显微镜病理诊断流程自动化和智能化的控制系统及方法

技术领域

本发明涉及生物显微镜技术领域，尤其涉及一种显微镜病理诊断流程自动化和智能化的控制系统。

背景技术

细胞学检查或组织学检查，通过取得肿瘤组织样本或细胞样本进行显微镜下观察和细胞学分析，可以进一步确认是否存在肿瘤，肿瘤的类型和性质。整个诊断过程涉及如下流程：接受样本并进行编号信息登记；显微镜下观察样本的结构、形态；医生根据样本病理变化，进行会诊、查阅相关病理诊断学辅助资料，进行综合判断和鉴别诊断，确定疾病类型及病情严重程度；医生将诊断结果记录在病理报告中，撰写诊断报告；最后，样本收纳，人工登记样本编号进行样本收纳管理。

上述样本信息登记、调节显微镜观察样本、病理诊断学查阅对比诊断、撰写诊断报告、样本收纳管理等过程涉及独立个体运行，没有组成一个系统性自动化流程。在上述流程之间需要更多的人为参与，才能完成整个流程，浪费时间和人力成本，还存在人员可能失误出错的风险。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种显微镜病理诊断流程自动化和智能化的控制系统。

一种显微镜病理诊断流程自动化和智能化的控制系统，包括：

样本识别系统，用于对样本的编码信息进行识别，所述样本识别系统还用于识别样本在显微镜的玻片上的位置，并构建样本的聚焦曲面；

样本智能移动及自动聚焦系统，用于驱动样本在显微镜下进行移动，所述样本智能移动及自动聚焦系统还用于对显微镜下的样本进行自动聚焦；

图像实时显示及图像编辑系统，用于实时显示显微镜观察到的样本图像，并能够对所述样本图像进行编辑和分析；

共享诊断系统，用于共享不同医生的诊断结果和经验；

病理诊断学资料查阅对比诊断系统，用于提供医生诊断所需的参考资料和病理图像数据，并能进行自动辅助诊断；

病理报告撰写系统，用于根据医生的病理诊断结论，自动生成病理报告；

样本收纳管理系统，用于将医生诊断后的样本自动建立数据库。

在其中一个实施例中，所述样本识别系统包括：

编码识别模块，用于读取和解析所述样本上的编码信息；

样本区域识别模块，用于定位和识别玻片上每个样本的位置，并计算得出样本的位置坐标；

聚焦曲面构建模块，用于在所述样本的识别边缘内区域进行自动布置相应数量的聚焦点，并对每个聚焦点进行自动聚焦，通过软件算法构建所述样本的聚焦曲面。

在其中一个实施例中，所述编码信息的编码为标识码或二维码，所述编码信息包括患者的个人识别号、病历号、样本类型和送检科室。

在其中一个实施例中，所述样本智能移动及自动聚焦系统包括：

样本智能移动模块，包括X轴电机和Y轴电机，所述X轴电机和Y轴电机分别与显微镜的X向移动平台和Y向移动平台相连接，所述X向移动平台和Y向移动平台上下叠放形成载物台，所述玻片放置在所述载物台的上表面，其中，所述X轴电机和Y轴电机分别用于驱动X向移动平台和Y向移动平台移动，使样本按照预设移动路径进行移动；

图像自动聚焦模块，包括Z轴电机，所述Z轴电机能够带动显微镜的物镜上下移动对所述样本进行自动聚焦。

在其中一个实施例中，所述Z轴电机设置在显微镜的立柱上，所述Z轴电机与纵向连接臂相连接，所述纵向连接臂的一端与横向连接臂相连接，所述物镜设置在所述横向连接臂上远离所述纵向连接臂的一端，其中，所述样本识别系统设置在所述横向连接臂上。

