JP6869435B2 - スライドラックカルーセル - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１７年１２月１日に出願された米国仮特許出願第６２／５９３，４４４号の優先権を主張し、完全に記載されているかのように参照により本明細書に組み込まれる。

本発明は概して、デジタルパソロジ走査装置に関し、特に、複数の物理スライドラックを支持するカルーセルに関する。

デジタルパソロジは、物理スライドから生成された情報の管理を可能にするコンピュータ技術によって有効にされる画像に基づく情報環境である。デジタルパソロジは、物理的なスライドガラス上で検体を走査し、コンピュータモニタ上で記憶、表示、管理、および分析することができるデジタルスライド画像を作成する方法である、仮想顕微鏡によって部分的に可能にされる。スライドガラス全体を撮像する能力により、デジタルパソロジの分野は急激に拡大し、現在、癌および他の重大な疾患のより良い、より速い、かつより安価な診断、予後および予測を達成するための、診断医学の最も有望な手段の１つと見なされている。

デジタルスライド走査装置は、典型的には、一度に単一のスライドを走査する。デジタルスライド走査装置が数十個または数百個のスライドガラスを処理することができるように、１つ以上のスライドラックを保持するためにいくつかのデジタルスライド走査装置が修正されてきた。しかしながら、それらのシステムはなお、それらの能力において制限される。したがって、上述したような従来のシステムに見られるこれらの重大な問題を解決するシステムおよび方法が必要とされる。

したがって、本明細書で説明されるのは、デジタルスライド走査装置がスライドガラスを同時にデジタル化している間、カルーセルへのスライドラックの連続した積載および取り外しを可能にするデジタルスライド走査装置と共に使用するためのスライドラックカルーセルである。本明細書で使用されるように、用語「連続した積載」および／または「連続した取り外し」は、スライドガラスの一部のデジタル画像を生成するようスライドガラスの走査の間にスライドラックをカルーセルに積載することおよび取り外すことを意味する。有利なことに、スライドラックカルーセルは、連続した積載および取り外しを可能にするように機能し、スライドラックカルーセルはまた、スライドガラスをスライドラックカルーセルにおけるそれらのそれぞれのスライドラック内のより安定した位置に移動させ、スライドラックをスライドラックカルーセルにおけるそれらのそれぞれのスライドラックスロット内のより安定した位置に移動させるよう、装置の動作によって生じた振動を使用するように機能する。

また、デジタル走査装置のハウジングは、連続した積載を容易にし、ドアによって引き起こされる追加の振動を除去するために、カルーセルの少なくとも一部がオペレータに常にアクセス可能となるようなドアを有さない。スライドラックカルーセルはまた、ラックスロットごとのマルチカラー状態インジケータを含む。

したがって、実施形態では、複数のスライドガラスラックを保持するデジタルスライド走査装置のカルーセルは、下面、上面、および外縁を有する基部を含み、基部の外縁は、上面図の観点から全体的に環状である。カルーセルはまた、基部から上方向に延在する複数のラックスペーサを含む。ラックスペーサの隣接するペアは、３つの側面上で、基部と、第１のラックスペーサの第１の側面と、第２のラックスペーサの第２の側面と、によって境界付けられたラックスロットを画定する。各々のラックスペーサはそれぞれ、ラックスペーサの第１の側面上の第１のラックストッパ、ラックスペーサの第２の側面上の第２のラックストッパを含む。カルーセルの基部の上面の少なくとも一部は、基部上のより外側位置から基部上のより中心位置に向かって下方向に傾斜する。加えて、基部は、いずれかの方向に３６０度で回転するように構成される。

実施形態では、複数のスライドガラスラックを保持するデジタルスライド走査装置のカルーセルは、下面、上面、および環状形状外縁を有する基部を含み、上面は、傾斜中心部分および平坦外側部分を有する。カルーセルはまた、基部から上方向に延在する複数のラックスペーサを含み、ラックスペーサの隣接するペアは、３つの側面上で、基部の上面と、第１のラックスペーサの第１の側面と、第２のラックスペーサの第２の側面と、によって境界付けられたラックスロットを画定する。各々のラックスペーサはそれぞれ、ラックスペーサの第１の側面上の第１のラックストッパ、およびラックスペーサの第２の側面上の第２のラックストッパを含む。カルーセルはまた、いずれかの方向に３６０度で基部を駆動するように構成されたモータを含む。

一実施形態では、モータは、いずれかの方向に３６０度でロータを駆動するように構成され、ロータは、モータの制御の下での第１の方向におけるロータの回転によって、ベルトが基部を第１の方向に移動させるようにベルトと接触する。

実施形態では、基部の下面は、切り出し部を含み、カルーセルはまた、回転の間に基部を安定化するように構成された３つ以上のｖ状ホイールベアリングを含む。ｖ状ホイールベアリングのうちの少なくとも１つは、実施形態では、調節可能である。

