ES2278483A1 - Morphometry system for semi-automatic acquisition of three-dimensional coordinates, has semi-rigid sensor and optoelectronic sensor - Google Patents
Morphometry system for semi-automatic acquisition of three-dimensional coordinates, has semi-rigid sensor and optoelectronic sensor Download PDFInfo
- Publication number
- ES2278483A1 ES2278483A1 ES200402868A ES200402868A ES2278483A1 ES 2278483 A1 ES2278483 A1 ES 2278483A1 ES 200402868 A ES200402868 A ES 200402868A ES 200402868 A ES200402868 A ES 200402868A ES 2278483 A1 ES2278483 A1 ES 2278483A1
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- semi
- dimensional coordinates
- automatic acquisition
- opto
- sensors
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 title claims abstract description 21
- 238000013425 morphometry Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 9
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 3
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 3
- 210000003484 anatomy Anatomy 0.000 claims description 2
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 claims 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 claims 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 abstract 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 6
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 102100023882 Endoribonuclease ZC3H12A Human genes 0.000 description 3
- 101710112715 Endoribonuclease ZC3H12A Proteins 0.000 description 3
- 101000894525 Homo sapiens Transforming growth factor-beta-induced protein ig-h3 Proteins 0.000 description 3
- 102100021398 Transforming growth factor-beta-induced protein ig-h3 Human genes 0.000 description 3
- 208000028485 lattice corneal dystrophy type I Diseases 0.000 description 3
- QGVYYLZOAMMKAH-UHFFFAOYSA-N pegnivacogin Chemical compound COCCOC(=O)NCCCCC(NC(=O)OCCOC)C(=O)NCCCCCCOP(=O)(O)O QGVYYLZOAMMKAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 210000001787 dendrite Anatomy 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 210000002569 neuron Anatomy 0.000 description 2
- 238000000399 optical microscopy Methods 0.000 description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 210000003710 cerebral cortex Anatomy 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000010191 image analysis Methods 0.000 description 1
- 238000012905 input function Methods 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 1
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 1
- 230000001537 neural effect Effects 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/004—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring coordinates of points
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/004—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring coordinates of points
- G01B7/008—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring coordinates of points using coordinate measuring machines
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B21/00—Microscopes
- G02B21/0004—Microscopes specially adapted for specific applications
- G02B21/002—Scanning microscopes
- G02B21/0024—Confocal scanning microscopes (CSOMs) or confocal "macroscopes"; Accessories which are not restricted to use with CSOMs, e.g. sample holders
- G02B21/0052—Optical details of the image generation
- G02B21/0072—Optical details of the image generation details concerning resolution or correction, including general design of CSOM objectives
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Microscoopes, Condenser (AREA)
Abstract
Description
Sistema de morfometría para la adquisición semi-automática de coordenadas tridimensionales.Acquisition morphometry system semi-automatic three-dimensional coordinates.
Sistema de morfometría para la adquisición semiautomática de coordenadas tridimensionales.Acquisition morphometry system semi-automatic three-dimensional coordinates.
Se trata de un sistema para la selección semiautomática de las coordenadas tridimensionales de estructuras microscópicas en microscopia óptica.It is a system for selection semi-automatic structure three-dimensional coordinates microscopic in optical microscopy.
El objeto de la invención es la extracción de modelos simplificados de estructuras microscópicas para su análisis de forma sencilla y económica. El sistema puede acoplarse a diferentes microscopios y su uso es muy intuitivo para el usuario.The object of the invention is the extraction of Simplified models of microscopic structures for analysis in a simple and economical way. The system can be coupled to different microscopes and their use is very intuitive for the Username.
La invención resulta de aplicación en el ámbito de la Anatomía y la Histología.The invention is applicable in the field of Anatomy and Histology.
