一种智能染色系统及方法与流程

1.本发明属于细胞涂片染色技术领域，尤其涉及一种智能染色系统及方法。


背景技术：

2.为了对细胞和组织进行有效的观察，在用显微镜进行观察前，需要对其进行处理。具体的，需要将标本均匀的涂抹在载玻片上形成单层均匀的涂层(称之为涂片，如血液、骨髓等)，涂片采用特殊工艺将涂层固定和干燥，然后将染色液及缓冲液依次滴在涂片上使染液、缓冲液与涂层充分接触进行染色(使细胞核和细胞质染成不同的颜色)，染色后采用清洗液冲洗染色后的涂片将多余染液冲洗掉，然后对冲洗后的涂片进行干燥。再将染色后的涂片放在显微镜上进行细胞检测。
3.目前，上述操作主要由工作人员手动操作，不同操作人员对于染液滴加量和染色时间、染色液染色均匀程度控制不一样，造成涂片染色后的染色效果差异较大，对于进行涂片上细胞显微镜下观察和分析判断影响较大，不仅观察的质量难以保证，工作人员还需要花费大量的时间在涂片中寻找满足观测要求的细胞，检查效率非常低，可能因为无法识别细胞和错误识别造成误诊和漏诊，同时由于染色过程受人为因素影响较多不利于涂片染色结果的标准化和染色质量稳定性，染色后不能采用机器自动涂片进行图像采集和识别来提高检查效率和及时性。
4.因此，需要一种智能染色系统及方法，可以自动化的制作出标准化的高质量的染色涂片。


