[实用新型]一种数字化病理成像设备

说明书

本实用新型涉及光学成像技术领域，更具体地说，它涉及一种数字化病理成像设备，该数字化病理成像设备包括显微照明装置、显微物镜和数字图像传感器；显微照明装置包括光源、米氏散射器件、光学腔和聚光镜；光源位于米氏散射器件的一侧，聚光镜位于米氏散射器件的另一侧，光源用于发出光照射到米氏散射器件上；米氏散射器件用于将光源射入的光发散照射到聚光镜上；聚光镜用于将米氏散射器件射入的光聚焦输出到被测体上；显微物镜包括沿光轴方向依次设置的第一透镜和第二透镜，第一透镜用于接收从被测体射入的光；第一透镜前表面和第二透镜后表面均镀有半透半反光学介质分光薄膜；数字图像传感器用于接收从第二透镜射入的光，并进行数字成像。

技术领域

本实用新型涉及光学成像技术领域，特别涉及一种数字化病理成像设备。

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成像设备对切片组织进行扫描。

现有的数字病理成像设备一般包括显微物镜和光源系统。其光源照射出来的光通常呈高斯分布，显微视野中央区域亮度最高，四周亮度较低，这种光照不均的问题，在数字显微镜中体现为数字图像呈现明暗照度不均，特别是数字病理全切片成像领域，多个显微视野的数字图像需要拼接，光照不均则导致拼接后的数字病理图像中存在明暗波动，必须通过数字图像亮度调整算法进行补偿，否则造成诊断医生的视觉疲劳，降低诊断效率与诊断精度。通常，数字病理图像尺寸较大，对于这样的大数据进行亮度补偿，计算效率低下，导致数字病理成像整体耗时较大。

另外，现有的显微物镜一般由入瞳透镜，孔径光阑，中间透镜或中间透镜组合，以及出瞳透镜组成，作用是将本观测物体的局部区域进行放大，以实现人们对微观世界的观察。来自被观测物体的光线，首先通过入瞳透镜，照射入镜筒之中，其次在孔径光阑和中间透镜的作用下被放大，最后通过出瞳透镜照射到镜筒之外，并实现清晰的成像。

显微物镜的性能主要由：数值孔径、视野范围、放大倍数、有效焦距。数值孔径描述了物镜收光锥角的大小，直接决定显微物镜的收光能力以及光学分辨率，例如：数值孔径越大，显微物镜收光能力越强，光学分辨率越高；视野范围是显微物镜所能够放大成像的观测物体范围，放大倍数是视野范围与成像面积的比例，通常在成像面积固定的情况下，放大倍数越大，视野范围越小，所需要的中间透镜数量越多(通常大于三片透镜)，以抑制高倍率成像的像差；有效焦距是光学系统的主点到焦点在光轴上的距离，有效焦距越小，放大倍数越大，视野范围越小，数值孔径越大。

对于光学显微镜使用者来说，理想的显微物镜具备特点：较大视野范围、较大数值孔径，以实现一次性即可观察到被观测物体超微结构的全部细节，提高显微观察效率，减少观察负担。然而，根据上述决定显微物镜性能的各参数之间关系可知，对超微结构的清晰成像，势必需要增大数值孔径以及放大倍数，这必然导致视野范围的缩小，中间透镜数量增多，显微物镜的体积和制作生产成本和装配难度骤增。

上述的传统显微物镜中存在的限制，导致在实际应用中，为光学显微镜使用者带来诸多不变。例如，在病理诊断领域，医生每天要承担100张以上的病理切片显微观察任务，使用传统显微物镜，由于数值孔径和放大倍数的限制，医生在观察每一张切片时都需要反复切换不同倍率的显微物镜，以实现对病理切片从宏观到超微结构的精确观察，保证病理诊断的精准；由于视野范围的限制，医生在进行显微观察时必须操作平移载物台，以实现对整个切片中每一个局部组织的观察和诊断，防止误诊和漏诊；上述说明传统显微镜性能上的限制，导致光学显微镜使用复杂度加大，医生观察一张病理切片通常需要20分钟以上，效率极低，面对巨大的诊断工作量，病理医生的劳动负担以及强度巨大，不仅威胁着病理医生身心健康，同时也为病理诊断的漏诊和误诊增大了风险。另一方面，由于显微物镜体积大，导致光学显微镜体积大，不利于其在面积受限的病理科进行大量放置，同时高昂的价格，不利于医院的采购，也导致了病理诊断医疗费用的增加。