本発明の他の特徴および利点は、以下の詳細な説明および添付図面を検討した後、当業者にとってより容易に明らかになるであろう。

本発明の構造および動作は、以下の詳細な説明および添付図面の検討から理解され、添付図面では、同一の参照番号は、同一の部分を指す。

発明の実施形態に従った、例示的なスライドラックカルーセル基部を例示する斜視図である。 発明の実施形態に従った、例示的なスライドラックカルーセル基部を例示する上面図である。 発明の実施形態に従った、スライドラック３００のカルーセル基部の例示的な断面を例示する斜視図である。 発明の実施形態に従った、スライドラックカルーセル基部の例示的な断面を例示する側面図である。 発明の実施形態に従った、ｖ状ホイールと係合したスライドラックカルーセル基部の１つの側面の例示的な断面を例示する側面図である。 発明の実施形態に従った、カルーセル基部の向きを変えるカルーセルベルトと係合した例示的なスライドラックカルーセル基部を例示する斜視図である。 発明の実施形態に従った、カルーセル基部の向きを変えるカルーセルベルトと係合したスライドラックスペーサを有する例示的なスライドラックカルーセル基部を例示する斜視図である。 発明の実施形態に従った、複数のｖ状ホイールベアリングと係合した例示的なスライドラックカルーセル基部を例示する斜視図である。 発明の実施形態に従った、複数のｖ状ホイールベアリングと係合した図５Ｄの例示的なスライドラックカルーセル基部を例示する代替的な斜視図である。 発明の実施形態に従った、機台によって支持され、カルーセル基部の向きを変えるカルーセルベルトと係合した例示的なスライドラックカルーセル基部を例示する上面図である。 発明の実施形態に従った、ラックスペーサを有する例示的なスライドラックカルーセル基部を例示する斜視図である。 発明の実施形態に従った、ラックスペーサを有する例示的なスライドラックカルーセル基部を例示する上面図である。 発明の実施形態に従った、スライドガラスを有する例示的なスライドラックを例示する斜視図である。 発明の実施形態に従った、スライドガラスを有する例示的なスライドラックを例示する上面図である。 発明の実施形態に従った、スライドガラスを有する例示的なスライドラックを例示する側面図である。 発明の実施形態に従った、スライドガラスを有する例示的なスライドラックを例示する斜視図である。 発明の実施形態に従った、スライドガラスを有する例示的なスライドラックを例示する上面図である。 発明の実施形態に従った、スライドガラスを有する例示的なスライドラックを例示する側面図である。 発明の実施形態に従った、ラックスペーサを有する例示的なスライドラックカルーセル基部およびスライドガラスを有するスライドラックを例示する斜視図である。 発明の実施形態に従った、ラックスペーサを有する例示的なスライドラックカルーセル基部およびスライドガラスを有するスライドラックを例示する上面図である。 本明細書で説明されるさまざまな実施形態に関連して使用され得る例示的なプロセッサ使用可能デバイスを例示するブロック図である。 単一のリニアアレイを有する例示的なライン走査カメラ」を例示するブロック図である。 ３つのリニアアレイを有する例示的なライン走査カメラ」を例示するブロック図である。 複数のリニアアレイを有する例示的なライン走査カメラ」を例示するブロック図である。

本明細書で開示される特定の実施形態は、異なる高さのおよび異なる製造者からの複数のスライドラックを保持するように構成されたスライドラックカルーセルを提供する。スライドラックカルーセルは、スライドガラスがデジタルスライド走査装置によって走査されている間、連続したスライドラックの積載および取り外しを可能にする。この説明を読んだ後、さまざまな代替的な実施形態および代替的な適用において発明をどのように実装するかが当業者にとって明らかになるであろう。しかしながら、本発明のさまざまな実施形態が本明細書で説明されるが、それらの実施形態が、限定ではなく、例としてのみ提示されることが理解されよう。そのようにして、さまざまな代替的な実施形態のこの詳細な説明は、添付の特許請求の範囲において記載されるような本発明の範囲または広さを限定するものと解釈されるべきではない。

１．例示的なスライドラックカルーセル

図１は、発明の実施形態に従った、例示的なスライドラックカルーセル基部１０を例示する斜視図である。例示される実施形態では、基部１０は、実質的に環状であり、リング４００の形式にある。基部１０は下面および上面を有し、上面の少なくとも一部は、リング４００の中心に向かって下方に傾斜する。

図２は、発明の実施形態に従った、例示的なスライドラックカルーセル基部１０を例示する上面図である。例示される実施形態では、基部１０の上面は、より中心に位置する傾斜部を有し、基部１０の上面はまた、リング４００の形式にある円形の基部１０の外周の近くでより外側に位置する平坦部分を有する。

図３は、発明の実施形態に従った、スライドラックカルーセル基部１０の例示的な断面を例示する斜視図である。例示される実施形態では、基部は、下面において切り出し部４０を有し、切り出し部４０は、基部１０がドライブに固定されることを可能にするように構成され、ドライブは、モータによって電力供給され、それによって、左方向または右方向のいずれかに３６０度で基部１０を移動させる。

図４は、発明の実施形態に従った、スライドラックカルーセル基部１０の例示的な断面を例示する側面図である。例示される実施形態に示されるように、基部１０は、リング４００の形式にある。

図５Ａは、発明の実施形態に従った、スライドラックカルーセル基部１０の１つの側面の例示的な断面を例示する側面図である。例示される実施形態では、カルーセル基部１０の上面の一部は平坦であり、カルーセル基部１０の上面の外周縁は、斜面を有する。上面の平坦部分は、カルーセル基部１０の上面の外周近くにある。斜面は、スライドラック３００のカルーセルのスライドラックスロット２２０へのスライドラック３００の積載を容易にする。さらに、カルーセル基部１０の上面の異なる部分は、θ°の角度で傾斜している。有利なことに、カルーセル基部１０の上面の少なくとも一部は傾斜しており、θ°の角度は、１°〜１０°の範囲にわたり、または４５°までさらに高くなる場合がある。前述のように、スライドラック３００がカルーセル基部１０の傾斜した上面上に配置されると、スライドラック３００の任意の振動によって誘起されるまたは他の移動は、カルーセルの中央に向かって付勢され、そこで、スライドラックストッパ２３０が、スライドラック３００のさらなる移動を防止する。さらに、スライドラック３００内の個々のスライドは、振動に誘発される移動または他の移動も経験する場合があり、個々のスライドが配置されるスライドラック３００の傾いた位置も、個々のスライドの移動が、スライドラック３００の端部がスライドラック３００のさらなる移動を防ぐ、カルーセルの中心に向かって偏向されるように個々のスライドを斜めに配置する。

さらに、カルーセル基部１０は、デジタルパソロジ走査装置をも支持する機台６０によって支持される。１つ以上のｖ状ホイールベアリング７０は、ベルト凹部８０に位置付けられたベルトによって向きが変わるように、カルーセル基部１０の位置を維持するために、切り出し部４０の表面を係合させるよう位置付けられる。

図５Ｂは、発明の実施形態に従った、カルーセル基部１０の向きを変えるカルーセルベルト９０と係合した例示的なスライドラックカルーセル基部１０を例示する斜視図である。例示される実施形態では、カルーセル基部１０は、機台６０によって支持される。機台６０は、プロセッサによって制御され、カルーセル基部１０と係合したカルーセルベルト９０の向きを変えるように構成されたカルーセルモータ１００をも支持する。有利なことに、カルーセルベルト９０の向きを変えることによって、カルーセルが回転する。カルーセルモータ１００は、カルーセルが左または右に回転することができるような２つの方向にカルーセルベルト９０の向きを変えるように構成される。

