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申请/专利权人：达科为(深圳)医疗设备有限公司

摘要：本发明涉及数字病理成像技术领域，它涉及一种用于大面积显微成像的数字病理扫描仪，其技术方案要点是：一种用于大面积显微成像的数字病理扫描仪，其包括多个显微物镜和多个数字图像传感器；所述显微物镜和所述数字图像传感器两者的数量相等、且一一对应地保持相对固定；各所述数字图像传感器依次排布，形成传感器阵列；其中，所述传感器阵列用于沿第一方向运动时，各数字图像传感器所成的像在第二方向上依次无间隔排布；所述第一方向与第二方向垂直。其中，本发明的数字病理扫描仪可以并行拍摄并拼接显微图像，比常规方法的速度提升了20倍以上，且体积减小，成本降低，极大改善了数字病理扫描仪的用户使用体验，真正实现了数字病理的应用价值。

主权项：1.一种用于大面积显微成像的数字病理扫描仪，其特征在于，包括多个显微物镜1和多个数字图像传感器2；所述显微物镜1和所述数字图像传感器2两者的数量相等、且一一对应地保持相对固定；各所述数字图像传感器2依次排布，形成传感器阵列；其中，所述传感器阵列用于沿第一方向运动时，各数字图像传感器2所成的像在第二方向上依次无间隔排布，所述第一方向与第二方向垂直，所述传感器阵列用于沿第一方向运动时，各数字图像传感器2所成的像在第二方向上依次无间隔排布，以并行拍摄并拼接显微图像，从而提高病理扫描的速度；所述第一方向与第二方向垂直；所述传感器阵列沿第一方向具有N个平行间隔排布的行，N为大于或等于（W+r）FoV的最小整数；其中，相邻的两行沿第一方向分别为第N1行和第N2行，N2=N1+1，N1为大于或等于1的整数；第N2行沿第二方向相对第N1行偏移大小为FoV的距离，FoV为数字图像传感器2所成的像在第二方向上的尺寸大小；各行内数字图像传感器2的数量均为两个以上、且沿第二方向依次排布；各行内相邻两数字图像传感器2在第二方向上的距离相等、且均为r1；r1=（N*FoV）-W；其中，W为数字传感器沿第二方向的尺寸大小；r为同一行内相邻两数字图像传感器2的加工工艺在第二方向上所能实现的最小间隔。

全文数据：一种用于大面积显微成像的数字病理扫描仪技术领域本发明涉及数字病理成像技术领域，特别涉及一种用于大面积显微成像的数字病理扫描仪。背景技术数字化病理是指将计算机和网络应用于了病理学领域，是一种现代数字系统与传统光学放大装置有机结合的技术。其主要采用数字病理扫描仪对切片组织进行扫描.常规的数字病理扫描仪采用一个显微物镜和一个数字相机所构成的显微光学系统，对切片组织进行横向以及纵向的线形扫描。这种扫描方式导致扫描面积小且时间长，极大降低了数字病理扫描仪的用户使用体验，不能实现数字病理在实际临床诊断中的应用价值。发明内容有鉴于此，本发明提供一种用于大面积显微成像的数字病理扫描仪，主要目的在于解决现有数字病理扫描仪在对切片组织进行扫描时单次扫描面积小，导致耗费时间长的技术问题。为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：本发明的实施例提供一种数字图像传感器组件，包括多个显微物镜和多个数字图像传感器；所述显微物镜和所述数字图像传感器两者的数量相等、且一一对应地保持相对固定；各所述数字图像传感器依次排布，形成传感器阵列；其中，所述传感器阵列用于沿第一方向运动时，各数字图像传感器所成的像在第二方向上依次无间隔排布；所述第一方向与第二方向垂直。本发明进一步设置为：所述传感器阵列沿第一方向具有N个平行间隔排布的行，N为大于或等于2的整数；其中，相邻的两行沿第一方向分别为第N1行和第N2行，N2=N1+1，N1为大于或等于1的整数；第N2行沿第二方向相对第N1行偏移大小为FoV的距离，FoV为数字图像传感器所成的像在第二方向上的尺寸大小。