[發明專利]一種自動化顯微操作針姿態校準系統和方法

有效

• 申請號: 201710782364.3
• 申請日: 2017-09-02
• 公開（公告）號: CN107357031B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 長沙傲圖生物科技有限公司
• 主分類號: G02B21/00
• 分類號: G02B21/00;G02B21/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種鏡像顯微成像裝置及自動化顯微操作針姿態校準系統和方法。其中，鏡像顯微成像裝置包括鏡像形成器、鏡像形成器支架和運動執行機構，所述運動執行機構沿Y軸方向固定安裝于顯微鏡載物臺上，所述鏡像形成器支架沿X軸方向設置且鏡像形成器支架一端與運動執行機構連接，所述鏡像形成器安裝于鏡像形成器支架的另一端，所述鏡像形成器的平面鏡所在面與顯微鏡載物臺的水平面呈45°夾角且與冠狀面呈45°夾角。本發明可采用簡單的結構和方案校準顯微操作針功能部姿態至理想狀態，即顯微操作針的功能部與水平面之間位置關系。

技術領域

本發明涉及顯微儀器設備技術領域，更具體地說，特別涉及一種自動化顯微操作針姿態校準系統和方法。

背景技術

倒置顯微鏡是生物學實驗室重要的儀器設備，在顯微操作領域是不可或缺的工具。單精子胞漿內注射(ICSI)作為男性不育癥的治療手段，已成為優選的授精方法，在全世界得到廣泛應用。傳統ICSI方法由人工操作顯微操作裝置完成ICSI過程。Lu等人描述了一種選擇精子并且由操作人員實行對卵母細胞執行機器人化ICSI(Lu等人.IEEE TransBiomed Eng.2011 Jul；58(7):2102-8.doi:10.1109/TBME.2011.2146781.Epub 2011 Apr25.)。專利“自動化胞漿內精子注射輔助授精系統”(申請號：CN201380021578.9)描述了一種完整的ICSI自動化系統。限于ICSI技術的復雜性，機器人化ICSI和ICSI自動化系統還有許多細節問題有待解決，離臨床應用還有很長的距離。目前，傳統的ICSI方法做為一種比較可靠的方法，仍舊是臨床應用的唯一方法。

傳統ICSI方法涉及到的倒置顯微鏡與顯微注射系統、顯微操作系統共同組成執行顯微操作的裝置。倒置顯微鏡包含了光源11、載物臺12、目鏡13等基本功能部件，顯微注射系統包含了顯微操作針14、持針器15、持針器水平面角度調節器16、持針器冠狀面角度調節器17等基本功能部件，顯微操作系統包含了持針器立體位置調節器18等基本功能部件。其中，顯微操作針14具有特殊結構，包括細長狀的主體及與主體呈夾角的功能部141。傳統ICSI方法顯微操作針組裝后與相關裝置的關系如圖1所示。

為了便于說明，現在將涉及到的方向予以限定。設定顯微鏡載物臺為方形，具有左121、右122、前123、后124四邊，如圖1所示。與載物臺前123或后124平行為X軸，與載物臺左121或右122平行為Y軸，與載物臺12垂直為Z軸。XY構成水平面、XZ構成冠狀面、YZ構成矢狀面。與Y軸平行由近及遠的視角為平視視角，與Z軸平行由上往下的視角為俯視視角。

顯微操作針的安裝要求非常嚴格。理想的顯微操作針姿態具有以下兩個特征：一、在俯視視角，顯微操作針的功能部141中心剖面與冠狀面平行，如圖2所示；二、在平視視角，顯微操作針的功能部141下緣與水平面平行，如圖3所示。

俯視視角是顯微鏡的常規視角，可以直接觀察顯微操作針的功能部141中心剖面與冠狀面是否平行。由于現有光學顯微鏡技術的限制，實際上觀察不到圖3所示的平視視角的顯微圖像，從而無法判斷安裝后的顯微操作針的姿態是否處在第二個理想特征的狀態。

顯微操作針安裝效果的嚴格性是獲得理想顯微操作結局所要求的。顯微操作針功能部中心剖面與冠狀面或顯微操作針功能部下緣與水平面的夾角越大，對顯微操作對象即卵母細胞的損傷越大，同時操作越困難，導致顯微操作結局變差。為了達到理想的顯微操作管姿態，在俯視視角，操作者通過目鏡觀察，調整持針器水平面角度調節器16、持針器冠狀面角度調節器17、持針器立體位置調節器18等部件可以實現第一個特征，即圖2所示狀態。但是，因為在平視視角觀察不到顯微操作針的功能部141的顯微圖像，自然也就無法判斷顯微操作針的功能部141下緣與水平面之間的夾角大小。