図５Ｃは、発明の実施形態に従った、カルーセル基部１０の向きを変えるカルーセルベルト９０と係合したスライドラックスペーサ２１０を有する例示的なスライドラックカルーセル基部１０を例示する斜視図である。

図５Ｄは、発明の実施形態に従った、複数のｖ状ホイールベアリング７０と係合した例示的なスライドラックカルーセル基部１０を例示する斜視図である。例示される実施形態では、複数のｖ状ホイールベアリング７０は、カルーセル基部１０の切り出し部４０の内面と係合し、または内面に近接するように位置付けられる。例示される実施形態では、有利なことに、横方向の移動からカルーセル基部１０を固定するよう反対の三角形の方位に位置付けられ、カルーセル基部１０が回転することを可能にする３つのｖ状ホイールベアリング７０が存在する。一実施形態では、ｖ状ホイールベアリング７０のうちの少なくとも１つは、対向するｖ状ホイールベアリング７０の間のカルーセルの初期の位置付けを可能にする調節可能なｖ状ホイールベアリング７２であり、他のｖ状ホイールベアリング７０は、調節可能でないｖ状ホイールベアリング７４であってもよい。代替的な実施形態では、ｖ状ホイールベアリング７０のうちの２つ以上は、調節可能であってもよい。一実施形態では、ｖ状ホイールベアリング７０は、機台６０（図示せず）に固定される。一実施形態では、調節可能なｖ状ホイールベアリングは、手動で調節可能であり、代替的な実施形態では、調節可能なｖ状ホイールベアリングは、プロセッサの制御の下に調節される。

図５Ｅは、発明の実施形態に従った、複数のｖ状ホイールベアリング７０と係合した図５Ｄの例示的なスライドラックカルーセル基部１０を例示する代替的な斜視図である。

図５Ｆは、発明の実施形態に従った、機台６０によって支持され、カルーセル基部１０の向きを変えるカルーセルベルト９０と係合した例示的なスライドラックカルーセル基部１０を例示する上面図である。例示される実施形態では、カルーセルベルト９０は、カルーセル基部１０のベルト凹部８０に位置付けられ、カルーセルベルト９０は、カルーセル基部１０の周りで延在し、カルーセルベルト９０はまた、カルーセルモータ１００（図示せず）によって向きを変える少なくとも１つのロータ１１０の周りで延在する。有利なことに、カルーセルモータ１００は、左方向または右方向にロータ１１０の向きを変え、それによって、左方向または右方向にカルーセルベルト９０の向きを変え、それによって、左方向または右方向にカルーセル基部１０を回転させるように、プロセッサの制御の下に動作してもよい。

代替的な実施形態では、カルーセル基部１０は、ベルトまたはダイレクトギアリングもしくはダイレクトドライブなどの別の機構を採用するドライブシステムを有してもよい。有利なことに、ドライブシステムは、カルーセル基部１０の移動を実施するよう、さまざまなタイプのベアリングシステムと対にされてもよい。

図６は、発明の実施形態に従った、ラックスペーサ２１０を有する例示的なスライドラックカルーセル基部１０を例示する斜視図である。例示される実施形態では、基部１０は、スライドラック３００が位置付けられることになる、より外側の平坦部およびより中心の傾斜部を有する上面を有する。カルーセルは、基部１０の上面から上方向に延在する複数のラックスペーサ２１０を含む。隣接するラックスペーサ２１０は、異なる製造業者によって作成された多種多様な異なるタイプのスライドラック３００を受けるように構成されたラックスロット２２０を形成する。一実施形態では、スライドラック３００は、異なる高さおよび／または幅のスライドラックであってもよく、少なくとも１つのラックスロット２２０内でなおも適合し得る。

図７は、発明の実施形態に従った、ラックスペーサ２１０を有する例示的なスライドラックカルーセル基部１０を例示する上面図である。例示される実施形態では、各々のラックスペーサ２１０は、第１の側面上に第１のラックストッパ２３０、および第２の側面上に第２のラックストッパ２３０を含む。単一のラックスペーサ２１０の第１および第２のラックストッパ２３０の各々は、異なるラックスロット２００に対向する。したがって、第１のラックスペーサ２１０の第１のラックストッパ２３０および第２のラックスペーサ２１０の第２のラックストッパ２３０は、相互に対向する。有利なことに、特定のラックスロット２２０の第１のラックストッパ２３０と第２のラックストッパ２３０との間の距離は、スライドラック３００の幅よりも短い。この方式では、対向する第１のラックストッパ２３０および第２のラックストッパ２３０の組み合わせは、スライドラック３００がスライドラック３００のカルーセルの中心に向かってこれ以上進むことを防止する。一実施形態では、対向する第１および第２のラックストッパ２３０のうちの少なくとも１つは、スライドラック３００の存在の検出を促進するように構成されたラックストッパ隙間２４０を含む。

一実施形態では、スライドラックストッパ２３０のうちの１つ以上は、スライドラック３００のストッパ隙間２４０において方位付けられた検出器２５０により構成され、スライドラック３００のストッパ隙間２４０は、スライドラック３００のストッパ２３０が位置付けられたラックスロット２２０をスライドラック３００が占有するかどうかを判定するよう位置付けられる。デジタル走査装置は、単一のラックスロット２２０の１つ以上の検出器２５０から信号を受信してもよく、信号または複数の信号に基づいて、特定のラックスロット２２０においてスライドラック３００の有無に関する判定を行ってもよい。さらに、デジタル走査装置はまた、特定のラックスロット２２０におけるスライドラック３００の有無に関する判定に基づいて、特定のラックスロット２２０と関連付けられた多色ステータスインジケータライトを照明してもよい。

２．例示的なスライドラック

図８、図９および図１０は、発明の実施形態に従った、スライドガラス３１０を有する例示的なスライドラック３００を例示する斜視図、上面図、および側面図である。例示される実施形態では、スライドラック３００は、第１の製造者からである。

図１１、図１２および図１３は、発明の実施形態に従った、スライドガラス３１０を有する例示的なスライドラック３００を例示する斜視図、上面図、および側面図である。例示される実施形態では、スライドラック３００は、第２の製造者からである。

