(57)【要約】  走査プロセスの開始時に走査ステージに配置されたスライド（例えば、スライドガラス）が貼り付けられ、走査プロセスの開始後に走査ステージとともに移動しないかどうかを判定する貼り付けスライド判定システムが提供される。一実施形態では、システムは、ステージもしくはスライドの存在またはステージもしくはスライドの不在を検出するように相対的に配置された送信器および受信器を有するセンサを含む。走査プロセスの開始時に走査ステージが動き始めると、プロセッサはセンサからの信号を監視し、走査プロセスの開始後にスライドが不適切に配置されているかどうかを判定する。スライドが不適切に配置されている場合、プロセッサは、スライドを損傷から保護するために走査ステージの移動を停止する。
2020536277.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタルスライド走査装置であって、前記デジタルスライド走査装置は、
スライドを受容し、前記スライドを走査ステージに固定するように構成された前記走査ステージと、
前記走査ステージを走査プロセス中に移動させるように構成されたモータと、
送信器素子および受信器素子を備えるセンサ対と、
少なくとも１つのプロセッサと、
を備え、
前記送信器素子および前記受信器素子は、前記走査プロセス中に１つ以上の位置におけるスライドの存在または不在を検出するように配置され、
前記少なくとも１つのプロセッサは、スライドの前記走査プロセス中に、
前記モータを制御して、前記走査ステージを移動させ、
前記センサ対から信号を受信し、
前記信号を分析して前記スライドの存在または不在を判定し、
前記スライドの存在または不在の前記判定に基づいて、前記スライドが不適切に配置されていると判定し、
前記スライドが不適切に配置されていると判定された場合に、前記モータを制御して前記走査ステージの移動を停止させる、
ように構成される、
デジタルスライド走査装置。
【請求項２】
前記少なくとも１つのプロセッサは、前記走査ステージの外側の位置における前記スライドの存在に基づいて、前記スライドが不適切に配置されていると判定するように構成される、
請求項１に記載のデジタルスライド走査装置。
【請求項３】
前記走査ステージの外側の前記位置は、前記スライドが前記走査プロセスの開始前に前記走査ステージ上に配置されている間、前記スライドの境界内にあるが、前記走査プロセスの少なくとも開始部分の間、前記スライドが前記走査ステージに適切に配置されている場合に、前記スライドの前記境界外にある、
請求項２に記載のデジタルスライド走査装置。
【請求項４】
前記少なくとも１つのプロセッサは、前記走査ステージの位置における前記スライドの不在に基づいて、前記スライドが不適切に配置されていると判定するように構成される、
請求項１に記載のデジタルスライド走査装置。
【請求項５】
前記センサ対の前記送信器素子と前記受信器素子との両方は、前記走査ステージの同じ側に配置されている、
請求項１から４のいずれかに記載のデジタルスライド走査装置。
【請求項６】
前記センサ対の前記送信器素子および前記受信器素子は、前記走査ステージの上方に配置され、
前記送信器素子は、信号を送信するように構成され、
前記受信器素子は、前記信号が前記１つ以上の位置において表面によって反射された場合に、前記送信器素子によって送信された前記信号を受信するように構成される、
請求項５に記載のデジタルスライド走査装置。
【請求項７】
前記少なくとも１つのプロセッサは、前記受信器素子が前記送信器素子によって送信された前記信号を受信する場合に、前記スライドが存在すると判定するように構成される、
請求項６に記載のデジタルスライド走査装置。
【請求項８】
前記少なくとも１つのプロセッサは、前記受信器素子が前記送信器素子によって送信された前記信号を受信しない場合に、前記スライドが存在しないと判定するように構成される、
請求項６または７に記載のデジタルスライド走査装置。
【請求項９】
前記走査ステージは、貫通穴を備え、スライドガラスは、前記貫通穴上で前記走査ステージによってサポートされ、スライドガラスは、前記貫通穴を通して前記走査プロセス中に前記走査ステージ上にある間に照明されることが可能であり、前記走査ステージの移動中にスライドガラスが不適切に配置された場合、前記送信器素子によって送信された前記信号が前記受信器素子に反射することなく前記貫通穴を通って通過するように、前記送信器素子は、配置される、
請求項６から８のいずれかに記載のデジタルスライド走査装置。
【請求項１０】
前記センサ対の前記送信器素子は、前記センサ対の前記受信器素子とは異なる前記走査ステージ側に配置される、
請求項１から４のいずれかに記載のデジタルスライド走査装置。
【請求項１１】
前記送信器素子および前記受信器素子の一方は、前記走査ステージの上方に配置され、
前記送信器素子および前記受信器素子の他方は、前記走査ステージの下方に配置され、
前記送信器素子は、信号を送信するように構成され、
前記受信器素子は、前記送信器素子の見通し線内に配置され、前記信号が前記１つ以上の位置を通過するときに前記送信器素子によって送信された前記信号を受信するように構成される、
請求項１０に記載のデジタルスライド走査装置。
【請求項１２】
前記少なくとも１つのプロセッサがは、前記受信器素子が前記送信器素子によって送信された前記信号を受信しない場合に、前記スライドが存在すると判定するように構成される、
請求項１１に記載のデジタルスライド走査装置。
【請求項１３】
前記少なくとも１つのプロセッサは、前記受信器素子が前記送信器素子によって送信された前記信号を受信する場合に、前記スライドが存在しないと判定するように構成される、
請求項１１または１２に記載のデジタルスライド走査装置。
【請求項１４】
前記少なくとも１つのプロセッサは、第１のスライドを前記走査ステージにロードする前に、
前記センサ対から信号を受信し、
前記信号を分析して前記走査ステージ上の第２のスライドの存在を判定し、
前記第２のスライドが前記走査ステージ上に存在すると判定される限り、前記走査ステージ上への前記第１のスライドのロードを防止する、
ように構成される、
請求項１から１３のいずれかに記載のデジタルスライド走査装置。
【請求項１５】
前記デジタルスライド走査装置は、
スライドを保持するように構成された複数のスロットを備えるスライドラックと、
前記スライドラック内の前記複数のスロットの各々から前記走査ステージにスライドをロードし、前記走査ステージから前記スライドラック内の前記複数のスロットの各々にスライドをアンロードするように構成されたアセンブリと、
をさらに備え、
前記少なくとも１つのプロセッサは、
前記アセンブリを制御して、前記第１のスライドをロードする前に、前記第２のスライドを前記スライドラック内のスロットにアンロードし、
前記アセンブリを制御して、前記第２のスライドをアンロードした後、前記第１のスライドを前記スライドラック内のスロットから前記走査ステージにロードする、
ように構成される、
請求項１４に記載のデジタルスライド走査装置。
【請求項１６】
前記少なくとも１つのプロセッサは、前記走査プロセスを開始する前に、
前記センサ対から信号を受信し、
前記信号を分析して前記走査ステージ上のスライドの存在または不在を判定し、
スライドが前記走査ステージ上に存在すると判定する後まで前記走査プロセスの開始を防止するように構成される、
請求項１から１５のいずれかに記載のデジタルスライド走査装置。
【請求項１７】
前記デジタルスライド走査装置は、
スライドを保持するように構成された複数のスロットを備えるスライドラックと、
前記スライドラック内の前記複数のスロットの各々から前記走査ステージにスライドをロードし、前記走査ステージから前記スライドラック内の前記複数のスロットの各々にスライドをアンロードするように構成されたアセンブリと、
をさらに備え、
前記少なくとも１つのプロセッサは、前記アセンブリを制御し、前記スライドラック内の前記複数のスロットの各々から前記走査ステージにスライドをロードし、前記走査ステージから前記スライドラック内の前記複数のスロットの各々にスライドをアンロードするように構成される、
請求項１から１６のいずれかに記載のデジタルスライド走査装置。
【請求項１８】
