研究目的
基于显微设计原理，实现一个用于生物医学成像应用的经济型全切片成像系统原型。
研究成果
该自动化全玻片显微镜原型通过整合光学与机械系统及计算机控制，成功为生物医学成像（尤其是巴氏涂片检测）提供了一种高性价比的解决方案。它支持建立用于医学诊断的数字图像数据库，在组织病理学和细胞学领域具有应用潜力。未来工作应聚焦于通过改进载物台技术和优化图像采集流程来提升成像速度与效率。
研究不足
由于图像数量庞大（例如，5x3.4平方毫米区域需1200张图像），该系统存在时间和功耗问题，且渲染图像在界面处存在不连续性。需要通过提高效率进行改进，例如采用压电驱动平台以实现更高精度，并减少对焦调整图像的数量。
1：实验设计与方法选择：
该原型机通过光学与机械部件结合自动化显微镜和全玻片成像系统，采用CAD图纸与3D打印技术构建。光学系统使用科勒照明配置搭配聚合物透镜，机械系统采用步进电机实现三维运动，由Arduino微控制器及计算机程序控制。
2：样本选择与数据来源：
以泰国国家癌症研究所提供的宫颈细胞巴氏涂片为样本（已获伦理批准）。
3：实验设备与材料清单：
白光LED光源、40倍物镜（0.65数值孔径，160毫米焦距）、搭载CMOS传感器（22.3×14.9平方毫米，1510万像素）的佳能50D相机、步进电机、滚珠丝杠、铝制导轨、Arduino微控制器、3D打印机（创想者Pro，闪铸科技）、PLA线材、胶合板、环氧树脂制成的聚合物透镜、千分尺、电池（9伏550毫安）、可调电阻（1千欧）。
4：65数值孔径，160毫米焦距）、搭载CMOS传感器（3×9平方毫米，1510万像素）的佳能50D相机、步进电机、滚珠丝杠、铝制导轨、Arduino微控制器、3D打印机（创想者Pro，闪铸科技）、PLA线材、胶合板、环氧树脂制成的聚合物透镜、千分尺、电池（9伏550毫安）、可调电阻（1千欧）。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：通过步进电机驱动载玻片沿X-Y-Z轴移动，以0.5毫米步进间距和0.05毫米重叠率扫描5×3.4平方毫米区域。每个位置采集12张不同Z轴高度（13.9微米步进）的图像，利用图像处理（快速傅里叶变换与直方图分析）确定最佳焦平面，最终合成全玻片图像。
5：5毫米步进间距和05毫米重叠率扫描5×4平方毫米区域。每个位置采集12张不同Z轴高度（9微米步进）的图像，利用图像处理（快速傅里叶变换与直方图分析）确定最佳焦平面，最终合成全玻片图像。 数据分析方法：
5. 数据分析方法：采用快速傅里叶变换将图像转换至频域，通过灰度直方图对比度宽度分析选择最佳聚焦图像，多图层叠加完成图像拼接。
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digital camera
Canon 50D
Canon
Detects and records images using its CMOS sensor.
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objective lens
40x magnification, 0.65 NA, 160 mm focal length
Magnifies the image of the specimen for imaging.
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3D printer
Creator Pro
Flashforge
Used to print the prototype structure of the microscope.
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stepper motor
Drives the movement of the slide stage in X, Y, and Z axes.
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microcontroller
Arduino
Arduino
Controls the stepper motors and other devices in the system.
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LED
white LED, 3 mm diameter
Serves as the light source for illumination.
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lens
polymer lenses (plano-convex)
Used in the condenser system to collimate and condense light.
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ball screw
Part of the mechanical system for precise movement.
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micrometer
Used for fine adjustment of the Z-axis movement.
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