４．スライドラックと共に装着された例示的なスライドラックカルーセル

図１４および図１５は、発明の実施形態に従った、ラックスペーサ２１０を有する例示的なスライドラックカルーセル基部１０およびスライドガラス３１０を有する、異なる高さのスライドラック３００を例示する斜視図および上面図である。例示される実施形態では、カルーセルは、平坦上面部３０および傾斜上面部２０を有する基部を含む。ラックスペーサ２１０は、基部１０の上面に取り付けられ、基部１０の上面から上方向に延在する。隣接するラックスペーサ２１０は、ラックスロット２２０を画定し、スライドラック３００が基部１０の上面の傾斜部上に主に載せられるようにスライドラック３００をラックスロット２２０の中に位置付けることができる。スライドガラス３１０は、スライドラック３００においてさまざまなスロットを占有し、スライドガラス３１０は、有利なことに、基部１０の上面の角度に従って斜めに配置される。さらに、カルーセルは、複数のラックスペーサ２１０の各々の上部に固定された中心リング４００を含む。

４．例示的な実施形態

一実施形態では、複数のスライドガラス３１０のラック３００を保持するデジタルスライド走査装置のカルーセルは、下面、上面、および外縁を有する基部を含む。基部１０の外縁は、上面図の観点から見るときに全体的に環状の形状である。カルーセルはまた、基部１０から上方向に延在する複数のラックスペーサ２１０を含む。この構成によって、ラックスペーサ２１０の隣接するペアが、３つの側面上で、基部１０と、第１のラックスペーサ２１０の第１の側面と、第２のラックスペーサ２１０の第２の側面と、によって境界付けられたラックスロット２２０を画定する。各々のラックスペーサ２１０は、第１の側面上で第１のラックストップ、および第２の側面上で第２のラックストップを含む。さらに、基部１０の上面の少なくとも一部は、基部１０のより外側位置から基部１０のより中心位置に向かって下方向に傾き、角度は、少なくとも１度である。有利なことに、この角度によって、カルーセルにおいてスライドガラス３１０上で課されるいずれかの振動が、それらのそれぞれのスライドラック３００にさらにスライドガラス３１０を付勢する。加えて、基部１０は、いずれかの方向に３６０度で回転するように構成される。

デジタルスライド走査装置のカルーセルはまた、いずれかの方向にカルーセルを回転させるように構成されたモータを含んでもよい。一実施形態では、基部１０の上面の傾斜部は、少なくとも５度で傾けられる。加えて、一実施形態では、各々のラックストップは、スライドラックスロット２２０においてスライドラック３００の存在を検出するように構成されたスライドラック３００の検出器を含む。

一実施形態では、カルーセルは、１５個の別個のラックスロット２００により構成される。有利なことに、一実施形態では、各々のラックスロット２２０は、番号付けされてもよく、多色ステータスインジケータライトを含んでもよい。一実施形態では、外縁に隣接する基部１０の上面の外側部分は、実質的に平坦であり、基部１０の上面の傾斜部は、実質的に平坦な部分よりも中心である。一実施形態では、基部１０は、リング形状を形成する。

有利なことに、一実施形態では、複数のラックスペーサ２１０の各々は、基部１０に固定される。また、一実施形態では、カルーセルも、複数のラックスペーサ２１０の各々の上部に固定されたリング４００を含む。加えて、一実施形態では、第１のラックスペーサ２１０および第２のラックスペーサ２１０は、第１のラックスロット２２０を画定し、第１のラックスペーサ２１０の第１のラックストッパ２３０は、第２のラックスペーサ２１０の第２のラックストッパ２３０に対向する。この実施形態では、第１のラックストッパ２３０と第２のラックストッパ２３０との間の距離は、スライドラック３００の幅よりも短い。有利なことに、これによって、基部１０の上面上のある角度に配置されたスライドラック３００が、カルーセルの中心に向かって振動により引き起こされた移動に対して付勢され、そのような潜在的な振動により引き起こされた移動は、第１のラックストッパ２３０および第２のラックストッパ２３０の組み合わせによって防止される。

４．例示的なデジタルスライド走査装置

本明細書で説明されるさまざまな実施形態は、図１６Ａ〜１６Ｄに関して説明されるような、デジタルパソロジ走査デバイスを使用して実装さてもよい。

図１６Ａは、本明細書で説明されるさまざまな実施形態に関連して使用され得る例示的なプロセッサ使用可能デバイス５５０を例示するブロック図である。デバイス５５０の代替的な形式も、当業者によって理解されるように使用されてもよい。例示される実施形態では、デバイス５５０は、１つ以上のプロセッサ５５５、１つ以上のメモリ５６５、１つ以上の動きコントローラ５７０、１つ以上のインタフェースシステム５７５、１つ以上の試料５９０を有する１つ以上のスライドガラス５８５をそれぞれ支持する１つ以上の可動ステージ５８０、試料を照射する１つ以上の照明システム５９５、光学軸に沿って進む光学経路６０５をそれぞれ画定する１つ以上の対物レンズ６００、１つ以上の対物レンズポジショナ６３０、１つ以上の任意選択の落射照明システム６３５（例えば、蛍光スキャナシステムに含まれる）、１つ以上のフォーカシング光学系６１０、それぞれが試料５９０および／またはスライドガラス５８５上の別個の視野６２５を画定する、１つ以上のライン走査カメラ」６１５および／または１つ以上のエリア走査カメラ」６２０を含む、デジタル撮像デバイス（デジタルスライド走査装置、デジタルスライドスキャナ、スキャナ、スキャナシステム、またはデジタル撮像装置などとも称される）として提示される。スキャナシステム５５０のさまざまな要素は、１つまたは複数の通信バス５６０を介して通信可能に結合される。スキャナシステム５５０のさまざまな要素の各々は、１つまたは複数であり得るが、説明を簡単にするために、これらの要素は、適切な情報を伝達するために複数形で説明する必要がある場合を除いて単数形で説明する。