技术实现要素：

5.本发明的目的，在于提供一种智能染色系统及方法，可以自动化的制作出标准化的高质量的染色涂片，并能根据不同要求进行不同染色标准涂片的制作。
6.本发明提供的基础方案为：
7.智能染色系统，包括：
8.传输部，传输部包括运动传输机构、第一机械臂和传感器，用于自动将涂片放入染色区域和染色后取出染色区域；
9.滴液部，滴液部包括第二机械臂、染液滴加管路、清洗液冲洗管路、废液收集管路，用于向涂片滴加染色液及缓冲液，还用于对染色后的多余染液冲洗；
10.混合部，混合部用于将涂片上的染色液和缓冲液混合均匀；
11.压盖部，压盖部包括第三机械臂，用于对涂片进行固定和密封；
12.干燥部，干燥部包括陶瓷加热片、风机、温度传感器，用于对完成染色和冲洗后的涂片进行干燥；
13.控制部，用于按照预设的操作步骤，对传输部、滴液部、混合部、压盖部、干燥部进行控制；
14.其中，控制部预设的操作步骤包括，控制运输部向染色区域放入待染色涂片、控制
滴液部向涂片滴入染色液，控制混合部进行标本均匀染色混合操作，控制滴液部向涂片滴入缓冲液，控制压盖部进行涂片固定和密封，控制混匀部进行滴加液体混匀，控制清洗液冲洗染色后涂片，控制废液收集管路排干染色、冲洗后废液，控制干燥部对染色后涂片进行干燥，控制传输部将干燥后涂片取出染色区域。
15.基础方案工作原理及有益效果：
16.使用本系统，工作人员只需要准备好染色材料(处理好的待染色涂片、染色液、缓冲液、清洗液)即可。
17.系统运行后，控制部控制运输部向染色区域放入待染色涂片，滴液部向涂片按预定方案(滴加溶液时间、滴加顺序、滴加各种溶液的容量)滴入染色液和缓冲液，保证染色各步骤具有一致的染色条件和工艺。
18.之后，控制部控制混合部进行标本均匀染色混合操作(采用摇动机构或吹动机构使染色液和缓冲液充分与待染色涂片上细胞涂层接触，保证整个涂片染色均匀一致、染色充分)，在滴加染液、缓冲液后，控制部控制压盖部进行涂片固定和密封防止混匀过程摇动或吹动染液、缓冲液飞溅造成环境污染和生物危害。
19.预设时间后，已经充分染色，控制部控制清洗液冲洗染色后涂片(控制冲洗力度，避免过度冲洗造成细胞涂层脱落和多余染色液未冲洗干净)，控制废液收集管路排干染色、冲洗后废液，控制干燥部对染色后涂片进行干燥避免染色涂层脱落和利于长期保存，控制传输部将干燥后涂片取出染色区域。
20.本系统能够自动化的制作出标准化的高质量的染色涂片。使用本系统制作的染色涂片，图片上细胞成分清晰易认，不仅观察的效果更好不易造成错误识别还能提高观察效率，同时标准化的染色工艺制成的染色涂片具有良好的染色效果一致性更适宜于进行全自动机器图像采集和图像识别，大大提高涂片检查效率和及时性。
21.进一步，混合部包括摇动机构和吹动机构。
22.摇动机构通过摇动的方式，将涂片上的液体(染色液、缓冲液)进行充分的混合，同时让液体在涂片上铺匀称；吹动机构，则可以通过吹动的方式，使液体在载玻片上铺设得更加均匀，保证图片上待染色涂层全部充分染色。进而保证染色有足够理想的均匀效果。
23.进一步，摇动机构及吹动机构均可调节档位。
24.这样的设置，可以根据不同的涂片和染色方案，将摇动机构和吹动机构调节到不同的档位，以达到想要的混合效果。
25.进一步，摇动机构包括转盘和电机，电机的输出轴通过传动机构与转盘连接。
26.与左右摇动相比，转动的混合方式，液体在混合时更加不易四处飞溅。
27.进一步，控制部还用于输入各步骤的执行时间及间隔时间。
28.不同的细胞染色的制作过程，各步骤的执行时间及间隔时间是不同的。通过这样的设置，工作人员可依据细胞涂片的具体类型和染色类型，设置对应的时间。
29.进一步，控制部还用于输入摇动机构及吹动机构在各步骤的档位。
30.不同的细胞图片染色的制作中，需要的混合强度是不同的。这样的设置，工作人员可依据细胞染色的具体类型，设置摇动机构及吹动机构在各步骤对应的档位。
31.进一步，控制部还用于存储并更新各类型细胞涂片及染色液的推荐制作方案。
32.存储推荐制作方案后，所有工作人员可根据细胞染色涂片类型和不同染色要求选
择合适的染色制作方案，也能够顺利的完成细胞涂片的染色制作并且制作出的染色涂片具有较高的一致性和稳定的染色质量。
33.进一步，滴液部还包括冲洗液冲洗管路，滴液部还用于向充分染色后涂片染色区域喷清洗液。
34.这样，可以将染色后多余的染液和杂质进行清洗，保证染色后涂片干净无杂质利于显微镜下清晰的观察。
35.本发明提供基础方案二：一种智能染色方法，使用上述智能染色系统。
附图说明
36.图1为本发明智能染色系统实施例一的逻辑框图。
具体实施方式
37.下面通过具体实施方式进一步详细说明：
38.实施例一
39.如图1所示，智能染色系统，包括传输部、滴液部、混合部、压盖部、干燥部和控制部。
40.传输部包括运动传输机构、第一机械臂和传感器，用于自动将涂片放入染色区域和染色后取出染色区域。
41.具体的，将待染色的涂片放置在涂片传输导轨上，传输机构采用步进电机带动同步轮、同步带、以及固定在同步带上的导轨滑块沿导轨方向运动，固定在导轨滑块上的推块推动涂片沿与导轨平行的涂片传输导轨移动，控制部控制步进电机的转动方向和步数从而实现将涂片由初始放置位置传输到预定染色区域。
42.滴液部包括第二机械臂、染液滴加管路、清洗液冲洗管路、废液收集管路，用于向涂片滴加各种染色液及缓冲液以及染色后的多余染液冲洗。这些管路采用现有的管路即可，通过微控制器可控制各管路的启闭及流量，这些都属于现有技术，在此不再赘述。
43.混合部用于将涂片上的染色液和缓冲液混合均匀；具体的，混合部包括摇动机构和吹动机构，并且，摇动机构及吹动机构均可调节档位。其中，摇动机构包括转盘和电机，电机的输出轴通过传动机构与转盘连接。与左右摇动相比，转动的混合方式，液体在混合时更加不易四处飞溅。
44.压盖部包括第三机械臂，用于对涂片进行固定和密封。
45.干燥部包括陶瓷加热片、风机、温度传感器，用于对完成染色和冲洗后的涂片进行干燥。干燥部使用的设备均为常用的干燥设备，按照本领域技术人员熟悉的方式安装和使用即可，在此不再赘述。