前記少なくとも１つのプロセッサは、前記スライドが不適切に配置されていると判定された場合に、前記アセンブリを制御して、
前記スライドを前記スライドラック内のスロットに少なくとも部分的にアンロードし、
前記スライドを前記スライドラック内の前記スロットから前記走査ステージにリロードする、
ように構成される、
請求項１７に記載のデジタルスライド走査装置。
【請求項１９】
前記少なくとも１つのプロセッサは、前記スライドが不適切に配置されていると判定された場合に、前記モータを制御して前記走査ステージを再配置するように構成される、
請求項１から１８のいずれかに記載のデジタルスライド走査装置。
【請求項２０】
デジタルスライド走査装置における方法であって、前記デジタルスライド走査装置は、
スライドを受容し、前記スライドを前記走査ステージに固定するように構成された走査ステージと、
前記走査ステージを走査プロセス中に移動させるように構成されたモータと、
送信器素子および受信器素子を備えるセンサ対と、
少なくとも１つのプロセッサと、
を備え、
前記送信器素子および前記受信器素子は、前記走査プロセス中に１つ以上の位置におけるスライドの存在または不在を検出するように配置され、
前記方法は、スライドの前記走査プロセス中に、前記少なくとも１つのプロセッサによって、
前記モータを制御して前記走査ステージを移動させることと、
前記センサ対から信号を受信することと、
前記センサ信号を分析して前記スライドの存在または不在を判定することと、
前記スライドの存在または不在の前記判定に基づいて、前記スライドが不適切に配置されていると判定することと、
前記スライドが不適切に配置されていると判定された場合に、前記モータを制御して前記走査ステージの移動を停止させることと、
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１７年１０月４日に出願された米国仮特許出願第６２／５６８，２０２号に対する優先権を主張し、それは本明細書によって参照により完全に記載されているかのように本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、概して、デジタルスライド走査装置に関し、より具体的には、デジタルスライド走査装置（例えば、デジタル病理学用）によるスライドラックから走査ステージへの個々のスライド（例えば、スライドガラス）の処理に関する。
【背景技術】
【０００３】
デジタル病理学は、物理的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可能になる画像ベースの情報環境である。デジタル病理学は、仮想顕微鏡検査によって一部有効になるものであり、それは物理顕微鏡スライド上で試料を走査し、コンピュータモニタで保存、表示、管理、分析できるデジタルスライド画像を作成する方法である。スライド全体を画像化する能力により、デジタル病理学の分野は爆発的に発展し、現在、がんなどの重要な疾病のより良い、より速い、より安価な診断、予後、および予測を実現するための診断薬の最も有望な手段の１つと見なされている。
【０００４】
デジタルスライド走査装置で処理されるスライドガラスは非常に壊れやすく、非常に高価である。場合によっては、走査ステージ上のスライドが不適切に配置されている場合がある。これにより、従来のデジタルスライドスキャナは、例えば、スライドガラスの下からステージを移動させることにより、スライドガラスが貼り付いているとき、スライドに損傷を与える可能性がある。したがって、必要なのは、上記の従来のシステムにおいて発見されたこれらの重要な課題を解決するシステムおよび方法である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
したがって、本明細書では、デジタルスライド走査装置で使用するための貼り付けスライド判定システムについて説明する。一実施形態では、システムは、走査用のステージ上に配置されたスライド（例えば、スライドガラス）が、走査プロセスの開始時に走査ステージと一緒に移動しないように貼り付けられているかどうかを判定するように構成される。システムは、互いに対して配置された送信器および受信器を有するセンサを含んで、ステージもしくはスライドの存在またはステージもしくはスライドの不在を検出し得る。走査プロセスの開始時に走査ステージが動き始めると、プロセッサはセンサからの信号を監視して、走査プロセスの開始後にスライドが不適切に配置されているかどうかを判定する。スライドが不適切に配置されている場合、プロセッサは、スライドを損傷から保護するために走査ステージの移動を停止する。
【０００６】
実施形態では、以下を備えるデジタルスライド走査装置が開示される。スライドガラスを受容し、スライドガラスを走査ステージに固定するように構成された走査ステージ、走査プロセス中に走査ステージおよびスライドガラスを移動させるように構成されたモータ、送信器素子と受信器素子であって、その相対位置が、走査プロセスを開始する前に走査ステージまたはスライドガラスの存在を検出するように構成された送信器素子と受信器素子とを備えるセンサ対、ならびに、走査プロセス中にモータを制御して走査ステージを移動させるように構成されたプロセッサであって、走査プロセスの開始後にセンサ対から信号を受信するようにさらに構成され、信号を分析してスライドガラスの存在または不在を判定するようにさらに構成され、モータを制御して、スライドガラスの存在または不在に基づいてスライドガラスの不適切な配置を判定することに応答して、走査ステージの移動を停止するようにさらに構成される、プロセッサ。プロセッサは、走査プロセスの開始に続いて、スライドガラスの存在に基づいてスライドガラスの不適切な配置を判定し、および／または走査プロセスの開始に続いて、スライドガラスの不在に基づいてスライドガラスの不適切な配置を判定するように構成されてもよい。センサ対の送信器素子と受信器素子の各々は、スライドガラスの同じ側に配置してもよい。プロセッサは、走査プロセスを開始した後のスライドガラスの存在に基づいてスライドガラスの不適切な配置を判定するように構成されてもよい。センサ対の送信器素子と受信器素子の１つがスライドガラスの第１の側に配置されてもよく、一方センサ対の送信器素子と受信器素子の他の１つがスライドガラスの第２の側に配置される。プロセッサは、走査プロセスの開始に続いてスライドガラスの不在に基づいてスライドガラスの不適切な配置を判定するように構成されてもよい。センサ対は、走査ステージの移動方向によって判定されるスライドガラスの後部部分の存在または不在を検出するように配置されてもよい。センサ対は、走査ステージの移動方向によって判定されるスライドガラスの前部部分の存在または不在を検出するように配置されてもよい。
【０００７】
実施形態では、以下を含む方法が開示される。プロセッサを使用して、送信器素子と受信器素子であって、その相対位置が、走査ステージまたはスライドガラスの存在を検出するように構成された送信器素子と受信器素子を備えるセンサ対をアクティブにすること、センサ対をアクティブにした後、プロセッサを使用してモータを制御し、スライドガラスをサポートする走査ステージを移動させて走査プロセスを開始すること、走査プロセスの開始後、プロセッサを使用してセンサ対から信号を受信すること、プロセッサを使用して受信信号を分析して、スライドガラスの存在または不在を判定すること、および、プロセッサを使用してモータを制御して、スライドガラスの存在または不在に基づいてスライドガラスの不適切な配置を判定することに応答して、走査ステージの移動を停止させること。本方法は、走査プロセスの開始に続いて、プロセッサを使用して、スライドガラスの存在に基づいてスライドガラスの不適切な配置を判定すること、および／または走査プロセスの開始に続いて、プロセッサを使用して、スライドガラスの不在に基づいてスライドガラスの不適切な配置を判定すること、をさらに含んでもよい。
【０００８】