１つまたは複数のプロセッサ５５５は、例えば、命令を並列に処理することが可能な中央処理装置（「ＣＰＵ」）および別個のグラフィック処理装置（「ＧＰＵ」）を含んでもよく、または１つ以上のプロセッサ５５５は、命令を並列に処理することが可能なマルチコアプロセッサを含んでもよい。追加の別個のプロセッサも、特定の構成要素を制御し、または画像処理などの特定の機能を実行するために設けられてもよい。例えば、追加のプロセッサは、データ入力を管理する補助プロセッサ、浮動小数点演算を実行する補助プロセッサ、信号処理アルゴリズムの高速実行に適切なアーキテクチャを有する専用プロセッサ（例えば、デジタル信号プロセッサ）、メインプロセッサに従属するスレーブプロセッサ（例えば、バックエンドプロセッサ）、ライン走査カメラ６１５、ステージ５８０、対物レンズ２２５、および／またはディスプレイ（図示せず）を制御する追加のプロセッサを含んでもよい。そのような追加のプロセッサは、別個の離散プロセッサであってもよく、またはプロセッサ５５５と統合されてもよい。

メモリ５６５は、プロセッサ５５５によって実行することができるプログラムのためのデータおよび命令の記憶装置を提供する。メモリ５６５は、例えば、ランダムアクセスメモリ、読み取り専用メモリ、ハードディスクドライブ、取り外し可能記憶ドライブなどの、データおよび命令を格納する１つまたは複数の揮発性および／または不揮発性のコンピュータ可読記憶媒体を含んでもよい。プロセッサ５５５は、メモリ５６５に記憶された命令を実行し、スキャナシステム５５０の全体的な機能を実行するために、通信バス５６０を介してスキャナシステム５５０のさまざまな要素と通信するように構成される。

１つ以上の通信バス５６０は、アナログ電気信号を搬送するように構成された通信バス５６０およびデジタルデータを搬送するように構成された通信バス５６０を含んでもよい。したがって、１つ以上の通信バス５６０を介したプロセッサ５５５、動きコントローラ５７０、および／またはインタフェースシステム５７５からの通信は、電気信号およびデジタルデータの両方を含んでもよい。プロセッサ５５５、動きコントローラ５７０、および／またはインタフェースシステム５７５はまた、無線通信リンクを介して、走査システム５５０のさまざまな要素のうちの１つ以上と通信するように構成されてもよい。

動き制御システム５７０は、ステージ５８０および対物レンズ６００のＸＹＺの移動を（例えば、対物レンズポジショナ６３０を介して）正確に制御および調整するように構成される。動き制御システム５７０はまた、スキャナシステム５５０におけるいずれかの他の移動部分の移動を制御するように構成される。例えば、蛍光スキャナの実施形態では、動き制御システム５７０は、落射照明システム６３５内の光学フィルタなどの移動を調整するように構成される。

インタフェースシステム５７５は、スキャナシステム５５０が、他のシステムおよび人間のオペレータとインタフェースすることを可能にする。例えば、インタフェースシステム５７５は、オペレータに情報を直接提供し、および／またはオペレータからの直接入力を可能にするユーザインタフェースを含んでもよい。インタフェースシステム５７５はまた、走査システム５５０と、直接接続された１つ以上の外部デバイス（例えば、プリンタ、取り外し可能記憶媒体など）またはネットワーク（図示せず）を介してスキャナシステム５５０に接続された画像サーバシステム、オペレータステーション、ユーザステーション、および管理サーバシステムなどの外部デバイスとの間の通信およびデータ転送を容易にするように構成される。

照明システム５９５は、試料５９０の一部を照射するように構成される。照明システム５９５は、例えば、光源および照明光学系を含んでもよい。光源は、光出力を最大化する凹形反射鏡および熱を抑制するＫＧ−１フィルタを有する可変強度ハロゲン光源とすることができる。光源はまた、いずれかのタイプのアークランプ、レーザ、または他の光源であってもよい。一実施形態では、照明システム５９５は、ライン走査カメラ６１５および／またはエリア走査カメラ６２０が試料５９０を透過する光エネルギーを感知するように、透過モードで試料５９０を照射する。代わりにまたは加えて、照明システム５９５は、ライン走査カメラ６１５および／またはエリア走査カメラ６２０が試料５９０から反射される光エネルギーを感知するように、反射モードで試料５９０を照射するように構成されてもよい。全体的に、照明システム５９５は、光学顕微鏡検査のいずれかの既知のモードにおいて顕微鏡の試料５９０の検査に適切になるように構成される。

一実施形態では、スキャナシステム５５０は任意選択で、蛍光走査のためにスキャナシステム５５０を最適化する落射照明システム６３５を含む。蛍光走査は、特定の波長において光を吸収することができる（励起）光子感光分子である、蛍光分子を含む試料５９０の走査である。これらの光子感知分子はまた、より高い波長において光を放射する（放射）。このフォトルミネセンス現象の効率性が非常に低いことを理由に、放射される光の量は非常に少ないことが多い。この少ない量の放射される光は典型的には、試料５９０を走査およびデジタル化するための従来の技術（例えば、透過モード顕微鏡検査）を妨げる。有利なことに、スキャナシステム５５０の任意選択の蛍光発光スキャナシステムの実施形態では、複数のリニアセンサアレイを含むライン走査カメラ６１５（例えば、時間遅延統合（「ＴＤＩ」）ライン走査カメラ」）の使用は、ライン走査カメラ６１５の複数のリニアセンサアレイのそれぞれに試料５９０の同一の領域を露光することによって、ライン走査カメラの光への感度を高める。これは特に、放射された少ない光によりわずかな蛍光発光試料を走査するときに有用である。

したがって、蛍光スキャナシステムの実施形態では、ライン走査カメラ６１５は好ましくは、モノクロＴＤＩライン走査カメラである。有利なことに、モノクロ画像は、それらが試料上に存在するさまざまなチャネルからの実際の信号のより正確な表現を提供することを理由に、蛍光発光顕微鏡検査において理想である。当業者によって理解されるように、蛍光試料５９０は、「チャネル」とも称される、異なる波長において光を放射する複数の蛍光染料によりラベル付けすることができる。

さらに、ローエンドおよびハイエンド信号レベルのさまざまな蛍光発光試料が、検知するライン走査カメラ６１５についての広いスペクトルの波長を提示することを理由に、ライン走査カメラ６１５が検知することができるローエンドおよびハイエンド信号レベルが同様に広いことが望ましい。したがって、蛍光発光スキャナの実施形態では、蛍光発光走査システム５５０において使用されるライン走査カメラ６１５は、モノクロの１０ビットの６４個のリニアアレイＴＤＩライン走査カメラ」である。ライン走査カメラ６１５についてのさまざまなビット深度が走査システム５５０の蛍光発光スキャナの実施形態による使用のために採用され得ることに留意されたい。