在其中一个实施例中，所述Y向移动平台的底部设有底座，所述立柱固定在所述底座的一侧。

在其中一个实施例中，所述图像实时显示及图像编辑系统包括：

图像实时显示模块，与所述物镜相连接，所述图像实时显示模块用于将显微镜观察到的样本图像实时传输到显示屏上；

图像编辑模块，用于对所述显示屏上的样本图像进行编辑操作。

在其中一个实施例中，所述病理诊断学资料查阅对比诊断系统包括：

病理学诊断资料模块，用于集成病理学诊断的参考资料；

病理图像数据库模块，用于集成和管理病理图像数据；

自动辅助诊断模块，用于根据病理图像数据对样本图像进行自动辅助诊断。

在其中一个实施例中，所述自动辅助诊断模块包括：

初次对比及数据调取单元，用于将样本图像与所述病理图像数据库模块内的病理图像进行形态结构的初次对比，调取相似度超过80％的所有的病理图像；

高精度对比单元，用于将其中一个病例图像沿其中心点依次旋转n°，获取不同角度的病例图像与所述样本图像的相似度，并选择相似度的最高值作为最终相似度值；

判断排序单元，用于将相似度超过80％的所有的病理图像的最终相似度值按照数值大小进行依次排序。

链接单元，用于根据最终相似度值的递减排序，选择第一至m个病理图像,并将其与诊断时所用的病理学诊断的参考资料进行自动链接。

在其中一个实施例中，所述样本收纳管理系统包括：

样本收纳数据库模块，用于将医生诊断后的样本的编码信息按序号自动记录形成样本编码，并与样本的物料存放位置一一对应；

编码打印模块，用于驱动打印机对样本收纳盒打印相应的序号编码，每个样本收纳盒上设有与所述样本编码一致的标识。

一种控制显微镜病理诊断流程自动化和智能化的控制系统的方法，包括以下步骤：

S1、将需要诊断的样本放置于显微镜的载物台上；

S2、对样本的编码信息、以及样本在显微镜的玻片上的位置进行自动识别；

S3、驱动样本在显微镜下进行移动，并对所见区域的样本图像实时自动聚焦；

S4、显微镜下的样本图像传输到显示屏上实时显示，并对所述样本图像进行编辑和分析；

S5、根据病理诊断需要，共享不同医生的诊断结果和经验；

S6、查阅医生诊断所需的参考资料和病理图像数据，进行对比诊断和辅助诊断；

S7、根据医生的病理诊断结论，自动生成病理报告；

S8、将医生诊断后的样本自动建立数据库。

上述显微镜病理诊断流程自动化和智能化的控制系统，可以使样本在显微镜下的位置移动、自动聚焦和实时图像显示等关键步骤得以实现自动化，这样能够提高显微镜诊断病理切片流程的工作效率和准确性，减少医生和操作人员的工作负担，同时，还可以提供清晰的样本图像供医生进行病理诊断和分析，从而进一步提高了诊断的精确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的显微镜病理诊断流程自动化和智能化的控制系统的系统框架图；

图2是本发明的显微镜病理诊断流程自动化和智能化的控制系统的结构示意图；

图3是本发明的显微镜病理诊断流程自动化和智能化的控制系统的运动结构示意图；

图4是本发明的显微镜病理诊断流程自动化和智能化的控制系统的方法流程图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

参阅图1-3所示，本发明一实施例提供一种显微镜病理诊断流程自动化和智能化的控制系统，包括：

样本识别系统1，用于对样本的编码信息进行识别，所述样本识别系统1还用于识别样本在显微镜8的玻片上的位置，并构建样本的聚焦曲面；如此，可以为后续的样本移动、聚焦和图像采集等操作提供准确的参考，而且还可以保证整个样本在移动过程中，显示的实时图像更加清晰。

样本智能移动及自动聚焦系统2，用于驱动样本在显微镜下进行移动，所述样本智能移动及自动聚焦系统还用于对显微镜下的样本进行自动聚焦；

图像实时显示及图像编辑系统3，用于实时显示显微镜观察到的样本图像，并能够对所述样本图像进行编辑和分析；例如：医生可以通过放大、测量、注释等编辑功能对样本图像进行进一步观察和分析，这样可以提高病理诊断的效率和准确性。

共享诊断系统4，用于共享不同医生的诊断结果和经验；本实施例中，通过集成网络技术，医生可以随时随地访问和共享自己的诊断结果和经验，同时也能够浏览和学习其他医生的病例和诊断，从而可以提高病理学的质量和水平，同时，也为远程会诊、教学演示、交流分享提供一个安全平台。

病理诊断学资料查阅对比诊断系统5，用于提供医生诊断所需的参考资料和病理图像数据，并能进行自动辅助诊断；医生可以及时查阅相关资料，进行对比诊断和辅助诊断，辅助医生做出更准确的诊断。

病理报告撰写系统6，用于根据医生的病理诊断结论，自动生成病理报告；具体地，病理报告撰写系统6能够自动提取关键信息并生成结构化的报告，减少了医生撰写报告的时间和工作量，同时与医院诊疗系统衔接，及时将报告传送给临床医生。

样本收纳管理系统7，用于将医生诊断后的样本自动建立数据库。如此，减少了人工登记的错误和繁琐，便于样本仓储室收纳管理。

上述显微镜病理诊断流程自动化和智能化的控制系统，可以使样本在显微镜下的位置移动、自动聚焦和实时图像显示等关键步骤得以实现自动化，这样能够提高显微镜诊断病理切片流程的工作效率和准确性，减少医生和操作人员的工作负担，同时，还可以提供清晰的样本图像供医生进行病理诊断和分析，从而进一步提高了诊断的精确性。