実施形態では、以下を備えるデジタルスライド走査装置が開示される。第１のスライドガラスを受容し、第１のスライドガラスを走査ステージに固定するように構成された走査ステージ、走査プロセス中に走査ステージと第１のガラスライドを移動させるように構成されたモータ、送信器素子と受信器素子であって、その相対位置が、走査プロセスを開始する前に走査ステージまたは第１のスライドガラスの存在を検出するように構成された送信器素子と受信器素子を備えるセンサ対、および、第２のスライドガラスを走査ステージにロードする前にセンサ対から信号を受信するように構成され、信号を分析して、走査ステージ上の第１のガラスライドの存在または不在を判定するようにさらに構成され、走査ステージ上の第１のスライドガラスの存在の判定に応答して、走査ステージから第１のスライドガラスをアンロードするようにさらに構成された、プロセッサ。センサ対の送信器素子と受信器素子の各々は、第１のスライドガラスの同じ側に配置してもよい。センサ対の送信器素子と受信器素子の１つが第１のスライドガラスの第１の側に配置されてもよく、一方センサ対の送信器素子と受信器素子の他の１つが第１のスライドガラスの第２の側に配置される。センサ対は、走査ステージの移動方向によって判定される第１のスライドガラスの後部部分の存在または不在を検出するように配置されてもよい。センサ対は、走査ステージの移動方向によって判定される第１のスライドガラスの前部部分の存在または不在を検出するように配置されてもよい。
【０００９】
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再考した後、当業者にとってさらに容易に明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
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レビューから理解されよう。ここで、同一の参照符号は同一の部分を指す。
【図１】一実施形態に係る、スライドラックから走査ステージにスライドガラスをロードする例示的なデジタル走査装置を示す斜視図である。
【図２】一実施形態に係る、走査プロセスを開始するように配置されたスライドガラスを有する例示的な走査ステージを示す斜視図である。
【図３Ａ】一実施形態に係る、走査プロセスを開始するように配置されたスライドガラスおよびスライド上に配列されたセンサ対を有する例示的な走査ステージを示す斜視図である。
【図３Ｂ】一実施形態に係る、スライドが適切に配置された（すなわち、貼り付けられていない）ときに走査プロセスを開始した後の図３Ａの例示的な走査ステージを示す斜視図である。
【図３Ｃ】一実施形態に係る、走査プロセスを開始した後の図３Ａの例示的な走査ステージおよび貼り付けスライド上に配列されたセンサ対を示す、斜視図である。
【図４Ａ】一実施形態に係る、走査プロセスを開始するように配置されたスライドガラスおよび走査ステージ上に配列されたセンサ対を有する例示的な走査ステージを示す斜視図である。
【図４Ｂ】一実施形態に係る、スライドが適切に配置された（すなわち、貼り付けられていない）ときに走査プロセスを開始した後の図４Ａの例示的な走査ステージを示す斜視図である。
【図４Ｃ】一実施形態に係る、走査プロセスを開始した後の図４Ａの例示的な走査ステージおよび貼り付けスライドによって走査ステージの開口部に配列されたセンサ対を示す斜視図である。
【図５】図５Ａは、本明細書に記載される様々な実施形態と関連して使用され得る例示的なプロセッサ対応デバイスを示すブロック図であり、図５Ｂは、一実施形態に係る、単一の線形アレイを有する例示的なライン走査カメラを示すブロック図であり、図５Ｃは、一実施形態に係る、３つの線形アレイを有する例示的なライン走査カメラを示すブロック図であり、図５Ｄは、一実施形態に係る、複数の線形アレイを有する例示的なライン走査カメラを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本明細書に開示された実施形態は、走査のためにステージ上に配置されたスライドが、走査ステージとともに移動しないように貼り付けられたときを判定するシステムを提供する。この説明を読んだ後、当業者には、様々な代替的な実施形態および代替的な適用における発明の実施方法が明らかになるであろう。しかし、本発明の様々な実施形態が本明細書に記載されるが、これらの実施形態がほんの例示として、限定するものではなく提示されていることを理解されたい。そのようにして、様々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示されるように、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。
【００１２】
図１は、一実施形態に係る、スライドラックから走査ステージにスライドガラスをロードする例示的なデジタル走査装置を示す斜視図である。図示の実施形態では、デジタル走査装置は、スライドラック１９０のスロットに挿入されてステージ１００をロードするときにスライド１５０をスロットから押し出すように構成されたプッシュバー１８２を備えたプッシュ／プルアセンブリ１８０と、ステージ１００をロードするときにスライド１５０をスライドラック１９０から引き出し、および／またはステージ１００をアンロードするときにスライド１５０をスライドラック１９０に押し込むように構成された、プルフィンガ１８６を備えたプルバー１８４と、を含む。デジタル走査装置のプロセッサは、プッシュ／プルアセンブリ１８０を制御して、スライド１５０をスライドラック１９０から走査ステージ１００にロードし、スライド１５０を走査ステージ１００からスライドラック１９０にアンロードするように構成される。
【００１３】
スライドガラス１５０が走査ステージ１００にロードされると、デジタルスライド走査装置のプロセッサは、プッシュ／プルアセンブリ１８０を制御して走査が始まる前に邪魔にならないように再配置される。スライド１５０がステージ１００上に配置された後、スライド１５０はステージ１００に固定され、走査プロセス中にスライド１５０はステージ１００上に静止したままである。
【００１４】
図２は、一実施形態に係る、走査プロセスを開始するように配置されたスライドガラスを有する例示的な走査ステージを示す斜視図である。図示の実施形態では、ロードされたスライド１５０はステージ１００に固定され、走査プロセス中にスライドはステージ１００上に静止したままである。しかし、場合によっては、スライド１５０を貼り付けることができ、それにより、スライド１５０は走査中にステージ１００に固定されたままにならない。
【００１５】
図３Ａは、一実施形態に係る、走査プロセスを開始するように配置され、スライドガラスおよびスライド上に配列されたセンサ対を有する例示的な走査ステージを示す斜視図である。図示された実施形態では、センサ対３１０は、送信素子３１０Ａおよび受信素子３１０Ｂを含む。センサ対３１０の素子は、互いにおよびステージ１００に対して配置され、それにより走査プロセスが開始される前に、センサ対３１０がステージ１００上のスライド１５０の存在を検出するように構成される。この配置により、デジタルスライド走査装置のプロセッサは、走査プロセスに関連するステージ１００の移動の前に、ステージ１００上のスライド１５０の存在を確認することができる。例えば、デジタルスライド走査装置のプロセッサは、デジタルスライド走査装置が走査ステージ１００にスライド１５０をロードしようとした後、走査ステージ１００にスライド１５０が存在しない場合、走査プロセスの開始を防止するように構成してもよい。
【００１６】
図示の実施形態では、送信素子３１０Ａおよび受信素子３１０Ｂの両方がステージ１００の上方にあり、送信素子３１０Ａによって送信され、受信素子３１０Ｂによって受信されまたは受信されないいずれかの信号の反射によってスライド１５０の存在または不在を検出するように配置される。具体的には、図示の実施形態では、送信素子３１０Ａは信号を固定位置に送信し、その固定位置に、スライド１５０の一部が走査プロセスの開始時に存在するべきであるが、走査プロセスの少なくとも一部の間、スライド１５０のどの部分も存在するべきではない。図３Ａに示すように、スライド１５０がステージ１００に搭載されるため、走査プロセスの開始時に、送信素子３１０Ａからの信号はスライド１５０で反射し、受信素子３１０Ｂによって受信される。したがって、センサ対３１０は、スライド１５０の存在を検出し、分析のためにこの情報をデジタルスライド走査装置のプロセッサに提供する。センサ対３１０からのこの情報に基づいて、プロセッサは、スライド１５０が存在すると判定し、したがって、この場合、走査プロセスを開始し得る。
