[发明专利]一种基于边缘检测的组织切削系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于边缘检测的组织切削系统和方法，属于生物组织切削领域。组织切削系统包括位移台、切削装置和控制器。位移台上设有传感器，传感器用于实时检测所述样本受到的切削力。切削装置，用于根据每个切削层的起始点对样本进行逐层切削。控制器，用于根据所述传感器监测到的切削力以调整下一切削层的起始点，从而能够根据样本的外轮廓，调整切削的起始点，实现对无包埋样本的切削，提高切削效率。

技术领域

本发明涉及生物组织切削领域，特别涉及一种基于边缘检测的组织切削系统及方法。

背景技术

在现代生物研究和医学检查中，常常需要使用切削装置将生物组织制作成一定厚度的薄切片，以便进行免疫组化、染色、成像等进一步的处理和观察。但由于生物样本的外形不规则，在切削时会造成诸多不便。因此现有的组织切削方法通常是在生物样本切削前，对生物样本进行包埋处理，例如使用琼脂糖、水凝胶等弹性包埋材料对生物样本进行包裹，使其呈现规则的立方体。

由于包埋后的生物样本呈规则的立方体，切削时均是按照预先设定好的切削长度进行切削。在这种切削方式下，每一刀均切削相同的长度，有很大一部分时间用于切削组织外部的包埋材料，无效切削区域大。特别对于大体积生物样本如人体组织，或外形不规则器官如胃等，这种无效切削将更多。

发明内容

发明实施例提供了一种基于边缘检测的组织切削系统及方法，针对无包埋样本，能够根据生物样本的外形，实时调整切削的起始点，缩短切削时间，提高切削效率。

本发明实施例公开的基于边缘检测的组织切削系统包括位移台，切削装置和控制器，所述位移台用于放置样本，所述位移台上设有传感器，并用于实时检测所述样本受到的切削力；切削装置，用于根据每个切削层的起始点对样本进行逐层切削；控制器，用于根据所述传感器监测到的切削力以调整下一切削层的起始点。

进一步地，所述控制器包括：

定义模块，用于定义切削参数，所述切削参数包括进给速度和层数预定值；

循环控制模块，用于将层数计数器的数值置零，并通过以下子模块重复执行直至层数计数器的数值等于层数预定值；

初始化子模块，用于获取起始点坐标；

控制子模块，用于控制所述位移台移动到所述起始点，并从所述起始点以所述进给速度沿水平方向移动，进行组织切削，在切削过程中，所述传感器实时采集切削力的大小；

定位子模块，用于根据所述切削力的大小，确定起始接触点的坐标，并控制层数计数器的数值加1；

更新子模块，用于根据所述起始接触点的坐标更新所述起始点的坐标。

进一步地，所述定位子模块包括接触点坐标确定单元，用于根据当前一时刻切削力为零，且当前时刻切削力不为零时，标定位移台的当前位置为当前层的起始接触点，记录所述起始接触点的坐标。

进一步地，所述更新子模块包括：

移动参数预设单元，用于设定切削长度的冗余参数和切削厚度；

起始点坐标确定单元，将起始点的横坐标更新为起始接触点的横坐标减去冗余参数，将起始点的纵坐标更新为起始接触点的纵坐标加上切削厚度。

进一步地，所述循环控制模块还包括移动方向调整子模块，用于根据所述切削力的大小，确定切削终点坐标，并当所述位移台运动到所述切削终点时，停止所述位移台的水平移动，进入下一个切削层的切削。

进一步地，其特征在于，所述冗余参数为0.5～2mm。

进一步地，所述切削装置为振动切削装置，包括驱动部、刀片和引导部，所述驱动部与所述刀片相连，用于为所述刀片的振动提供动力；所述引导部与所述刀片相连，所述引导部具有柔性机构，所述驱动部的驱动频率与由所述柔性机构和刀片共同组成的系统的固有频率相同。