本发明进一步设置为：所述传感器阵列沿第一方向具有N个平行间隔排布的行，N为大于或等于3的整数；传感器阵列中位于最外侧两行的数字图像传感器的数量相等、且均为M1个，其它行的数字图像传感器的数量为M2个，M1=M2+1；其中，相邻的两行沿第一方向分别为第N1行和第N2行，N2=N1+1，N1为大于或等于1的整数；当N2小于N时，第N2行沿第二方向相对第N1行偏移大小为FoV的距离；当N2等于N时，第N2行沿第二方向相对第N1行凸出大小为FoV的距离；FoV为数字图像传感器所成的像在第二方向上的尺寸大小。本发明进一步设置为：各行内数字图像传感器的数量均为两个以上、且沿第二方向依次排布；各行内相邻两数字图像传感器在第二方向上的距离相等、且均为r1。本发明进一步设置为：N为大于或等于（W+r）FoV的最小整数；r1=N*FoV-W；其中，W为数字传感器沿第二方向的尺寸大小；r为同一行内相邻两数字图像传感器的加工工艺在第二方向上所能实现的最小间隔。本发明进一步设置为：相邻两行在第一方向上的间隔为r2，r2为相邻两行内的数字图像传感器的加工工艺在第一方向上所能实现的最小间隔。借由上述技术方案，本发明用于大面积显微成像的数字病理扫描仪至少具有以下有益效果：在本发明提供的技术方案中，各显微物镜和数字图像传感器均阵列式排布，各显微物镜与数字图像传感器一一对应地保持相对固定，当阵列沿第一方向比如纵向运动时，各数字图像传感器所成的像在第二方向比如横向上依次无间隔排布，如此可以并行拍摄并拼接显微图像，从而可以极大地提高病理扫描的速度，改善了数字病理扫描仪的用户使用体验，真正实现了数字病理的应用价值。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。附图说明图1是本发明的一实施例提供的一种显微物镜与数字图像传感器两者组合的阵列排布方式；图2是本发明的另一实施例提供的一种显微物镜与数字图像传感器两者组合的阵列排布方式；图3是本发明的一实施例提供的一种数字图像传感器的阵列排布方式；图4是本发明的另一实施例提供的一种数字图像传感器的阵列排布方式。附图标记：1、显微物镜；2、数字图像传感器。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示诸如上、下、左、右、前、后……，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态如附图所示下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。如图1和图2所示，本发明的一个实施例提出的一种用于大面积显微成像的数字病理扫描仪，其包括多个显微物镜1和多个数字图像传感器2。显微物镜1和数字图像传感器2两者的数量相等、且一一对应地保持相对固定。外部光线经显微物镜1后照射到数字图像传感器2上，数字图像传感器2对接收的光线进行处理并转化为电信号输出，以进行数字成像。上述的各数字图像传感器2依次排布，形成传感器阵列。其中，该传感器阵列用于沿第一方向运动时，各数字图像传感器2所成的像在第二方向上依次无间隔排布；第一方向与第二方向垂直。其中，第一方向可以为图1和图2中的X方向，第二方向可以为图1和图2中的Y方向。具体来说，因为各数字图像传感器2呈阵列排布，从而与数字图像传感器2一一对应的各显微物镜1也呈阵列排布。又因为各显微物镜1与数字图像传感器2一一对应地保持相对固定，从而传感器阵列运动时由显微物镜1所形成的物镜阵列会跟着同步运动。当传感器阵列和显微物镜阵列一起沿第一方向运动时，比如沿图1和图2中X方向运动，显微物镜阵列内的各显微物镜1同时对组织切片的各部分进行扫描，使各数字图像传感器2所形成的像在第二方向比如Y方向上依次无间隔排布。在上述技术方案中，当显微物镜阵列和数字图像传感器阵列在单向对组织切片进行线性扫描时，可以并行拍摄并拼接显微图像，比现有技术中常规方法的速度提升了20倍以上，极大改善了数字病理扫描仪的用户使用体验，真正实现了数字病理的应用价值。因为各显微物镜1与数字图像传感器2一一对应，从而由各显微物镜1所形成的阵列与传感器阵列两者的排布方式和方法是相一致的。