En la mayoría de los análisis cuantitativos de imágenes reales en microscopía óptica es fundamental simplificar la información contenida en las mismas. Uno de los métodos más utilizados es la obtención de las coordenadas cartesianas de los puntos significativos de la imagen. Estas coordenadas se adquieren usualmente de forma manual, aunque también existen sistemas de adquisición automática y semi-automática. A partir de estas coordenadas, se puede obtener información no sólo de la distribución espacial de la muestra de interés, sino también de otros parámetros espaciales como la distancia entre los puntos, las áreas delimitadas por polilíneas, los centros de gravedad, etc.In most quantitative analyzes of Real images in optical microscopy is essential to simplify the information contained therein. One of the most methods used is to obtain the Cartesian coordinates of the significant points of the image. These coordinates are acquired usually manually, although there are also systems of automatic and semi-automatic acquisition. Starting of these coordinates, information can be obtained not only from the spatial distribution of the sample of interest, but also of other spatial parameters such as distance between points, areas delimited by polylines, centers of gravity, etc.
En Neuroanatomía, el pionero en este tipo de análisis fue Bok (Bok, S.T., 1936, The branching of dendrites in the cerebral cortex. Proc. Kon. Ned. Akad. Wetenschap 39:1209-218), que registraba manualmente las coordenadas (x,y). Glaser y Van der Loos (Glaser, E.M., Van der Loos, H.A., 1965, A semi-automatic computer microscope for the analysis of neuronal morphology. I.E.E.E. Trans. Biomed. Eng. 12:22-31) fueron los pioneros en obtener las coordenadas de forma automática, directamente de preparaciones microscópicas, adaptando al microscopio transductores que medían el desplazamiento lineal de la pletina en los tres ejes del espacio. Garvey y colaboradores (Garvey, L.S., Young, J., Simon, W., Coleman, P.D., 1973, Automated three-dimensional dendrite tracking system. Electroencephal. Clin. Neurophysiol. 35:199-204) y Wann y colaboradores (Wann, D.F., Woolsey, T.A., Dierker, M.L., Cowan, W.M., 1973, An on-line computer system for the semi-automatic analysis of Golgi-impregnated neurons. I.E.E.E. Trans. Biomed. Eng. 20:233-247) acoplaron motores paso a paso controlados directamente por un ordenador, lo cual supuso un avance importante en la automatización ya que el movimiento de la pletina del microscopio podía ser controlado desde el propio ordenador. Posteriormente, Overdijk y colaboradores (Overdijk, J., Uylings, H.B.M., Kuypers, K., Kamstra, A.M., 1978, An economical, semi-automatic system for measuring cellular tree structures in three dimensions, with special emphasis on Golgi-impregnated neurons. J. Microsc. 114:271-284) interpusieron un controlador entre el ordenador y los motores, de forma que el ordenador ya no necesitaba dedicación exclusiva para desplazar la pletina. Desde entonces, la tendencia en los laboratorios ha sido utilizar pletinas motorizadas. No obstante, dado el coste de las pletinas motorizadas, el sistema semi-automático sigue siendo el más extendido. En este tipo de sistema, el desplazamiento de la pletina y el enfoque de la preparación se realiza manualmente y las coordenadas (x,y) se leen directamente sobre la imagen volcada en la pantalla del ordenador con ayuda de un ratón y la coordenada Z mediante un transductor conectado al tornillo micrométrico del microscopio.In Neuroanatomy, the pioneer in this type of analysis was Bok (Bok, ST, 1936, The branching of dendrites in the cerebral cortex. Proc. Kon. Ned. Akad. Wetenschap 39: 1209-218), who manually recorded the coordinates ( x, y). Glaser and Van der Loos (Glaser, EM, Van der Loos, HA, 1965, A semi-automatic computer microscope for the analysis of neuronal morphology. IEEE Trans. Biomed. Eng . 12: 22-31) were the pioneers in obtaining the coordinates automatically, directly from microscopic preparations, adapting to the microscope transducers that measured the linear displacement of the plate in the three axes of space. Garvey et al. (Garvey, LS, Young, J., Simon, W., Coleman, PD, 1973, Automated three-dimensional dendrite tracking system. Electroencephal. Clin. Neurophysiol . 35: 199-204) and Wann et al. (Wann , DF, Woolsey, TA, Dierker, ML, Cowan, WM, 1973, An on-line computer system for the semi-automatic analysis of Golgi-impregnated neurons. IEEE Trans. Biomed. Eng . 20: 233-247) coupled engines step by step controlled directly by a computer, which meant an important advance in automation since the movement of the microscope plate could be controlled from the computer itself. Subsequently, Overdijk et al. (Overdijk, J., Uylings, HBM, Kuypers, K., Kamstra, AM, 1978, An economical, semi-automatic system for measuring cellular tree structures in three dimensions, with special emphasis on Golgi-impregnated neurons J. Microsc . 114: 271-284) interposed a controller between the computer and the motors, so that the computer no longer needed exclusive dedication to move the plate. Since then, the trend in laboratories has been to use motorized plates. However, given the cost of motorized plates, the semi-automatic system remains the most widespread. In this type of system, the displacement of the plate and the focus of the preparation is done manually and the coordinates (x, y) are read directly on the image turned on the computer screen with the help of a mouse and the Z coordinate using a transducer connected to the micrometer screw of the microscope.