【００１７】
特に、一実施形態では、スライド１５０が存在しない場合、送信素子３１０Ａからの信号は、スライド１５０を下方から照らすための貫通穴（例えば、図４Ｃに示す貫通穴１３２）を通過するため、信号は反射されず、受信素子３１０Ｂで受信されない。センサ対３１０からのこの情報に基づいて、プロセッサは、スライド１５０が存在しないと判断し得、したがって、走査プロセスを開始し得ない。
【００１８】
図３Ｂは、一実施形態に係る、スライド１５０が貼り付けられないように適切に配置されたときに、走査プロセスを開始した後の図３Ａの例示的な走査ステージ１００を示す斜視図である。図示の実施形態では、走査プロセスが開始したため、走査ステージ１００は移動した。この場合、スライド１５０は適切に配置され、貼り付けられていないため、スライド１５０は走査ステージ１００とともに移動した。スライド１５０およびステージ１００は、送信素子３１０Ａの信号経路から外れて通過しているため、信号はスライド１５０によって反射されず、受信素子３１０Ｂによって受信されない。したがって、センサ対３１０はスライド１５０の存在をもはや検出しない。センサ対３１０からのこの情報（またはその欠如）に基づいて、プロセッサは、スライド１５０が存在しないと判定し、したがって、この場合、通常どおり走査プロセスを継続する。
【００１９】
図３Ｃは、一実施形態に係る、走査プロセスを開始した後の図３Ａの例示的な走査ステージ１００および貼り付けスライド１５０上に依然として配列されたセンサ対３１０を示す、斜視図である。図示の実施形態では、走査プロセスが開始したため、走査ステージ１００は移動した。したがって、スライド１５０は、走査ステージ１００とともに、送信素子３１０Ａからの信号の下から外れて移動しなければならなかった。しかし、スライド１５０が貼り付けられているため、センサ対３１０は依然としてスライド１５０の存在を検出する。具体的には、送信素子３１０Ａからの信号は、スライド１５０から反射し続け、受信素子３１０Ｂによって受信され、受信素子３１０Ｂは、分析のためにこの情報をデジタルスライド走査装置のプロセッサに提供する。走査プロセスが開始された後のスライド１５０の継続的な存在を示すセンサ対３１０からのこの情報に基づいて、プロセッサは、スライド１５０が貼り付けられていると判定する。プロセッサは、スライド１５０が貼り付けられていると判定したことに応答して、スライド１５０を損傷から保護するためにステージ１００の移動を停止するように構成される。
【００２０】
一実施形態では、デジタルスライド走査装置のプロセッサは、スライド１５０がステージ１００にロードされる前にセンサ対３１０からの信号を受信し、分析して、スライド１５０が走査ステージ１００にもう存在しないことを確認するように構成される。具体的には、上述のように、ロードプロセスの前にスライド１５０がステージ１００上に存在しない場合、送信素子３１０Ａからの信号は、スライド１５０を下方から照らすための貫通穴を通過し（例えば、図４Ｃに示す貫通穴１３２）、したがって、信号は反射されず、受信素子３１０Ｂによって受信されない。センサ対３１０からのこの情報に基づいて、プロセッサは、スライド１５０がステージ１００上にもう存在しないと判定することができ、したがって、スライドラック１９０からステージ１００へのスライド１５０のロードを開始することができる。一方、スライド１５０が検出された場合（すなわち、受信素子３１０Ｂが送信素子３１０Ａから反射信号を受信した場合）、デジタルスライド走査装置のプロセッサは、新しいスライド１５０をスライドラック１９０からロードする前に、スライド１５０をスライドラック１９０にアンロードするように構成され得る。
【００２１】
図４Ａは、一実施形態に係る、走査プロセスを開始するように配置されたスライドガラスおよび走査ステージ上に配列されたセンサ対を有する例示的な走査ステージを示す斜視図である。図示された実施形態では、センサ対３１０は、送信素子３１０Ａおよび受信素子３１０Ｂを含む。センサ対３１０の素子は、互いにおよびステージ１００に対して配置され、それにより走査プロセスが開始される前に、センサ対３１０がステージ１００上のスライド１５０の存在および／またはステージ１００自体の存在を検出するように構成される。例えば、この実施形態では、ステージ１００が走査プロセスを開始するように配置されるとき、センサ対３１０は、ステージ１００上でサポートされているスライド１５０の代わりに、ステージ１００自体の表面から送信素子３１０Ａの信号を反射するように、配置してもよい。しかし、スライド１５０からの信号を反射するようにセンサ対３１０を配置することにより、デジタルスライド走査装置のプロセッサは、走査プロセスに関連するステージ１００の任意の移動の前に、ステージ１００上のスライド１５０の存在を確認できることを理解されたい。例えば、デジタルスライド走査装置のプロセッサは、デジタル走査装置が走査ステージ１００にスライド１５０をロードしようとした後、走査ステージ１００にスライド１５０が存在しない場合、走査プロセスの開始を防止するように構成してもよい。
【００２２】
図示の実施形態では、送信素子３１０Ａおよび受信素子３１０Ｂの両方がステージ１００の上方にあり、送信素子３１０Ａによって送信され、受信素子３１０Ｂによって受信されまたは受信されないいずれかの信号の反射によってスライド１５０の存在または不在を検出するように配置される。具体的には、図示の実施形態では、送信素子３１０Ａは信号を固定位置に送信し、その固定位置に、スライド１５０の一部が、走査プロセスの開始時におよび走査プロセス全体に存在するべきである。例えば、センサ対３１０はステージ１００に固定してもよく、それにより送信素子３１０Ａからの信号は常に、ステージ１００上の同じ固定位置におよび、ステージ１００上にサポートされたときにスライド１５０が存在する境界内に、配列される。あるいは、センサ対３１０はステージ１００に対して配置してもよく、それにより送信素子３１０Ａからの信号は、ステージ１００の境界内の位置に常に配列され、少なくとも走査プロセスの一部分の間、ステージ１００上にサポートされたときにスライド１５０が存在する境界内の位置に配列される。図４Ａに示すように、スライド１５０はステージ１００にロードされるため、走査プロセスの開始時に、送信素子３１０Ａからの信号はスライド１５０で反射し、受信素子３１０Ｂによって受信される。したがって、センサ対３１０は、スライド１５０の存在を検出し、分析のためにこの情報をデジタルスライド走査装置のプロセッサに提供する。センサ対３１０からのこの情報に基づいて、プロセッサは、スライド１５０が存在すると判定し、したがって、この場合、走査プロセスを開始してもよい。
【００２３】
特に、一実施形態では、スライド１５０が存在しない場合、送信素子３１０Ａからの信号は、スライド１５０を下方から照らすための貫通穴１３２を通過し、したがって、信号は反射されず、受信素子３１０Ｂで受信されない。センサ対３１０からのこの情報に基づいて、プロセッサは、スライド１５０が存在しないと判断してもよく、したがって、走査プロセスを開始しない場合がある。
【００２４】
図４Ｂは、一実施形態に係る、スライド１５０が貼り付けられないように適切に配置されたときに、走査プロセスを開始した後の図４Ａの例示的な走査ステージ１００を示す斜視図である。図示の実施形態では、走査プロセスが開始されたため、走査ステージ１００は移動した。この場合、スライド１５０は適切に配置され、貼り付けられていないため、スライド１５０は走査ステージ１００とともに移動した。スライド１５０とステージ１００の両方が移動し、送信素子３１０Ａは、ステージ１００の移動中にスライド１５０が配置されるべき境界内の位置に信号を配列するため、信号はスライド１５０から反射され、受信素子３１０Ｂによって受信される。したがって、センサ対３１０は、スライド１５０の存在を検出し続け、分析のためにこの情報をデジタルスライド走査装置のプロセッサに提供する。センサ対３１０からのこの情報に基づいて、プロセッサは、走査プロセス中に存在するべき位置にスライド１５０が存在しないと判定し、したがって、この場合、通常どおり走査プロセスを継続する。