在本发明一实施例中，所述样本识别系统1包括：

编码识别模块11，用于读取和解析所述样本上的编码信息；本实施例中，所述编码信息的编码可以为标识码或二维码等，所述编码信息包括患者的个人识别号、病历号、样本类型和送检科室等。通过自动识别这些编码信息，系统能够准确地与患者的病历数据和医院信息系统进行关联，确保病理诊断结果与患者身份的准确对应。

样本区域识别模块12，用于定位和识别玻片上每个样本的位置，并计算得出样本的位置坐标。具体地，通过图像处理和分析技术，能够定位和识别玻片上每个样本的位置。它可以识别样本的边缘和特征，通过算法计算得出样本的位置坐标。这样，系统能够精确地确定每个样本所在的区域，为后续的移动、聚焦和图像采集等操作提供准确的参考；

聚焦曲面构建模块13，用于在所述样本的识别边缘内区域进行自动布置相应数量的聚焦点，并对每个聚焦点进行自动聚焦，通过软件算法构建所述样本的聚焦曲面。如此，可以保证整个样本在移动过程中，显示的实时图像更加清晰。

在本发明一实施例中，所述样本智能移动及自动聚焦系统2包括：

样本智能移动模块21，包括X轴电机211和Y轴电机212，所述X轴电机211和Y轴电机212分别与显微镜8的X向移动平台81和Y向移动平台82相连接，所述X向移动平台81和Y向移动平台82上下叠放形成载物台，所述玻片放置在所述载物台的上表面，其中，所述X轴电机211和Y轴电机212分别用于驱动X向移动平台81和Y向移动平台82移动，使样本按照预设移动路径进行移动；

图像自动聚焦模块22，包括Z轴电机213，所述Z轴电机213能够带动显微镜8的物镜83上下移动对所述样本进行自动聚焦。如此，通过使用先进的图像处理算法和反馈控制机制，根据样本的特征和图像质量，自动调整显微镜物镜与样本之间的距离，确保获得清晰、高质量的图像。这种自动化的聚焦过程不仅提高了图像的清晰度和细节展示，还彻底减轻了医生在调焦方面的工作负担，使其能够更专注于病理诊断的观察和分析。

本实施例中，医生可以通过触摸屏幕图像，也可以使用鼠标、摇杆等方式，驱动样本按照医生想要的移动路径智能移动。这种智能的移动方式大大提高了工作效率，使医生能够更快速地浏览和分析病理切片中的不同区域。具体地，将样本固定在载物台上，确保样本的稳定性，然后，X轴电机211和Y轴电机212接收运动指令，根据指令将样本移动到指定位置。一旦样本到达目标位置，自动焦距清晰度算法会发送指令给Z轴电机213，驱动显微镜的物镜83上下移动，直到获得清晰的图像，这个过程实现了自动聚焦，确保在显微镜下观察到清晰的样本图像。

在本发明一实施例中，所述Z轴电机213设置在显微镜8的立柱84上，所述Z轴电机213与纵向连接臂85相连接，所述纵向连接臂85的一端与横向连接臂86相连接，所述物镜83设置在所述横向连接臂86上远离所述纵向连接臂85的一端，其中，所述样本识别系统1设置在所述横向连接臂86上。

本实施例中，Z轴电机213可以固定在立柱84的顶部，Z轴电机213的转轴底部与所述纵向连接臂85的底部相连接，所述纵向连接臂85的顶部与横向连接臂86的一端相连接，这样可以增加物镜83的移动空间，提高使用的安全性。

在本发明一实施例中，所述Y向移动平台82的底部设有底座87，所述立柱84固定在所述底座87的一侧。其中，Y向移动平台82可以沿着底座87的Y向进行滑动，以便于调节样本的Y向位置。

在本发明一实施例中，所述图像实时显示及图像编辑系统3包括：

图像实时显示模块31，与所述物镜83相连接，所述图像实时显示模块31用于将显微镜8观察到的样本图像实时传输到显示屏上；本实施例中，通过图像采集和传输技术，系统能够保持图像的高清晰度和准确性，将样本的细节和特征展示给医生。这种实时显示的功能极大地方便了医生的对样本观察和分析，使其能够快速获得样本的视觉信息，提高病理诊断的效率。还提供了更直观、交互式的工作方式，同时也解决了医生长期低头目视显微镜而导致对身体健康的不良影响。

图像编辑模块32，用于对所述显示屏上的样本图像进行编辑操作。本实施例中，医生可以利用该模块对图像进行放大、缩小、测量样本大小、添加标注等功能操作，以便医生进行更详细的观察和分析。这种灵活的图像编辑能力使医生能够更加深入地研究样本，捕捉更多有助于诊断的细微变化。同时，利用放大、测量和标注等图像编辑功能对病理远程会诊、教学演示、交流分享等提供更多智能辅助。