46.控制部用于按照预设的操作步骤，对传输部、滴液部、混合部、压盖部、干燥部进行控制；还用于输入各步骤的执行时间及间隔时间，还用于输入摇动机构及吹动机构在各步骤的档位，还用于存储并更新各类型涂片及染色液的推荐制作方案。
47.其中，控制部预设的操作步骤包括，控制运输部向染色区域放入待染色涂片、控制滴液部向涂片滴入染色液，控制混合部进行标本均匀染色混合操作，控制滴液部向涂片滴入缓冲液，控制压盖部进行涂片固定和密封，控制混匀部进行滴加液体混匀，控制清洗液冲
洗染色后涂片，控制废液收集管路排干染色、冲洗后废液，控制干燥部对染色后涂片进行干燥，控制传输部将干燥后涂片取出染色区域。
48.具体实施过程如下：
49.使用本系统，工作人员准备好染色材料(前处理好的待染色涂片、染色液、缓冲液、清洗液)后。根据不同的涂片，通过控制部输入各步骤的执行时间及间隔时间、各种液体滴加容量、时间和顺序、以及摇动机构及吹动机构在各步骤的档位。不同的细胞涂片染色制作过程，采用的染液、各步骤的执行时间及间隔时间是不同的，工作人员可依据涂片的具体类型，设置对应的染液类型和时间。除此，不同的涂片染色的制作中，需要的混合强度是不同的。因此，工作人员可依据涂片的具体类型设置摇动机构及吹动机构在各步骤对应的档位。
50.之后，控制部控制滴液部向涂片上滴入染液、缓冲液，再控制混合部进行液体的混合操作，通过混合部的混合，可以使细胞液和染色液混合得更加的均匀；一方面，可以使细胞的染色效果的一致性更好，另一方面，还可以使混合后的液体在涂片上平铺得更加的均匀，使涂片上所有涂层都能充分染色。在混合的各步骤中，摇动机构及吹动机构按照输入的档位进行混合操作。
51.由于混合部包括摇动机构和吹动机构。摇动机构东通摇动的方式，将载玻片上的液体进行充分的混合，同时让液体在载玻片上铺匀称；吹动机构则可以通过吹动的方式，使液体在载玻片上铺设得更加均匀。进而保证待观测液体有足够理想的观测效果。
52.将液体滴加后混合均匀之前，控制部控制压盖部进行压盖。这样，在保证混匀的同时，染色液、缓冲液等液体不会飞溅出来造成环境和设备污染同时防止造成涂片上标本脱落造成生物危害的发生。由于控制部还用于存储并更新各类型涂片及染色液的推荐制作方案，即使任何对于涂片的染色制作方案不是特别熟悉的工作人员，也能够顺利的完成涂片的染色制作，并能具有良好的染色质量和染色的一致性。
53.染液染色后控制部控制滴液部的清洗液冲洗管路对涂片染色区域进行清洗，冲洗掉染色过程中多余的染液和缓冲液以及其它杂质，保证染色后涂片的清晰和干净便于清楚的观察。
54.对于清晰后的涂片不利于存储和运输，控制部控制干燥部对清洗后的涂片采用恒温进行热风干燥，吹掉涂片上残留液体并将涂片吹干，干燥后的涂片可以进行常温存放不容易造成涂片损坏和变质适宜长期方便的保存，并且不会污染其它物品。
55.本系统能够自动化的制作出标准化的高质量的染色涂片。使用本系统制作的染色涂片，图片上细胞成分清晰易认，不仅观察的效果更好不易造成错误识别还能提高观察效率，同时标准化的染色工艺制成的染色涂片具有良好的染色效果一致性更适宜于进行全自动机器图像采集和图像识别，大大提高涂片检查效率和及时性。
56.本发明的另一目的，还提供一种智能染色方法，使用上述智能染色系统。
57.实施例二
58.与实施例一不同的是，本实施例中，还包括图像采集部，用于采集涂片的染色图像，并发送给控制部；
59.本实施例中，混合部为吹动机构，具体为风机；
60.传输部还包括放置座，放置座固定在传输机构上，放置座包括从下到上的底座、倾斜机构和摆放座；底座与传输机构固定，固定机构包括四根分别与控制部电连接的电伸缩
杆，电伸缩杆竖直固定在底座上，电伸缩杆的自由端与摆放座的底面固定；
61.控制部还用于控制滴液部向涂片滴入染色液后，根据染色图像分析染液的位置和均匀度，若分析结果为位置或均匀度未达到预设标准，则控制部生成使涂片上染液向标准位置均匀混合的混合策略；混合策略包括电伸缩杆的伸缩量及吹动机构的档位；之后，控制机构按照混合策略控制电伸缩杆及吹动机构工作预设时长，再控制电伸缩杆复位；
62.控制部还用于生成混合策略第一时间后，根据染色图像、细胞种类及染液的种类，分析染液的颜色及深度，若染液的颜色低于预设颜色值或深度低于预设深度值，则调整滴液部向涂片滴入染色液的量。
63.具体工作过程如下：
64.为了观察时便于对细胞进行观察，染液需要在涂片上位于理想的区域位置。但在具体染色的过程中，由于放置涂片位置的偏差或者滴液的偏差，有时会出现染液没有位于理想位置或滴下后非常不均匀的情况。
65.因此，控制部控制滴液部向涂片滴入染色液后，根据染色图像分析染液的位置和均匀度，若分析结果为位置或均匀度未达到预设标准，说明染液需要进行调整。因此，控制部生成使涂片上染液向标准位置均匀混合的混合策略，混合策略包括电伸缩杆的伸缩量及吹动机构的档位。通过控制电伸缩杆的伸缩，可使染液向标准位置移动，再配合吹动机构的吹动，可使染液向标准位置均匀混合。进而保证成品的质量。
66.除此，在生成混合策略第一时间后，若染液的颜色低于预设颜色值或深度低于预设深度值，则说当前的混合策略不足以完成良好的染色，因此，控制部调整滴液部向涂片滴入染色液的量，强化染色效果，尽量避免因染色效果不足而造成后续的细胞分析工作不顺利。
67.使用本系统，可以使染液向标准位置均匀混合，还可以防止压盖时对涂片上的细胞造成破坏。
68.以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本技术给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本技术的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本技术要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。