与速度调节至满足上述需求后，可以进一步提升胶带3对冰冻组织切片的收片效果，相较于人工收片而言，不仅可以在切削时同步进行，节省时间，还可以对收片力进行较好地控制，避免对冰冻组织切片造成损伤。

通过S1-S4，可以调节好胶带3的位置、速度以及张力，来实现切削过程中对冰冻组织切片的同步收集。由于压片辊43和刀片132较长，而胶带3较窄，因此难以保证压片辊43与刀片132之间的距离各处相同，即会出现冰冻组织切片的一侧卷曲；或者由于不同使用情况下冰冻组织切片的切削厚度不同，当压片辊43与刀片132之间的距离大于冰冻组织切片的切削厚度时，也容易出现整个冰冻组织切片的卷曲。因此，在一些实施例中，还包括S5，旋转本申请收片系统内压片模块4的调节螺栓45，以通过微调机构调节压片辊43的位置。冰冻组织切片的厚度通常只有微米级别，通过微调机构对压片辊43的位置进行微米级别的调节可以使得压片辊43与刀片132之间更好地配合，使得切削和收片效果更好。

本领域的技术人员容易理解，以上所述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。