【００２５】
図４Ｃは、一実施形態に係る、走査ステージの貫通穴１３２上に配列されたセンサ対３１０とともに、走査プロセスを開始した後の図４Ａの例示的な走査ステージ１００を示す、斜視図である。通常の操作中、走査プロセス中、スライド１５０は貫通穴１３２を覆う。具体的には、スライドガラスを走査する実施形態では、スライドガラス１５０は貫通穴１３２の上に配置され、それにより走査プロセス中にスライドガラス１５０がステージ１００の下方から照らされ得る。
【００２６】
図示の実施形態では、走査プロセスが開始されているため、スライド１５０は、図４Ｂに示すように、ステージ１００とともにセンサ対３１０の信号を見る位置に移動しているはずであった。しかし、スライド１５０は貼り付けられているため、ステージ１００が移動して走査プロセスを開始するとき、センサ対３１０はもはやスライド１５０の存在を検出しない。むしろ、スライド１５０はステージ１００とともに移動していないため、送信素子３１０Ａによって送信された送信信号は、スライド１５０から反射するのではなく、貫通穴１３２を通過する。したがって、受信素子３１０Ｂは、送信素子３１０Ａからの反射信号を受信しない。センサ対３１０からのこの情報（またはその欠如）に基づいて、走査プロセスが開始された後にスライド１５０が存在しないことを示し、プロセッサは、スライド１５０が貼り付いていると判定する。プロセッサは、スライド１５０が貼り付けられていると判定したことに応答して、スライド１５０を損傷から保護するためにステージ１００の移動を停止するように構成される。
【００２７】
一実施形態では、デジタルスライド走査装置のプロセッサは、センサ対３１０からの信号をチェックするように構成されて、走査プロセスの開始によりステージ１００の移動が開始されてから数秒または数ミリ秒以内に、スライド１５０が貼り付けられているかどうかを判定する。有利なことに、貼り付けスライド１５０が検出された場合、デジタル走査装置のプロセッサは、スライド１５０を貼り付け解除させようとして再試行ロジックを適用するように構成され得る。再試行ロジックは、ステージ１００を「ロードスライド」位置に再配置することを含み得る。再試行ロジックは、プッシュ／プルアセンブリ１８０を使用してスライドガラス１５０の位置を調整することも含み得る。例えば、プロセッサは、プッシュ／プルアセンブリ１８０を制御して、スライド１５０を走査ステージ１００から少なくとも部分的にアンロードし（例えば、スライドラック１９０のスロットに）、次いでスライド１５０を走査ステージ１００に再ロードし得る（例えば、スライドラック１９０のスロットから）。プロセッサは、再試行ロジックを、所定の回数（例えば、１回、３回、など）、実行してもよい。プロセッサが、所定回数の再試行の後にスライド１５０が貼り付けられたままであると判定した場合、プロセッサは警告を生成し得る（例えば、デジタルスライド走査装置のディスプレイまたはユーザインターフェースの音声アラートおよび／またはプロンプトを介して）。
【００２８】
本明細書では、送信素子３１０Ａおよび受信素子３１０Ｂは、主に、走査ステージ１００の同じ側（すなわち、図３Ａ〜図４Ｃに示す実施形態のステージ１００の上方）にあるものとして示されているが、図３Ａ〜図４Ｃに示すシステムの代替実施形態では、送信素子３１０Ａと受信素子３１０Ｂの１つはステージ１００の上方に配置されてもよく、送信素子３１０Ａと受信素子３１０Ｂの他の１つはステージ１００の下方に配置されてもよい。例えば、送信素子３１０Ａは貫通穴１３２の１つの側（例えば、貫通穴１３２の上方）に常に配置されてもよく、一方、受信素子３１０Ｂは貫通穴の反対側（例えば、貫通穴１３２の下方）の送信素子３１０Ａからの信号の見通し線内に常に配置される。この場合、デジタルスライド走査装置のプロセッサは、受信素子３１０Ｂが送信素子３１０Ａから信号を受信するときにスライド１５０が存在しないと判定し、受信素子３１０Ｂが送信素子３１０Ａからの信号を受信しないときにスライド１５０が存在すると判定し得る。代替実施形態では、送信素子３１０Ａは、ステージ１００の１つの側（例えば、ステージ１００の上方）に配置され、受信素子３１０Ｂは、ステージ１００の反対側（例えば、ステージ１００の下方）の送信素子３１０Ａからの信号の見通し線内に常に配置され、センサ対３１０は、走査プロセスの開始前にスライド１５０がステージ１００上に配置されると、スライド１５０の一部分は、信号を中断するように送信素子３１０Ａと受信素子３１０Ｂとの間に存在するように配置されてもよく、走査プロセスが始まると、適切に配置されたスライド１５０は、信号を中断しないように、送信素子３１０Ａと受信素子３１０Ｂとの間からステージ１００とともに移動する必要があるが、貼り付けスライドはステージ１００とともに移動せず、送信素子３１０Ａと受信素子３１０Ｂとの間に残って信号を中断する。この場合、デジタルスライドスキャン装置のプロセッサは、走査プロセスの開始前に受信素子３１０Ｂが送信素子３１０Ａから信号を受信しないときにスライド１５０がロードされたと判断してもよく、受信素子３１０Ｂがスキャン処理中に送信素子３１０Ａから信号を受信したときにスライド１５０が貼り付けられていないと判断してもよく、走査プロセス中に受信素子３１０Ｂが送信素子３１０Ａから信号を受信しないときにスライドが貼り付けられていると判断してもよい。
【００２９】
走査プロセスを開始する前に走査ステージ１００上のスライド１５０の配置を確認し、走査プロセスを開始した後に貼り付けスライド１５０を監視するためにも、代替のセンサ配置を使用してもよい。追加のセンサも含まれてもよい。例えば、専用のセンサを使用して、走査プロセスを開始する前に走査ステージ１００上のスライド１５０の配置を確認してもよい。
【００３０】
例示的な実施形態
一実施形態では、デジタルスライド走査装置は、スライド（例えば、スライドガラス）を受容し、スライドを走査ステージに固定するように構成された走査ステージと、走査プロセス中に走査ステージおよびスライドを移動させるように構成されたモータと、を含む。この実施形態では、デジタルスライド走査装置は、送信器素子および受信器素子を備えたセンサ対も含み、送信器素子および受信器素子の相対位置は、走査プロセスの開始前に走査ステージおよび／またはスライドの存在を検出するように構成される。この実施形態でも、デジタルスライド走査装置は、走査プロセス中にモータを制御して走査ステージを移動させるように構成されたプロセッサを含む。プロセッサは、走査プロセスの開始後にセンサ対から信号を受信し、その信号を分析してスライドの存在または不在を判定するようにも構成されている。プロセッサは、スライドの存在または不在に基づいてスライドの不適切な配置を判定したことに応答して、モータを制御して走査ステージの移動を停止するようにも構成されている。
【００３１】
一実施形態では、プロセッサは、走査プロセスの開始後のスライドの存在に基づいてスライドの不適切な配置を判定するように構成される。別の実施形態では、プロセッサは、走査プロセスの開始後のスライドの不在に基づいてスライドの不適切な配置を判定するように構成される。
【００３２】
一実施形態では、センサ対の送信器素子および受信器素子の各々は、スライドの同じ側面に配置され、側面は、スライドの上部、下部、または４つの縁部の１つである。この実施形態の一態様では、プロセッサは、走査プロセスの開始後のスライドの存在に基づいてスライドの不適切な配置を判定するように構成される。
【００３３】
一実施形態では、センサ対の送信器素子と受信器素子の１つはスライドの第１の側面に配置され、センサ対の送信器素子と受信器素子の他方はスライドの第２の側面に配置される。例えば、第１の側面と第２の側面は、上部と下部または左長縁部と右長縁部などの反対側の側面であってもよく、それによりセンサ対の送信器素子および受信器素子が見通し方向線内に配置される。この実施形態の一態様では、プロセッサは、走査プロセスの開始後のスライドの不在に基づいてスライドの不適切な配置を判定するように構成される。
【００３４】
一実施形態では、センサ対は、走査ステージの移動方向によって判定されるスライドの後部部分の存在または不在を検出するように配置される。別の実施形態では、センサ対は、走査ステージの移動方向によって判定されるスライドの前部部分の存在または不在を検出するように配置される。