El sistema semiautomático de morfometría permite la adquisición de modelos de estructuras microscópicas tridimensionales. Este sistema se utiliza en la industria biotecnológica en aquellas situaciones en las que no es posible la utilización de un sistema automático de análisis de imagen. Esta invención es la reducción de un sistema semiautomático de morfometría, eliminando la conexión continua con el ordenador, trabajando sobre el microscopio y registrando los movimientos en las tres direcciones del espacio con tres sensores cuyas coordenadas se almacenan en una memoria intermedia. La ventaja de esta forma de trabajo es que el sistema usa la imagen del propio microscopio, eliminando los problemas de resolución espacial que imponen las cámaras y las tarjetas gráficas al trabajar sobre el ordenador cuando la imagen del microscopio se transfiere a la pantalla. La invención está ideada para que pueda utilizarse sobre distintos microscopios y la información de cada sesión de trabajo se almacena en la memoria intermedia de la consola de control que transfiere los datos al ordenador por el puerto serie de comunicaciones. La desconexión temporal de la consola de control del fluido eléctrico no produce pérdidas de datos. Opcionalmente es posible trabajar con un ordenador conectado y, en este caso, la transferencia de los datos se realiza a la vez que se trabaja con el microscopio.The semi-automatic morphometry system allows the acquisition of models of microscopic structures three-dimensional This system is used in the industry biotechnology in situations where it is not possible to use of an automatic image analysis system. This invention is the reduction of a semi-automatic system of morphometry, eliminating the continuous connection with the computer, working on the microscope and recording the movements in the three directions of space with three sensors whose coordinates are stored in a buffer. The advantage of this way of working is that the system uses its own image microscope, eliminating spatial resolution problems that they impose cameras and graphics cards when working on the computer when the microscope image is transferred to the screen. The invention is designed so that it can be used on different microscopes and the information of each work session it is stored in the buffer of the control console that transfer the data to the computer through the serial port of communications Temporary disconnection of the control console of the electric fluid does not cause data loss. Optionally it is possible to work with a connected computer and, in this case, the Data transfer is done while working with the microscope
El sistema puede funcionar con uno, dos, o los tres sensores a la vez. Los sensores semi-rígidos para el desplazamiento lineal en X e Y se adhieren en uno de sus extremos a la base fija de la pletina del microscopio, mientras que el otro extremo de cada sensor se adhiere al soporte móvil. Con esta disposición, cualquier desplazamiento de la pletina producirá una elongación equivalente al desplazamiento en los sensores. Para la rotación producida por el tornillo del enfoque del microscopio se utiliza habitualmente un motor paso a paso, aunque también es posible usar un eje con conexión flexible para un contador opto-electrónico rotacional.The system can work with one, two, or Three sensors at once. Semi-rigid sensors for linear displacement in X and Y adhere in one of their ends to the fixed base of the microscope plate while The other end of each sensor adheres to the mobile support. With this arrangement, any displacement of the plate will produce an elongation equivalent to the displacement in the sensors. For the rotation produced by the microscope focus screw a stepper motor is usually used, although it is also possible to use a shaft with flexible connection for a counter Opto-electronic rotational.
La Figura 1 muestra la disposición general con todos los elementos para la adquisición semiautomática de coordenadas tridimensionales con la invención.Figure 1 shows the general layout with all the elements for the semi-automatic acquisition of three-dimensional coordinates with the invention.
