显微成像系统、时差培养箱和成像方法与流程

本发明涉及属于医疗器械，特别涉及一种显微成像系统、时差培养箱和成像方法。

背景技术：

1、在生物样品培育领域中，时差培养箱能为胚胎提供一个相对封闭的、接近母体子宫内的培养和发育环境，可实现对培养环境的温度、co2和o2浓度的实时监测和控制调节。同时需要显微成像系统，在培养箱封闭的情况下，每隔一定时间对胚胎图像进行拍摄，以全面记录出胚胎各个阶段的发育状态，通过软件图像算法识别胚胎形态学参数，从而完成对胚胎的评估分析和筛选。

2、时差培养箱中的显微成像模组是最为关键的部分，通过相机拍摄出具有立体感和层次感的生物组织图像，才能准确判断生物组织的形态和发育情况，提高胚胎评估和筛选的准确性。在相关技术中，传统的时差培养箱会在培养皿的两侧分别设置照明系统和成像系统，在照明系统和成像系统中配套设置相应的镜片，以实现利用霍夫曼成像技术对高度透明的胚胎样品进行成像。

3、相关技术中的时差培养箱针对高透明度的胚胎样本进行成像，其采用的传统显微成像系统均为直射式结构形式，照明系统和成像系统分别位于培养皿的上下两侧，会导致时差培养箱的纵向体积和占用空间增大。且在需要时差培养箱中不同位置的胚胎进行成相时，需要通过内部电机系统带动照明模组和成像模组分别相对于培养皿进行运动，整体运动精度低，进而影响成像精度和质量。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种显微成像系统、时差培养箱和成像方法，能够解决相关技术中时差培养箱内因照明、成像系统的结构缺陷所造成的占用空间大，成像精度和质量低的技术问题。技术方案如下：

2、第一方面，本发明实施例提供了一种显微成像系统，包括：

3、成像模组、光路调节模组、照明模组和培养皿，

4、所述成像模组设置于所述光路调节模组下方，包括沿远离所述光路调节模组的方向间隔布置的物镜、物镜调制板、镜筒透镜和图像采集器，所述培养皿位于所述成像模组和所述光路调节模组之间；

5、所述照明模组在水平方向上设置于所述成像模组的一侧，包括沿靠近所述光路调节模组的方向间隔布置的照明光源、狭缝板和聚光系统，所述狭缝板上设置有与所述物镜调制板共轭的整形狭缝；

6、所述光路调节模组内设置有反射器件组，用于对所述照明光源发出的照明光斑进行导向以照射到所述培养皿上。

7、可选地，所述照明模组位于所述光路调节模组下方且与所述成像模组并列布置，所述反射器件组包括呈角度间隔布置的第一反射镜和第二反射镜，所述第一反射镜位于所述照明模组上方，所述第二反射镜位于所述培养皿上方。

8、可选地，所述显微成像系统还包括调节机构和第一滑轨，所述照明模组通过所述调节机构与所述成像模组连接以实现间距滑动可调，所述照明模组可滑动地安装于所述第一滑轨上，所述照明模组的滑动方向与所述成像模组的滑动方向平行。

9、可选地，所述显微成像系统还包括第二滑轨，所述第一反射镜和所述第二反射镜均为分束镜，所述第一反射镜和所述第二反射镜之间设置有遮光狭缝板，所述照明模组和所述成像模组可滑动地安装于所述第二滑轨上。

10、可选地，所述照明模组在水平方向上位于所述光路调节模组旁侧，所述反射器件组包括沿所述照明光源的光路平行间隔布置的分光镜和第三反射镜，所述第三反射镜下方设置有补偿玻璃。

11、可选地，所述 显微成像系统还包括第三滑轨，所述培养皿上设置有多组胚胎放置孔，每组所述胚胎放置孔均包括沿第一方向间隔布置的多个所述胚胎放置孔，多组所述胚胎放置孔沿与所述第一方向垂直的第二方向间隔布置，所述第三滑轨沿所述第二方向布置，所述照明模组和所述成像模组可滑动地安装于所述第三滑轨上。

12、可选地，所述狭缝板的通光孔径可调。

13、第二方面，本发明实施例提供了一种时差培养箱，包括前述第一方面所述的显微成像系统，还包括培养舱室和培养箱外壳，所述培养舱室安装于所述培养箱外壳上方，所述光路调节模组设置于所述培养舱室中，所述培养皿设置于所述培养舱室底部，所述成像模组和所述照明模组设置于所述培养箱外壳中。

14、可选地，所述培养箱外壳上排列设置有多个所述培养舱室，所述成像模组和所述照明模组被配置为可在水平方向上进行双轴运动。

15、第三方面，本发明实施例提供了这一种成像方法，基于前述第一方面所述的显微成像系统实现，包括：

16、将所述培养皿设置于所述光路调节模组与所述成像模组之间；

17、启动所述照明模组，利用所述照明光源发出光线，经过所述狭缝板、所述聚光系统，以及所述光路调节模组内的所述反射器件后聚焦照射于所述培养皿中的样品上，利用所述狭缝板、所述物镜和所述物镜调制板组成霍夫曼成像系统，最后经过镜筒透镜并利用所述图像采集器进行成像。

