[发明专利]显微镜系统及其控制方法

说明书

一种显微镜系统，包括：观察光学系统，其包括物镜；摄像单元，用于拍摄所述观察光学系统所获得的观察对象的图像；以及台，其能够沿X轴方向、Y轴方向和Z轴方向移动，其中在所述台上放置所述观察对象的载玻片。所述显微镜系统获得由X轴方向、Y轴方向和Z轴方向所限定的位置信息，并且将所获得的位置信息和通过所述摄像单元拍摄所述观察对象而获得的所述观察对象的图像彼此相关联地存储在存储器中。

技术领域

本发明涉及显微镜系统及其控制方法。

背景技术

近来，癌症的发病率呈大幅上升趋势。为了治疗癌症，用于诊断癌症的性质的病理诊断很重要，并且根据诊断内容来确定治疗方针。至于癌症的生长机制，据了解，癌症是由基因引起的。基因中出现的异变(tumultus)表现为异型细胞内形态、异型细胞形态或异型组织形态等。通过显微镜观察这些异型形状并且确定由癌症引起的异型(组织型)，这是病理诊断中的形态诊断。

另一方面，最近的医学进展表明，在癌细胞中经常观察到由致癌基因编码的特定蛋白质的过表达。可以通过检测过量蛋白质来指定癌症的特征。例如，通过使用显微镜对目标蛋白质进行特异性染色并且以细胞为单位观察组织的染色程度，来检测蛋白质。该方法确定癌症的机能特征，并且被称为病理诊断中的机能诊断。

在上述的形态诊断和机能诊断这两者中，使用显微镜来详细地观察组织切片的微观层级的微细构造(以下称为微观察或微诊断)很重要。光学显微镜是对于病理学家而言特别重要的工具。在使用显微镜用肉眼进行微诊断时，经常需要记录重要的所见图像作为证据。因而，将数字照相机安装在光学显微镜上并且用于记录所见图像。还可使用包含数字照相机(图像传感器)的数字扫描器或数字显微镜。除显微镜外，在对于病理学家而言重要的工具中，还包括了提供摄像功能的数字照相机。例如，包含数字照相机(图像传感器)的数字显微镜(日本专利4600395)可以在诊断过程中根据需要容易地拍摄证据图像。因而，数字显微镜非常方便，并且期望不仅用于癌症而且还广泛用在病理诊断中。

通常，在病理学家所进行的病理诊断中，根据以下要说明的过程来进行组织切片的形态诊断。在形态诊断中首先进行的筛选中，利用显微镜以低倍率观察放置有经过了一般染色(HE染色)的组织切片的载片(以下称为载玻片)(低倍率观察)，由此指定被称为关注区域(ROI)的病变部。以高倍率观察所指定的ROI(高倍率观察)，由此进行详细诊断。

在波长例如为550nm时，在低倍率观察中使用的4倍物镜和10倍物镜的焦深分别约为21μm和3.5μm。这些焦深与观察对象的组织切片的厚度(3～5μm)相比大得多或者几乎相等。由于该原因，病理学家可以仅通过移动显微镜的XY台(载玻片)来进行筛选。另一方面，在高倍率观察中，使用20倍物镜、40倍物镜或100倍物镜。在这种情况下，在波长例如为550nm时，焦深在20倍物镜中约为1μm，在40倍物镜中约为0.6μm，并且在100倍物镜中约为0.3μm。在高倍率观察中，焦深与观察对象的组织切片的厚度(3～6μm)相比小得多。因而，在筛选之后的诊断的高倍率观察中，需要使观察对象的组织切片在Z方向上移动。病理学家在移动Z台以及XY台的同时，观察组织切片。

高倍率观察中的Z台的移动不仅对于上述的组织切片的厚度方向上的详细观察而言是必需的，而且从以下要说明的观点而言也是必需的。即，显微镜的XY台的观察面相对于光轴的垂直度由显微镜的机械精度来确定。通常，在载玻片可动范围(例如，76mm)中，在最坏的情况下可以存在约50μm的倾斜。即使在组织切片大小的范围(例如，27mm)中，在最坏的情况下也可以存在约20μm的倾斜。注意，在本说明书中，“倾斜”表示表面的适度波动或适度斜度(平面度或平行度不为0)。放置有组织切片的载片例如在最坏的情况下也具有约20μm的倾斜。由于该原因，在XY台移动时，组织切片的Z位置根据XY台或载玻片的倾斜量而移动，并且组织切片从焦点位置偏移。因而，Z台的操作很重要。病理学家在移动观察视野的同时、即在移动显微镜的XY台和Z台(载玻片)的同时，反复地进行使用低倍率和高倍率的观察。