【００３５】
一実施形態では、本方法は、プロセッサを使用して送信器素子と受信器素子を含むセンサ対を起動することを含み、送信器素子と受信器素子との結合位置は、走査ステージまたはスライドの存在を検出するように構成される。本方法は、センサ対のアクティブ化後にプロセッサを使用してモータを制御して、スライドをサポートする走査ステージを移動させて走査プロセスを開始し、プロセッサを使用して走査プロセスの開始後にセンサ対から信号を受信することも含む。本方法は、プロセッサを使用して受信信号を分析してスライドの存在または不在を判定することと、プロセッサを使用してモータを制御して、スライドの存在または不在に基づいてスライドの不適切な配置を判定したことに応答して走査ステージの移動を停止させることと、も含む。
【００３６】
一実施形態では、本方法は、プロセッサを使用して、走査プロセスの開始後のスライドの存在に基づいてスライドの不適切な配置を判定することをさらに含む。別の実施形態では、本方法は、プロセッサを使用して、走査プロセスの開始後のスライドの不在に基づいてスライドの不適切な配置を判定することを含む。
【００３７】
例示的なデジタルスライド走査装置
図５Ａは、本明細書に記載される様々な実施形態と関連して使用され得る、例示的なプロセッサ対応デバイス５５０を示すブロック図である。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。図示の実施形態では、デバイス５５０は、デジタル撮像デバイス（本明細書ではスキャナシステム、走査システム、走査装置、デジタル走査装置、デジタルスライド走査装置などとも呼ばれる）として提示され、デジタル撮像デバイスは、１つ以上のプロセッサ５５５と、１つ以上のメモリ５６５と、１つ以上のモーションコントローラ５７０と、１つ以上のインターフェースシステム５７５と、１つ以上の試料５９０を備えた１つ以上のスライドガラス５８５を各々サポートする１つ以上の可動ステージ５８０と、試料を照明する１つ以上の照明システム５９５と、光軸に沿って移動する光路６０５を各々画定する１つ以上の対物レンズ６００と、１つ以上の対物レンズポジショナ６３０と、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）と、１つ以上の集束光学系６１０と、１つ以上のライン走査カメラ６１５および／または１つ以上の追加カメラ６２０（例えば、ライン走査カメラまたはエリア走査カメラ）と、を備え、それぞれが、試料５９０および／またはスライドガラス５８５上に別個の視野６２５を画定する。スキャナシステム５５０の様々な素子は、１つ以上の通信バス５６０を介して通信可能に結合される。スキャナシステム５５０の様々な素子の各々のうちの１つ以上が存在してもよいが、簡略化のために、これらの素子は、適切な情報を伝えるために複数で記載する必要がある場合を除き、本明細書では単数形で記載する。
【００３８】
１つ以上のプロセッサ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ス処理装置（「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と、浮動小数点演算を実行する補助プロセッサと、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特殊目的プロセッサ（例えば、デジタル信号プロセッサ）と、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）と、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と、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。
【００３９】
一実施形態では、プロセッサ５５５は、（例えば、走査ステージ１００に対応する）走査ステージ５８０の動作を制御し、センサ対３１０のアクティブ化を制御するように構成される。プロセッサは、状況に応じて、センサ対３１０からの信号を受信し分析して、スライド５８５（例えば、スライド１５０に対応する）またはステージ５８０の存在または不在を判定するようにも構成される。一実施形態では、プロセッサは、ステージ５８０を制御してスライド５８５の不適切な配置が判定された場合に移動を停止するように構成される。
【００４０】
メモリ５６５は、プロセッサ５５５によって実行されることができるプログラムに対してデータおよび命令の記憶を提供する。メモリ５６５は、データおよび命令を記憶する１つ以上の揮発性および／または不揮発性コンピュータ可読記憶媒体、例えば、ランダムアクセスメモリ、リードオンリメモリ、ハードディスクドライブ、および取り外し可能記憶ドライブ、などを含んでもよい。プロセッサ５５５は、メモリ５６５に記憶された命令を実行し、通信バス５６０を介してスキャナシステム５５０の様々な素子と通信して、スキャナシステム５５０の全体的な機能を実行するように構成される。
【００４１】
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を含んでもよいし、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、モーションコントローラ５７０、および／またはインターフェースシステム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、モーションコントローラ５７０、および／またはインターフェースシステム５７５は、無線通信リンクを介して、走査システム５５０の様々な素子のうちの１つ以上と通信するようにも構成されてもよい。
【００４２】
モーション制御システム５７０は、ステージ５８０（例えば、Ｘ−Ｙ平面内）および／または対物レンズ６００（例えば、対物レンズポジショナ６３０を介して、Ｘ−Ｙ平面に直交するＺ軸に沿って）のＸ、Ｙ、および／またはＺ移動を正確に制御し、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において光学フィルタなどの移動を調整するように構成される。
【００４３】
インターフェースシステム５７５は、スキャナシステム５５０が他のシステムおよび人的操作と連動することを可能にする。例えば、インターフェースシステム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ーフェースを含んでもよい。インターフェースシステム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、着脱可能記憶媒体）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促進するように構成される。
【００４４】
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型反射ミラー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を備えてもよい。光源はまた、アークランプ、レーザ、または他の光源のいずれかのタイプを含んでもよい。一実施形態では、照明システム５９５は、透過モードにおいて試料５９０を照射し、それにより、ライン走査カメラ６１５および／またはカメラ６２０は、試料５９０を通って伝送された光エネルギを感知する。あるいは、または組み合わせて、照明システム５９５は、反射モードで試料５９０を照射するように構成されてもよく、それにより、ライン走査カメラ６１５および／またはカメラ６２０は、試料５９０から反射された光エネルギを感知する。照明システム５９５は、光学顕微鏡検査の任意の既知のモードにおいて顕微鏡試料５９０の検査に適切になるように構成され得る。
【００４５】