18、本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

19、采用本发明实施例所提供的显微成像系统，通过在照明模组和成像模组中分别设置狭缝板以及物镜后的物镜调制板，利用狭缝板、物镜和物镜调制板组成霍夫曼成像系统对培养皿中的样本进行成像。相比常规时差培养箱中的显微成像系统中的直射式结构形式，其对照明模组和成像模组与培养皿之间的相对位置进行优化，将照明模组设置于成像模组在水平方向上的一侧，并通过光路调节模组对光路进行折叠以保证正常成像。可以大幅度减少照明模组对培养皿上方空间的占用，在需要对不同位置的胚胎进行成像时，照明模组和成像模组也可以在培养皿的同侧借助时差培养箱重的内部传动系统同时进行移动，只需保证两者与光路调节模组的光路传递通畅即可，提高整体运动精度，有效解决相关技术中时差培养箱内因照明、成像系统的结构缺陷所造成的占用空间大，成像精度和质量低的技术问题。

技术特征：

1.一种显微成像系统，其特征在于，包括：成像模组（1）、光路调节模组（2）、照明模组（3）和培养皿（4），

2.根据权利要求1所述的显微成像系统，其特征在于，所述照明模组（3）位于所述光路调节模组（2）下方且与所述成像模组（1）并列布置，所述反射器件组（21）包括呈角度间隔布置的第一反射镜（211）和第二反射镜（212），所述第一反射镜（211）位于所述照明模组（3）上方，所述第二反射镜（212）位于所述培养皿（4）上方。

3.根据权利要求2所述的显微成像系统，其特征在于，所述显微成像系统还包括调节机构（5）和第一滑轨（6），所述照明模组（3）通过所述调节机构（5）与所述成像模组（1）连接以实现间距滑动可调，所述照明模组（3）可滑动地安装于所述第一滑轨（6）上，所述照明模组（3）的滑动方向与所述成像模组（1）的滑动方向平行。

4.根据权利要求2所述的显微成像系统，其特征在于，所述显微成像系统还包括第二滑轨（7），所述第一反射镜（211）和所述第二反射镜（212）均为分束镜，所述第一反射镜（211）和所述第二反射镜（212）之间设置有遮光狭缝板（213），所述照明模组（3）和所述成像模组（1）可滑动地安装于所述第二滑轨（7）上。

5.根据权利要求1所述的显微成像系统，其特征在于，所述照明模组（3）在水平方向上位于所述光路调节模组（2）旁侧，所述反射器件组（21）包括沿所述照明光源（31）的光路平行间隔布置的分光镜（214）和第三反射镜（215），所述第三反射镜（215）下方设置有补偿玻璃（216）。

6.根据权利要求1至5任一项所述的显微成像系统，其特征在于，所述显微成像系统还包括第三滑轨（8），所述培养皿（4）上设置有多组胚胎放置孔（41），每组所述胚胎放置孔（41）均包括沿第一方向间隔布置的多个所述胚胎放置孔（41），多组所述胚胎放置孔（41）沿与所述第一方向垂直的第二方向间隔布置，所述第三滑轨（8）沿所述第二方向布置，所述照明模组（3）和所述成像模组（1）可滑动地安装于所述第三滑轨（8）上。

7.根据权利要求1至5任一项所述的显微成像系统，其特征在于，所述狭缝板（32）的通光孔径可调。

8.一种时差培养箱，包括如权利要求1至5任一项所述的显微成像系统，其特征在于，还包括培养舱室（a）和培养箱外壳（b），所述培养舱室（a）安装于所述培养箱外壳（b）上方，所述光路调节模组（2）设置于所述培养舱室（a）中，所述培养皿（4）设置于所述培养舱室（a）底部，所述成像模组（1）和所述照明模组（3）设置于所述培养箱外壳（b）中。

9.根据权利要求8所述的时差培养箱，其特征在于，所述培养箱外壳（b）上排列设置有多个所述培养舱室（a），所述成像模组（1）和所述照明模组（3）被配置为可在水平方向上进行双轴运动。

10.一种成像方法，基于如权利要求1至5任一项所述的显微成像系统实现，其特征在于，包括:

技术总结
本发明提供了一种显微成像系统、时差培养箱和成像方法，属于医疗器械技术领域。该系统包括成像模组、光路调节模组、照明模组和培养皿，成像模组设置于光路调节模组下方，包括沿间隔布置的物镜、物镜调制板、镜筒透镜和图像采集器，培养皿位于成像模组和光路调节模组之间；照明模组在水平方向上设置于成像模组的一侧，包括沿靠近光路调节模组的方向间隔布置的照明光源、狭缝板和聚光系统，狭缝板上设置有与物镜调制板共轭的整形狭缝；光路调节模组内设置有反射器件组，用于对照明光源发出的照明光斑进行导向以照射到培养皿上。能够解决相关技术中时差培养箱内因照明、成像系统的结构缺陷所造成的占用空间大，成像精度和质量低的技术问题。

技术研发人员：胡金虎,曾呈,罗雄,熊祥,云新
受保护的技术使用者：武汉互创联合科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23