下面具体以传感器阵列的排布方式和方法进行描述，本领域技术人员在得知传感器阵列的排布方式的基础上，可以推知显微物镜阵列的排列方式。其中，传感器阵列内的各数字图像传感器2可以具有多种不同的排布方式，比如可以呈倾斜的一字形排布，或者呈Z字形排布。在传感器阵列内的各数字图像传感器2呈倾斜的一字型排布的示例中，如图1所示，传感器阵列沿第一方向可以具有N个平行间隔排布的行。N为大于或等于2的整数。其中，相邻的两行沿第一方向分别为第N1行和第N2行。N2=N1+1，N1为大于或等于1的整数。第N2行沿第二方向相对第N1行偏移大小为FoV的距离。FoV为数字图像传感器2所成的像在第二方向上的尺寸大小。在上述示例中，以N=6具体举例说明。如图1所示，传感器阵列沿X方向依次具有第1行、第2行、第3行、第4行、第5行和第6行。其中，第2行相对第1行向Y方向偏移FoV的距离。第3行相对第2行向Y方向偏移FoV的距离。第4行相对第3行向Y方向偏移FoV的距离。第5行相对第4行向Y方向偏移FoV的距离。第6行相对第5行向Y方向偏移FoV的距离。在传感器阵列内的各数字图像传感器2呈Z字形排布的示例中，如图2所示，传感器阵列沿第一方向具有N个平行间隔排布的行。N为大于或等于3的整数。传感器阵列中位于最外侧两行的数字图像传感器2的数量相等、且均为M1个。其它行的数字图像传感器2的数量为M2个，M1=M2+1。其中，相邻的两行沿第一方向分别为第N1行和第N2行。N2=N1+1，N1为大于或等于1的整数。当N2小于N时，第N2行沿第二方向相对第N1行偏移大小为FoV的距离；当N2等于N时，第N2行沿第二方向相对第N1行凸出大小为FoV的距离；FoV为数字图像传感器2所成的像在第二方向上的尺寸大小。在上述示例中，以N=6具体举例说明。如图2所示，传感器阵列沿X方向依次具有第1行、第2行、第3行、第4行、第5行和第6行。第1行和第6行两者数字图像传感器2的数量相等，第2行至第5行四者数字图像传感器2的数量相等。第1行的数字图像传感器2的数量比第2行数字图像传感器2的数量多一个。其中，第2行相对第1行向Y方向偏移FoV的距离。第3行相对第2行向Y方向偏移FoV的距离。第4行相对第3行向Y方向偏移FoV的距离。第5行相对第4行向Y方向偏移FoV的距离。第6行相对第5行向Y方向凸出FoV的距离。进一步的，如图1和图2所示，前述各行内数字图像传感器2的数量可以均为两个以上、且沿第二方向依次排布。各行内相邻两数字图像传感器2在第二方向上的距离相等、且均为r1。如此可以使传感器阵列的结构更加紧凑，体积较小。在一个具体的应用示例中，前述传感器阵列的相应排布参数可以采用以下公式获得。其中，N为大于或等于（W+r）FoV的最小整数。r1=N*FoV-W。W为数字图像传感器2沿第二方向的尺寸大小；r为同一行内相邻两数字图像传感器2的加工工艺在第二方向上所能实现的最小间隔。前述相邻两行在第一方向上的间隔为r2，r2为相邻两行内的数字图像传感器2的加工工艺在第一方向上所能实现的最小间隔。通过上述公式所计算出的排布参数，可以使传感器阵列具有最小的排布结构，在扫描相同大小区域的组织切片时，采用上述方法排列的传感器阵列的体积较小，传感器阵列内各数字图像传感器2的有效利用率较高。这里需要说明的是：前述FoV可以通过数字图像传感器2的图像测量获得。W可以通过测量数字图像传感器的尺寸获得。r可以通过工艺评估获得。下面以传感器阵列采用Z字形排布具体举例说明。在第一实施例中，如图3所示，一种数字图像传感器阵列，数字图像传感器2的尺寸如下：宽度W为5.18毫米，高度H为5.4毫米。成像范围FoV为1.0毫米。数字图像传感器2绑定与封装工艺规定，横向最小间距r为0.8毫米，纵向最小间距r2为0.82毫米。因此，阵列的行数N计算如下：（1）（W+r）FoV=（5.18+0.8）1=5.98。（2）阵列的行数N取大于或等于5.98的最小整数，即阵列的行数N=6。