一実施形態では、スキャナシステム５５０は任意選択で落射照明システム６３５を含み、蛍光走査のためにスキャナシステム５５０を最適化する。蛍光走査は、蛍光分子を含む試料５９０の走査であり、特定の波長で光を吸収（励起）することができる光子敏感微粒子である。それらの光子高感度分子は、より高い波長の光も放射する（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ため、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の任意選択の蛍光スキャナシステムの実施形態では、複数の線形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の複数の線形センサアレイの各々に試料５９０の同一の領域を暴露することによって、ライン走査カメラの光への感度を増大させる。これは特に、放射された少ない光によりわずかな蛍光試料を走査するときに有益である。
【００４６】
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、それらが試料に存在する様々なチャネルからの実信号のさらなる正確な表現を提供するために、蛍光顕微鏡検査において理想的である。当業者によって理解されるように、蛍光試料５９０は、異なる波長で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、異なる波長は、「チャネル」とも称される。
【００４７】
さらに、様々な蛍光試料のローエンドおよびハイエンドの信号レベルは、ライン走査カメラ６１５が感知するための波長の広いスペクトルを提示するため、ライン走査カメラ６１５が感知できるローおよびハイエンドの信号レベルは、同様に広いことが望ましい。したがって、蛍光スキャナの実施形態では、蛍光走査システム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個の線形アレイＴＤＩライン走査カメラである。ライン走査カメラ６１５についての様々なビット深度が走査システム５５０の蛍光スキャナの実施形態による使用のために使用され得ることに留意されたい。
【００４８】
可動ステージ５８０は、プロセッサ５５５またはモーションコントローラ５７０の制御の下で、正確なＸ−Ｙ移動のために構成される。可動ステージは、プロセッサ５５５またはモーションコントローラ５７０の制御の下で、Ｚ移動のためにも構成されてもよい。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のキャプチャの間、所望の位置に試料を配置するように構成される。可動ステージは、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キャプチャの間、実質的に一定の速度を維持するようにも構成される。一実施形態では、スキャナシステム５５０は、高精度で厳格に調整されたＸ−Ｙ格子を使用して、可動ステージ５８０上での試料５９０の位置において補助してもよい。一実施形態では、可動ステージ５８０は、ＸおよびＹ軸の両方で使用される高精度エンコーダを有する線形モータに基づく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、および走査方向と同一の平面上で使用することができる。ステージは、試料５９０がその上に配置されたスライドガラス５８５を支持するようにも構成される。
【００４９】
試料５９０は、光学顕微鏡検査によって検査され得る、任意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、試料の表示基板として頻繁に使用され、試料には、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、または死亡しもしくは生存しているかのいずれかであり、着色されもしくは着色されていないかのいずれかであり、ラベル付けされもしくはラベル付けされていないかのいずれかである任意の他のタイプの生物学的材料または物質が含まれる。試料５９０は、マイクロアレイとして一般的に知られている任意のおよび全ての試料を含む、任意のタイプのスライドまたは他の基板上に堆積されたｃＤＮＡまたはＲＮＡまたはタンパク質などの任意のタイプのＤＮＡまたはＤＮＡ関連材料のアレイでもあってもよい。試料５９０は、微量定量プレート（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、集積回路ボード、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、または機械加工部品を含む。
【００５０】
対物レンズ６００は、対物レンズポジショナ６３０上に取り付けられ、対物レンズポジショナ６３０は、一実施形態では、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を移動させるために非常に正確な線形モータを使用する。例えば、対物レンズポジショナ６３０の線形モータは、５０ナノメートルのエンコーダを含んでもよい。Ｘ、Ｙ、および／またはＺ軸におけるステージ５８０および対物レンズ６００の相対的な位置は、走査システム５５０の全体的な操作のために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の制御の下で、モーションコントローラ５７０を使用して閉ループ方式で調整され制御される。
【００５１】
一実施形態では、対物レンズ６００は、望ましい最高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、ここで対物レンズ６００は、透過モード照明顕微鏡検査、反射モード照明顕微鏡検査、および／または落射照明モード蛍光顕微鏡検査（例えば、Ｏｌｙｍｐｕｓ  ４０Ｘ、０．７５ＮＡまたは２０Ｘ、０．７５ＮＡ）に適している。有利なことに、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ために、集束光学系６１０は、対物レンズ６００の上方で光学経路６０５内に配置することができ、対物レンズ６００を通過する光ビームは平行光ビームとなる。集束光学系６１０は、対物レンズ６００によってキャプチャされた光信号をライン走査カメラ６１５および／またはエリア走査カメラ６２０の光応答素子に集束させ、フィルタ、倍率変更レンズ、および／または同様のものなどの光学部品を含んでもよい。対物レンズ６００は、集束光学系６１０と組み合わされて、走査システム５５０の全倍率を提供する。一実施形態では、集束光学系６１０は、チューブレンズおよび任意選択の２Ｘの倍率変換器を包含してもよい。有利なことに、２Ｘの倍率変換器により、本来の２０Ｘの対物レンズ６００を４０Ｘの倍率で試料５９０を走査することが可能になる。
【００５２】
ライン走査カメラ６１５は、画像素子（「画素」）の少なくとも１つの線形アレイを備える。ライン走査カメラはモノクロまたはカラーの場合がある。カラーライン走査カメラは典型的には、少なくとも３つの線形アレイを有し、モノクロライン走査カメラは、単一の線形アレイまたは複数の線形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線形アレイも使用することができる。例えば、３つの線形アレイ（「赤−緑−青」すなわち「ＲＧＢ」）カラーライン走査カメラまたは９６個の線形アレイモノクロＴＤＩも使用されてもよい。ＴＤＩライン走査カメラは通常、以前に画像化された試料の領域の強度データを合計することにより、出力信号の信号対ノイズ比（「ＳＮＲ」）を実質的に改善し、統合ステージの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、複数の線形アレイを備える。例えば、ＴＤＩライン走査カメラには、２４個、３２個、４８個、６４個、９６個、またはさらに多いアレイが利用可能である。スキャナシステム５５０は、５１２個の画素を有するもの、１０２４個の画素を有するもの、および４０９６個もの画素を有するその他のものを含む、様々なフォーマットに製造された線形アレイもサポートする。同様に、様々な画素サイズを有する線形アレイも、スキャナシステム５５０において使用することができる。任意のタイプのライン走査カメラ６１５を選択する際の顕著な要件は、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るため、ステージ５８０が、試料５９０のデジタル画像キャプチャ中にライン走査カメラ６１５に対して動き得ることである。