可動ステージ５８０は、プロセッサ５５５または動きコントローラ５７０の制御の下、正確なＸ−Ｙ軸の移動のために構成される。可動ステージはまた、プロセッサ５５５または動きコントローラ５７０の制御の下、Ｚ軸における移動のために構成されてもよい。可動ステージは、ライン走査カメラ６１５および／またはエリア走査カメラによる画像データ捕捉の間に所望の位置に試料を位置付けるように構成される。可動ステージはまた、走査方向において実質的に一定の速度に試料５９０を加速させ、次いで、ライン走査カメラ６１５による画像データの捕捉の間、実質的に一定の速度を維持するように構成される。一実施形態では、スキャナシステム５５０は、可動ステージ５８０上の試料５９０の位置を補助するために、高精度および密接に調整されたＸ−Ｙグリッドを使用し得る。一実施形態では、可動ステージ５８０は、Ｘ軸およびＹ軸の両方に使用される高精度エンコーダを備えるリニアモータベースのＸ−Ｙステージである。例えば、非常に正確なナノメートルエンコーダは、走査方向における軸上で、および走査方向に垂直な方向における軸上で、且つ走査方向と同一の平面上で使用されることができる。ステージはまた、その上に試料５９０が配置されるスライドガラス５８５を支持するように構成される。

試料５９０は、光学検鏡法により照合することができるいずれかのものであることができる。例えば、ガラス顕微鏡スライド５８５は、組織および細胞、染色体、ＤＮＡ、タンパク質、血液、骨髄、尿、細菌、ビーズ、生検材料、または死んでいるか、生きているか、染色されているか、染色されていないか、標識されているか、標識されていない、任意の他の種類の生物学的材料または物質を含む試料のための観察基板として頻繁に使用される。試料５９０はまた、マイクロアレイとして一般的に既知であるいずれかの試料および全ての試料を含む、いずれかのタイプのＤＮＡ、またはいずれかのタイプのスライドもしくは他の基板上に堆積されたｃＤＮＡ、ＲＮＡ、もしくはタンパク質などのＤＮＡ関連材料のアレイであってもよい。試料５９０は、マイクロタイタープレート、例えば、９６ウェルプレートであってもよい。試料５９０の他の実施例は、集積回路基板、電気泳動レコード、ペトリ皿、フィルム、半導体材料、法医学材料、および機械加工部品を含む。

対物レンズ６００は、対物レンズポジショナ６３０上に据え付けられ、対物レンズポジショナ６３０は、実施形態では、対物レンズ６００によって画定された光学軸に沿って対物レンズ６００を移動させる非常に緻密なリニアモータを採用してもよい。例えば、対物レンズポジショナ６３０のリニアモータは、５０ナノメートルのエンコーダを含んでもよい。ＸＹＺ軸のステージ５８０と対物レンズ６００との相対位置は、走査システム５５０の全体的な動作のためのコンピュータ実行可能なプログラムされたステップを含む、情報および命令を記憶するためのメモリ５６５を使用するプロセッサ５５５の制御下で、動きコントローラ５７０を使用して、閉ループ方式で調整および制御される。

一実施形態では、対物レンズ６００は、所望の最も高い空間分解能に対応する開口数を有する平面アポクロマート（「ＡＰＯ」）無限補正対物レンズであり、対物レンズ６００は、透過モード照明顕微鏡、反射モード照明顕微鏡、および／または落射照明モード蛍光顕微鏡（例えば、Ｏｌｙｍｐｕｓ ４０Ｘ、０．７５ＮＡまたは２０Ｘ、０．７５ＮＡ）に適している。有利には、対物レンズ６００は、色収差および球面収差を補正することが可能である。対物レンズ６００が無限に補正されることを理由に、フォーカシング光学系６１０は、対物レンズを通過する光ビームがコリメート光ビームになる、対物レンズ６００上の光学経路６０５に置かれてもよい。フォーカシング光学系６１０は、ライン走査カメラ６１５および／またはエリア走査カメラ６２０の光応答素子上で対物レンズ６００によって捕捉された光信号の焦点を調節し、フィルタおよび／または倍率変換器レンズなどの光学素子を含んでもよい。フォーカシング光学系６１０と組み合わされた対物レンズ６００は、走査システム５５０についての全倍率を提供する。実施形態では、フォーカシング光学系６１０は、チューブレンズおよび任意選択の２倍の倍率変換器を包含してもよい。有利なことに、２Ｘの倍率変換器は、本来の２０Ｘの対物レンズ６００が４０Ｘの倍率において試料５９０を走査することを可能にする。

ライン走査カメラ６１５は、画像要素（「ピクセル」）の少なくとも１つのリニアアレイを含む。ライン走査カメラは、モノクロまたはカラーであってもよい。カラーライン走査カメラは典型的には、少なくとも３つのリニアアレイを有し、モノクロライン走査カメラ」は、単一のリニアアレイまたは複数のリニアアレイを有してもよい。カメラの一部としてパッケージ化され、または撮像電子モジュールにカスタム統合されているかに関わらず、いずれかのタイプの単数または複数のリニアアレイが使用されてもよい。例えば、３つのリニアアレイ（「赤緑青」すなわち「ＲＧＢ」）のカラーライン走査カメラまたは９６リニアアレイモノクロＴＤＩが使用されてもよい。ＴＤＩライン走査カメラは、典型的には、試料の以前に撮像された領域からの強度データを合計することによって、出力信号における実質的に良好な信号対雑音比（「ＳＮＲ」）を提供し、積分ステージ数の平方根に比例するＳＮＲの増加をもたらす。ＴＤＩライン走査カメラは、複数のリニアアレイを含む。例えば、ＴＤＩライン走査カメラは２４、３２、４８、６４、９６、またはそれ以上のリニアアレイで利用可能である。スキャナシステム５５０はまた、５１２ピクセルを有するもの、１０２４ピクセルを有するもの、および４０９６ピクセルと同数のピクセルを有するものを含むさまざまなフォーマットで製造されたラインアレイをサポートする。同様に、さまざまなピクセルサイズを有するリニアアレイも、スキャナシステム５５０で使用することができる。任意の種類のライン走査カメラ６１５を選択するための顕著な要件は、ステージ５８０の移動をライン走査カメラ６１５のラインレートと同期させることができ、その結果、試料５９０のデジタル画像の取り込み中に、ステージ５８０をライン走査カメラ６１５に対して移動させることができることである。