在本发明一实施例中，所述病理诊断学资料查阅对比诊断系统5包括：

病理学诊断资料模块51，用于集成病理学诊断的参考资料；本实施例中，参考资料包括相关文献、诊断准则、病例报告、研究成果等。医生可以通过系统快速查阅和获取这些资料，以便在诊断过程中参考和借鉴。这种资料的集中存储和快速检索功能，有助于医生获得及时、全面的背景知识和学术支持，提高诊断的准确性和可靠性。

病理图像数据库模块52，用于集成和管理病理图像数据。本实施例中，医生可以通过系统浏览和比对不同病例的显微镜图像，以观察和分析不同病理特征、变化和模式。这种图像数据库的建设和应用能够帮助医生培养观察和识别病理图像的能力，加深对疾病特征和诊断要点的理解，提高病理诊断的准确性和一致性；

自动辅助诊断模块53，用于根据病理图像数据对样本图像进行自动辅助诊断。如此，可以在人工不干预的前提下，对样本图像进行自动诊断，其能大幅提高诊断效率，也可以给医生的人工诊断提供参考和对比。

在本发明一实施例中，所述自动辅助诊断模块53包括：

初次对比及数据调取单元，用于将样本图像与所述病理图像数据库模块内的病理图像进行形态结构的初次对比，调取相似度超过80％的所有的病理图像；如此，可以快速地筛选出病理图像数据库模块内与当前样本图像高度相似的病理图片，从而便于精准地对样本图像进行分析和诊断，其中，调取的病理图像的数量可以根据实际需求选择相似度比例，例如:相似度可以为85％、90％……等。

高精度对比单元，用于将其中一个病例图像沿其中心点依次旋转n°，获取不同角度的病例图像与所述样本图像的相似度，并选择相似度的最高值作为最终相似度值；如此，可以使病例图像全方位、全角度地与样本图像进行对比，从而避免病例图像因方位或角度的错位问题，增加与样本图像的相似度判断误差，从而可以提高判断的精度。可选地，n可以为1、2、3……等自然整数。

判断排序单元，用于将相似度超过80％的所有的病理图像的最终相似度值按照数值大小进行依次排序。

链接单元，用于根据最终相似度值的递减排序，选择第一至m个病理图像,并将其与诊断时所用的病理学诊断的参考资料进行自动链接。可选地，m可以为2、3、4……等自然整数。

本实施例中,医生根据自动诊断结果结合自身的诊断经验，便可快速、准确地对样本图像进行最终诊断，其能够提高诊断效率和诊断精度。同时，当医生选择根据最终相似度值的递减排序的第一至m个病理图像，可以自动触发相关的参考资料，以进一步验证最终诊断的准确度。

在本发明一实施例中，所述样本收纳管理系统7包括：

样本收纳数据库模块71，用于将医生诊断后的样本的编码信息按序号自动记录形成样本编码，并与样本的物料存放位置一一对应；如此，通过数据库的查询和检索功能，医生可以方便地找到指定样本的编码信息和存放位置，实现了样本仓储管理智能化。

编码打印模块72，用于驱动打印机对样本收纳盒打印相应的序号编码，每个样本收纳盒上设有与所述样本编码一致的标识。如此，确保了样本收纳盒与数据库中的样本编码的一致性和对应关系。这样，当需要取出或归还样本时，管理人员只需查看样本收纳盒上的标识，就能准确地找到对应的样本信息和位置，提高了样本管理效率。

参阅图4所示，本发明一实施例提供一种控制显微镜病理诊断流程自动化和智能化的控制系统的方法，包括以下步骤：

S1、将需要诊断的样本放置于显微镜8的载物台上；

S2、对样本的编码信息、以及样本在显微镜8的玻片上的位置进行自动识别；其中，对样本的编码信息进行自动识别，为后续数据化管理准备；对样品区域位置进行自动识别，为后续可视化智能移动准备。

S3、驱动样本在显微镜8下进行移动，并对所见区域的样本图像实时自动聚焦；本实施例中，可以通过触摸屏幕移动、鼠标拖动等多种智能方式移动样本，并对所见区域图像实时自动聚焦。

S4、显微镜8下的样本图像传输到显示屏上实时显示，并对所述样本图像进行编辑和分析；本实施例中，医生可以通过放大、测量、注释等编辑功能对图像进行进一步观察和分析。

S5、根据病理诊断需要，共享不同医生的诊断结果和经验；例如：据病理诊断需要可以远程会诊、交流分享等。

S6、查阅医生诊断所需的参考资料和病理图像数据，进行对比诊断和辅助诊断；

S7、根据医生的病理诊断结论，自动生成病理报告；

S8、将医生诊断后的样本自动建立数据库。如此，可以方便地找到指定样本的编码信息和存放位置。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。