【００５３】
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、プロセッサ５５５によって処理されて、試料５９０の少なくとも一部の連続するデジタル画像を生成する。連続するデジタル画像はさらに、プロセッサ５５５によって処理されることが可能であり、修正された連続するデジタル画像もメモリ５６５に記憶することができる。
【００５４】
２つ以上のライン走査カメラ６１５を備えた実施形態では、ライン走査カメラ６１５のうちの少なくとも１つは、撮像センサとして機能するように構成された少なくとも１つの他のライン走査カメラ６１５との組み合わせで動作する、集束センサとして機能するように構成することができる。集束センサは、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、または集束センサは、スキャナシステム５５０の走査方向に対して撮像センサの前もしくは後に論理的に配置してもよい。集束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を備えたそのような実施形態では、集束センサによって生成された画像データは、メモリ５６５の一部に記憶され、１つ以上のプロセッサ５５５によって処理されて焦点情報を生成し、走査システム５５０が試料５９０と対物レンズ６００との間の相対距離を調整できるようにして、走査中に試料上に焦点を維持する。さらに、一実施形態では、集束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、集束センサの複数の個々の画素の各々が光路６０５に沿って異なる論理的高さに配置されるように向けてもよい。
【００５５】
動作中、スキャナシステム５５０の様々な構成要素およびメモリ５６５に記憶されたプログラムされたモジュールは、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を可能にする。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の制御の下で、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実質的に一定の速度に試料５９０を加速させ、ステージの速度は、ライン走査カメラ６１５のラインレートと同期される。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、試料５９０を減速させ、実質的に完全停止に至らせる。次いで、可動ステージ５８０は、走査方向に直交して移動して、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）のスキャンのために試料５９０を配置する。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。
【００５６】
例えば、試料５９０のデジタル走査中、試料５９０の連続するデジタル画像は、画像ストライプを形成するように互いに組み合わされた複数の連続する視野として取得される。複数の隣接する画像ストライプは同様に、試料５９０の一部または全体の連続するデジタル画像を形成するように互いに組み合わされる。試料５９０の走査は、垂直画像ストライプまたは水平画像ストライ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、試料上の任意のポイントで開始してもよい。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、試料上の任意のポイントで開始してもよい。さらに、画像ストライプが隣接する方式または連続する方式においては取得される必要はない。さらに、得られる試料５９０の画像は、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。
【００５７】
一実施形態では、コンピュータ実行可能命令（例えば、プログラムされたモジュールおよびソフトウェア）がメモリ５６５に記憶され、実行されるとき、走査システム５５０が本明細書に記載される様々な機能を実行することを可能にする。本明細書では、用語「コンピュータ可読記憶媒体」は、プロセッサ５５５による実行のためのコンピュータ実行可能命令を記憶し、走査システム５５０に提供するために使用されるいずれかの媒体を指すものとして使用される。それらの媒体の実施例は、メモリ５６５、および、例えば、ネットワーク（図示せず）を介して直接または間接のいずれかで走査システム５５０と通信可能に結合された任意の取り外し可能記憶媒体または外部記憶媒体（図示せず）を含む。
【００５８】
図５Ｂは、電荷結合デバイス（「ＣＣＤ」）アレイとして実装され得る、単一の線形アレイ６４０を有するライン走査カメラを示す。単一の線形アレイ６４０は、複数の個々の画素６４５を備える。例示される実施形態では、単一の線形アレイ６４０は、４０９６個の画素を有する。代替的な実施形態では、線形アレイ６４０は、さらに多くのまたはさらに少ない画素を有してもよい。例えば、線形アレイの共通フォーマットは、５１２個、１０２４個、および４０９６個の画素を含む。画素６４５は、線形方式で配列されて線形アレイ６４０に対する視野６２５を画定する。視野６２５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。
【００５９】
図５Ｃは、各々がＣＣＤアレイとして実装され得る、３つの線形アレイを有するライン走査カメラを示す。３つの線形アレイは、カラーアレイ６５０を形成するように組み合わせる。一実施形態では、カラーアレイ６５０内の各々の個々の線形アレイは、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内の各々の個々の線形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を形成するように組み合わされる。
【００６０】
図５Ｄは、各々がＣＣＤアレイとして実装され得る、複数の線形アレイを有するライン走査カメラを示す。複数の線形アレイは、ＴＤＩアレイ６５５を形成するように組み合わせる。有利なことに、ＴＤＩラインスキャンカメラは、試料の以前に画像化された領域からの強度データを合計することにより、その出力信号で実質的により良好なＳＮＲを提供し、線形アレイ（統合ステージとも呼ばれる）の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、より多様な数の線形アレイを備え得る。例えば、ＴＤＩライン走査カメラの一般的な形式には、２４、３２、４８、６４、９６、１２０およびさらに多い線形アレイが含まれる。
【００６１】
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。それらの実施形態に対する様々な修正は、当業者にとって容易に明らかであり、本明細書で説明された一般的な原理は、本発明の精神または範囲から逸脱することなく他の実施形態に適用されることができる。よって、本明細書で提示される説明および図面は、本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が理解されることになる。さらに、本発明の範囲は、当業者にとって明白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。
【図１】
2020536277.tif 000003
【図２】
2020536277.tif 000004
【図３Ａ】
2020536277.tif 000005
【図３Ｂ】
2020536277.tif 000006
【図３Ｃ】
2020536277.tif 000007
【図４Ａ】
2020536277.tif 000008
【図４Ｂ】
2020536277.tif 000009
【図４Ｃ】
2020536277.tif 000010
【図５】
2020536277.tif 000011
【国際調査報告】
2020536277.tif 000012
2020536277.tif 000013