（3）同一行内相邻两数字图像传感器2之间的间隔r1=N*FoV-W=6*1-5.18=0.82。其中，各行内数字图像传感器2的具体数量可以根据实际情况而定，具体在此不再赘述。在第二实施例中，一种数字图像传感器阵列，数字图像传感器2的尺寸如下：宽度W为8.5毫米，高度H为8.5毫米。成像范围FoV为1.0毫米。数字图像传感器2绑定与封装工艺规定，横向最小间距r为0.3毫米，纵向最小间距r2为0.3毫米。因此，阵列的行数N计算如下：（1）（W+r）FoV=（8.5+0.3）1=8.8（2）阵列的行数N取大于或等于8.8的最小整数，即阵列的行数N=9。（3）同一行内相邻两数字图像传感器2之间的间隔r1=N*FoV-W=9*1-8.5=0.5。其中，各行内数字图像传感器2的具体数量可以根据实际情况而定，具体在此不再赘述。下面介绍一下本发明的工作原理。本发明的各显微物镜1和数字图像传感器2均采用阵列式排布，且两者的排布方式相同，比如可以采用倾斜的一字型排布或者Z字形排布。显微物镜阵列和数字图像传感器阵列两者保持相对固定。当阵列沿单向对组织切片线性扫描时，可以并行拍摄并拼接显微图像，比常规方法的速度提升了20倍以上，且体积减小，成本降低，极大改善了数字病理扫描仪的用户使用体验，真正实现了数字病理的应用价值。这里需要说明的是：在不冲突的情况下，本领域的技术人员可以根据实际情况将上述各示例中相关的技术特征相互组合，以达到相应的技术效果，具体对于各种组合情况在此不一一赘述。以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

权利要求：1.一种用于大面积显微成像的数字病理扫描仪，其特征在于，包括多个显微物镜1和多个数字图像传感器2；所述显微物镜1和所述数字图像传感器2两者的数量相等、且一一对应地保持相对固定；各所述数字图像传感器2依次排布，形成传感器阵列；其中，所述传感器阵列用于沿第一方向运动时，各数字图像传感器2所成的像在第二方向上依次无间隔排布；所述第一方向与第二方向垂直。2.根据权利要求1所述的用于大面积显微成像的数字病理扫描仪，其特征在于，所述传感器阵列沿第一方向具有N个平行间隔排布的行，N为大于或等于2的整数；其中，相邻的两行沿第一方向分别为第N1行和第N2行，N2=N1+1，N1为大于或等于1的整数；第N2行沿第二方向相对第N1行偏移大小为FoV的距离，FoV为数字图像传感器2所成的像在第二方向上的尺寸大小。3.根据权利要求1所述的用于大面积显微成像的数字病理扫描仪，其特征在于，所述传感器阵列沿第一方向具有N个平行间隔排布的行，N为大于或等于3的整数；传感器阵列中位于最外侧两行的数字图像传感器2的数量相等、且均为M1个，其它行的数字图像传感器2的数量为M2个，M1=M2+1；其中，相邻的两行沿第一方向分别为第N1行和第N2行，N2=N1+1，N1为大于或等于1的整数；当N2小于N时，第N2行沿第二方向相对第N1行偏移大小为FoV的距离；当N2等于N时，第N2行沿第二方向相对第N1行凸出大小为FoV的距离；FoV为数字图像传感器2所成的像在第二方向上的尺寸大小。4.根据权利要求2或3所述的用于大面积显微成像的数字病理扫描仪，其特征在于，各行内数字图像传感器2的数量均为两个以上、且沿第二方向依次排布；各行内相邻两数字图像传感器2在第二方向上的距离相等、且均为r1。5.根据权利要求4所述的用于大面积显微成像的数字病理扫描仪，其特征在于，N为大于或等于（W+r）FoV的最小整数；r1=N*FoV-W；其中，W为数字传感器沿第二方向的尺寸大小；r为同一行内相邻两数字图像传感器2的加工工艺在第二方向上所能实现的最小间隔。6.根据权利要求4所述的用于大面积显微成像的数字病理扫描仪，其特征在于，相邻两行在第一方向上的间隔为r2，r2为相邻两行内的数字图像传感器2的加工工艺在第一方向上所能实现的最小间隔。

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