ライン走査カメラ６１５によって生成された画像データは、メモリ５６５の一部に記憶され、試料５９０の少なくとも一部の連続したデジタル画像を生成するために、プロセッサ５５５によって処理される。連続したデジタル画像は、プロセッサ５５５によってさらに処理することができ、処理された連続したデジタル画像もメモリ５６５に記憶することができる。

２つ以上のライン走査カメラ６１５を有する一実施形態では、少なくとも１つのライン走査カメラ６１５は、撮像センサとして機能するように構成される少なくとも１つのライン走査カメラ６１５と組み合わせて動作するフォーカシングセンサとして機能するように構成することができる。フォーカシングセンサは、撮像センサと同じ光軸上に論理的に配置することができ、またはフォーカシングセンサは、スキャナシステム５５０の走査方向に関して撮像センサの前または後に論理的に配置され得る。焦点調節センサとして機能する少なくとも１つのライン走査カメラ６１５を有する一実施形態では、フォーカシングセンサによって生成された画像データは、メモリ５６５の一部に格納され、１つまたは複数のプロセッサ５５５によって処理されて焦点情報を生成し、スキャナシステム５５０が、試料５９０と対物レンズ６００との間の相対距離を調整して、走査中の試料への焦点合わせを維持することを可能にする。さらに、一実施形態では、フォーカシングセンサとして機能する少なくとも１つのライン走査カメラ６１５は、フォーカシングセンサの複数の個々のピクセルのそれぞれが光路６０５に沿って異なる論理高さに配置されるように配向されてもよい。

動作中、スキャナシステム５５０のさまざまな構成要素およびメモリ５６５に格納されたプログラムモジュールにより、スライドガラス５８５上に配置された試料５９０の自動走査およびデジタル化が可能となる。スライドガラス５８５は、試料５９０を走査するためのスキャナシステム５５０の可動ステージ５８０上に固定して配置される。プロセッサ５５５の制御下で、可動ステージ５８０は、ライン走査カメラ６１５による感知のために、試料５９０を実質的に一定の速度まで加速させ、ステージの速度はライン走査カメラ６１５のライン速度と同期される。画像データのストライプを走査した後、可動ステージ５８０は減速し、試料５９０を実質的に完全に停止させる。可動ステージ５８０は次いで、画像データの後続のストライプ、例えば、隣接するストライプの走査のために試料５９０を位置付けるように走査方向に直交して移動する。追加のストライプはその後、試料５９０の全体部分または試料５９０全体が走査されるまで走査される。

例えば、試料５９０のデジタル走査の間、試料５９０の連続したデジタル画像は、画像ストリップを形成するように共に組み合わされた複数の連続した視野として取得される。複数の隣接する画像ストリップは、同様に組み合わされて、試料５９０の一部または試料５９０全体の連続したデジタル画像を形成する。試料５９０の走査は、垂直画像ストリップまたは水平画像ストリップを取得することを含んでもよい。試料５９０の走査は、上から下、下から上、またはその両方（双方向）のいずれかであってもよく、試料上の任意の点で開始してもよい。代わりに、試料５９０の走査は、左から右、右から左、またはその両方（双方向）のいずれかであってもよく、試料上の任意の点で開始してもよい。加えて、画像ストリップが隣接または連続した形で取得される必要はない。さらに、試料５９０の結果として生じる画像は、試料５９０の全体または試料５９０の一部のみの画像であってもよい。

一実施形態では、コンピュータ実行可能命令（例えば、プログラムモジュールまたは他のソフトウェア）は、メモリ５６５に記憶され、実行されると、走査システム５５０が本明細書で説明されるさまざまな機能を実行することを可能にする。この説明では、用語「コンピュータ可読記憶媒体」は、コンピュータ実行可能命令を記憶し、プロセッサ５５５による実行のために走査システム５５０にコンピュータ実行可能命令を提供するために使用される任意の媒体を指すために使用される。これらの媒体の実施例は、メモリ５６５、およびいずれかの取り外し可能または直接もしくは間接的に（例えば、ネットワークを介して）走査システム５５０と通信可能に結合された外部記憶媒体（図示せず）を含む。

図１６Ｂは、電荷結合素子（「ＣＣＤ」）アレイとして実装され得る、単一のリニアアレイ６４０を有するライン走査カメラを例示する。単一のリニアアレイ６４０は、複数の個々のピクセル６４５を含む。例示される実施形態では、単一のリニアアレイ６４０は、４０９６個のピクセルを有する。代替的な実施形態では、リニアアレイ６４０は、より多くのまたはより少ないピクセルを有してもよい。例えば、リニアアレイの共通フォーマットは、５１２個、１０２４個、および４０９６個のピクセルを含む。ピクセル６４５は、リニアアレイ６４０についての視野６２５を定めるためにリニア方式において配置される。視野のサイズは、スキャナシステム５５０の倍率に従って変化する。

図１６Ｃは、各々がＣＣＤアレイとして実装され得る、３つのリニアアレイを有するライン走査カメラを例示する。３つのリニアアレイは、カラーアレイ６５０を形成するよう組み合わされる。一実施形態において、カラーアレイ６５０における各個別リニアアレイは、異なる色強度（例えば、赤、緑または青）を検出する。カラーアレイ６５０内の各々の個々のリニアアレイからのカラー画像データは、カラー画像データの単一の視野６２５を形成するよう組み合わされる。

図１６Ｄは、各々がＣＣＤアレイとして実装され得る、複数のリニアアレイを有するライン走査カメラを例示する。複数のリニアアレイは、ＴＤＩアレイ６５５を形成するよう組み合わされる。有利なことに、ＴＤＩライン走査カメラは、標本の前に撮像された領域から強度データを合計することによって、その出力信号における大幅に良好なＳＮＲをもたらし、リニアアレイ（統合ステージとも称される）の数の平方根に比例したＳＮＲの増加をもたらし得る。ＴＤＩライン走査カメラは、より多くのさまざまな数のリニアアレイを含んでもよい。例えば、ＴＤＩライン走査カメラの共通形式は、２４個、３２個、４８個、６４個、９６個、１２０個、およびさらに多くのリニアアレイを含む。