La Figura 2 muestra el detalle de la ubicación de los sensores semi-rígidos que detectan los desplazamientos lineales X e Y de la pletina y del casquillo acoplado al tornillo micrométrico del enfoque del microscopio.Figure 2 shows the location detail of the semi-rigid sensors that detect the linear displacements X and Y of the plate and bushing coupled to the micrometric screw of the microscope focus.
La Figura 3 muestra el aspecto externo de la consola de control.Figure 3 shows the external appearance of the control console
La Figura 4A muestra una proyección en perspectiva del sensor opto-electrónico (Figura 1, elemento 13) utilizado para la detección del desplazamiento producido en el enfoque del microscopio. La Figura 4B muestra la vista lateral (panel derecho) y la vista frontal (panel izquierdo) del sensor opto-electrónico.Figure 4A shows a projection in opto-electronic sensor perspective (Figure 1, item 13) used for offset detection produced in the microscope approach. Figure 4B shows the side view (right panel) and front view (left panel) of the opto-electronic sensor.
La Figura 5A muestra una proyección en perspectiva de la disposición interna de los sensores semi-rígidos (Figura 2, elementos 11 y 12). La Figura 5B detalla la vista frontal (panel izquierdo) y la vista lateral (panel derecho) de los sensores semi-rígidos.Figure 5A shows a projection in perspective of the internal arrangement of the sensors semi-rigid (Figure 2, elements 11 and 12). The Figure 5B details the front view (left panel) and the view side (right panel) of the sensors semi-rigid
Las Figuras 6A, B, C, D y E muestran el esquema general del circuito electrónico de la consola de control (Figura 1, elemento 2).Figures 6A, B, C, D and E show the scheme General electronic circuit of the control console (Figure 1, item 2).
La figura 7 muestra el esquema de conexionado del microprocesador (U1, Figura 6A).Figure 7 shows the connection scheme of the microprocessor (U1, Figure 6A).
La figura 8 muestra el esquema de conexionado de la memoria de la consola de control (Figura 1, elemento 2).Figure 8 shows the connection scheme of the control console memory (Figure 1, item 2).
La figura 9 muestra el esquema de conexionado de la pantalla (Figura 3, elemento 21; LCD1, Figura 6A) de la consola de control (Figura 1, elemento 2).Figure 9 shows the connection scheme of the screen (Figure 3, item 21; LCD1, Figure 6A) of the console control (Figure 1, item 2).
La figura 10 detalla la conexión del componente encargado de la transmisión de los datos vía RS232 al ordenador (U3, Figura 6E).Figure 10 details the component connection responsible for the transmission of data via RS232 to the computer (U3, Figure 6E).
En la Figura 1 se muestra la disposición de
trabajo la invención. Adheridos al microscopio (Figura 1, elemento
1) se encuentran los dos sensores semi-rígidos
(Figura 1, elementos 11 y 12) que detectan los desplazamientos
laterales en los ejes X (Figura 1, elemento 11) e Y (Figura 1,
elemento 12) de la pletina (Figura 1, elemento 15) del microscopio.
La detección del desplazamiento en Z se realiza mediante el sensor
opto-electrónico (Figura 1, elemento 13) que se
encuentra engarzado al tornillo micrométrico del enfoque con un
casquillo (Figura 1, elemento 14). La información del
desplazamiento lineal de la pletina y la información rotacional del
enfoque se transmiten a la consola de control (Figura 1, elemento 2)
donde se procesa y almacena temporalmente de acuerdo a la selección
del tipo y atributos gráficos preestablecida por el usuario. Las
coordenadas se almacenan en la memoria de la consola de control
(Figura 1, elemento 2) al pulsar la tecla Pedal (Figura 3,
elemento 29) o bien al accionar el pedal (Figura 1, elemento 3), que
facilita el trabajo sobre el microscopio al dejar libres las manos.