開示される実施形態の上記説明は、いずれかの当業者が発明を作成または使用することを可能にするために提供される。それらの実施形態へのさまざまな修正は、当業者にとって容易に明らかであり、発明の精神または範囲から逸脱せず、本明細書で説明される一般的な原理を他の実施形態に適用することができる。よって、本明細書で提示される説明および図面は、発明の現時点で好ましい実施形態を表し、したがって、本発明によって広く考慮される主題を表すことを理解されたい。さらに、本発明の範囲は、当業者にとって明らかになり得る他の実施形態を完全に包含し、したがって、本発明の範囲は限定されないことが理解されよう。

Claims (19)

1. 複数のスライドガラスラックを保持するデジタルスライド走査装置のカルーセルであって、前記デジタルスライド走査装置のカルーセルは、
   下面、上面および外縁を有する基部であって、前記基部の前記外縁は、上面図の観点から全体的に環状である基部と、
   前記基部から上方向に延在する複数のラックスペーサと、
   を備え、
   ラックスペーサの隣接するペアは、３つの側面上で、前記基部と、第１のラックスペーサの第１の側面と、第２のラックスペーサの第２の側面と、によって境界付けられたラックスロットを定義し、各々のラックスペーサは、
   前記ラックスペーサの第１の側面上の第１のラックストッパと、
   前記ラックスペーサの第２の側面上の第２のラックストッパと、
   を含み、
   前記基部の前記上面の少なくとも一部は、前記基部上のより外側位置から前記基部上のより中心部分に向かって下方向に傾き、角度は、少なくとも１度であり、
   前記基部は、いずれかの方向に３６０度で回転するように構成される、
   デジタルスライド走査装置のカルーセル。
2. 前記デジタルスライド走査装置のカルーセルは、いずれかの方向に前記カルーセルを回転させるように構成されたモータをさらに備える、
   請求項１に記載のデジタルスライド走査装置のカルーセル。
3. 前記基部の前記上面の前記傾けられた部分の角度は、少なくとも５度である、
   請求項１に記載のデジタルスライド走査装置のカルーセル。
4. 各々のラックストッパは、前記スライドラックスロットにおいてスライドラックの存在を検出するように構成されたスライドラック検出器を含む、
   請求項１に記載のデジタルスライド走査装置のカルーセル。
5. 前記カルーセルは、１５個の別個のラックスロットにより構成される、
   請求項１に記載のデジタルスライド走査装置のカルーセル。
6. 各々のラックスロットは、番号付けられる、
   請求項５に記載のデジタルスライド走査装置のカルーセル。
7. 前記デジタルスライド走査装置のカルーセルは、各々のラックスロットと関連付けられたマルチカラー状態インジケータライトをさらに備える、
   請求項１に記載のデジタルスライド走査装置のカルーセル。
8. 前記外縁に隣接する前記基部の前記上面の外側部分は、実質的に平坦であり、前記基部の前記上面の傾斜部は、実質的に平坦な部分よりも中心である、
   請求項１に記載のデジタルスライド走査装置のカルーセル。
9. 前記基部は、リング形状を形成する、
   請求項１に記載のデジタルスライド走査装置のカルーセル。
10. 前記複数のラックスペーサの各々は、前記基部に固定される、
    請求項１に記載のデジタルスライド走査装置のカルーセル。
11. 前記デジタルスライド走査装置のカルーセルは、前記複数のラックスペーサの各々の上部に固定されたリングをさらに備える、
    請求項１に記載のデジタルスライド走査装置のカルーセル。
12. 第１のラックスペーサおよび第２のラックスペーサは、第１のラックスロットを定義し、前記第１のラックスペーサの前記第１のラックストッパは、前記第２のラックスペーサの前記第２のラックストッパに対向し、前記第１のラックストッパと前記第２のラックストッパとの間の距離は、スライドラックの幅よりも短い、
    請求項１に記載のデジタルスライド走査装置のカルーセル。
13. 前記第１のラックストッパおよび前記第２のラックストッパのうちの少なくとも１つは、前記ラックストッパの端と前記カルーセルの基部の表面との間のラックストッパ隙間を定義する、
    請求項１に記載のデジタルスライド走査装置のカルーセル。
14. 前記ラックストッパ隙間は、ラックセンサとラックスロットとの間の明瞭な経路をもたらすように構成される、
    請求項１に記載のデジタルスライド走査装置のカルーセル。
15. 複数のスライドガラスラックを保持するデジタルスライド走査装置のカルーセルであって、前記デジタルスライド走査装置のカルーセルは、
    下面、上面および環状形状外縁を有する基部であって、前記上面は、傾斜中心部分および平坦外側部分を有す基部と、
    前記基部から上方向に延在する複数のラックスペーサと、
    いずれかの方向に３６０度で前記基部を駆動するように構成されたモータと、
    を備え、
    ラックスペーサの隣接するペアは、３つの側面上で、前記基部の前記上面と、第１のラックスペーサの第１の側面と、第２のラックスペーサの第２の側面と、によって境界付けられたラックスロットを定義し、各々のラックスペーサは、
    前記ラックスペーサの第１の側面上の第１のラックストッパと、
    前記ラックスペーサの第２の側面上の第２のラックストッパと、
    を含むデジタルスライド走査装置のカルーセル。
16. 前記基部の前記上面の傾斜部の角度は、１〜５度である、
    請求項１５に記載のデジタルスライド走査装置のカルーセル。
17. 前記モータは、いずれかの方向に３６０度でロータを駆動するように構成され、
    前記デジタルスライド走査装置のカルーセルは、前記ロータおよび前記基部の一部と接触したベルトをさらに備え、前記モータの制御の下での第１の方向における前記ロータの回転によって、前記ベルトは、前記基部を第１の方向に移動させる、
    請求項１５に記載のデジタルスライド走査装置のカルーセル。
18. 前記基部の前記下面は、切り出し部を含み、
    前記デジタルスライド走査装置のカルーセルは、回転の間に前記基部を安定化するように構成された３つ以上のｖ状ホイールベアリングをさらに備える、
    請求項１７に記載のデジタルスライド走査装置のカルーセル。
19. 前記ｖ状ホイールベアリングのうちの少なくとも１つは、調節可能である、
    請求項１８に記載のデジタルスライド走査装置のカルーセル。

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