La consola de control (Figura 1, elemento 2) puede estar
opcionalmente conectada a un ordenador (Figura 1, elemento 4) para
transferir los datos sin almacenamiento temporal. En la Figura 3 se
muestra el detalle del aspecto externo de la consola de control,
que está formada por una caja de plástico y aluminio con un teclado
reducido y una pantalla de cristal de cuarzo líquido de 32
caracteres (Figura 3, elemento 21). En la esquina superior
izquierda existen dos leds, uno rojo con la leyenda
Alimentación (Figura 3, elemento 22) que indica cuando el
dispositivo está conectado al fluido eléctrico, y otro verde con la
leyenda Datos (Figura 3, elemento 23) que indica cuando se
transfirieren datos desde o hacia el ordenador. Debajo de la
pantalla, se encuentra el teclado formado por cinco teclas para
seleccionar los modos de trabajo: la primera, Menú (Figura
3, elemento 24) selecciona el menú de operaciones, la segunda
(Figura 3, elemento 25) y la tercera (Figura 3, elemento 26), con
símbolos de flechas hacia arriba y hacia abajo respectivamente, son
cursores para desplazamiento por las opciones que se presentan en la
pantalla. La cuarta tecla, Cancelar (Figura 3, elemento 27)
se usa para anular un valor introducido, o salir de una opción de
menú. Y la quinta tecla, Aceptar (Figura 3, elemento 28) se
usa para confirmar la información que aparece en la pantalla.
Finalmente, el botón Pedal (Figura 3, elemento 29) replica la
función de introducción de la coordenada
actual que realiza
el pedal (Figura 1, elemento 3).The working arrangement of the invention is shown in Figure 1. Attached to the microscope (Figure 1, element 1) are the two semi-rigid sensors (Figure 1, elements 11 and 12) that detect lateral displacements in the X-axis (Figure 1, element 11) and Y (Figure 1, element 12) of the plate (Figure 1, element 15) of the microscope. The Z-offset detection is performed by the opto-electronic sensor (Figure 1, item 13) that is attached to the micrometric approach screw with a socket (Figure 1, item 14). The information of the linear displacement of the plate and the rotational information of the focus are transmitted to the control console (Figure 1, element 2) where it is processed and stored temporarily according to the selection of the type and graphic attributes preset by the user. The coordinates are stored in the control console memory (Figure 1, item 2) when the Pedal key is pressed (Figure 3, item 29) or when the pedal is operated (Figure 1, item 3), which facilitates the work on the microscope when freeing your hands. The control console (Figure 1, item 2) can optionally be connected to a computer (Figure 1, item 4) to transfer data without temporary storage. Figure 3 shows the detail of the external aspect of the control console, which is formed by a plastic and aluminum case with a reduced keypad and a liquid crystal display of 32 characters (Figure 3, item 21). In the upper left corner there are two LEDs, one red with the legend Power (Figure 3, item 22) that indicates when the device is connected to the electric fluid, and another green with the legend Data (Figure 3, item 23) that indicates when data is transferred from or to the computer. Below the screen, there is the keyboard formed by five keys to select the work modes: the first, Menu (Figure 3, item 24) selects the operation menu, the second (Figure 3, item 25) and the third ( Figure 3, item 26), with up and down arrow symbols respectively, are cursors for scrolling through the options presented on the screen. The fourth key, Cancel (Figure 3, item 27) is used to override an entered value, or exit a menu option. And the fifth key, Accept (Figure 3, item 28) is used to confirm the information that appears on the screen. Finally, the Pedal button (Figure 3, item 29) replicates the coordinate input function
current that the pedal performs (Figure 1, item 3).
La Figura 4A muestra una proyección en perspectiva del sensor opto-electrónico (Figura 1, elemento 13) utilizado para la detección del desplazamiento producido en el enfoque del microscopio. En la Figura 4B se tiene la vista lateral (panel derecho) y la vista frontal (panel izquierdo) del sensor opto-electrónico (Figura 1, elemento 13). El tornillo micrométrico del enfoque del microscopio se acopla mediante un casquillo (Figura 1, elemento 14) que está soldado a un eje (Figura 4, elemento 131) con conexión flexible, permitiendo absorber la diferencia de altura entre el tornillo micrométrico del enfoque del microscopio y el contador opto-electrónico. La rotación efectuada en el enfoque del microscopio se traslada a un disco ranurado (Figura 4, elemento 133) que transforma el giro en pulsos luz-oscuridad que son detectados por el fotosensor (Figura 4, elemento 132) y enviados al contador opto-electrónico (Figura 4, elemento 134) que cuantifica el número de pasos y la dirección del giro.Figure 4A shows a projection in opto-electronic sensor perspective (Figure 1, item 13) used for offset detection produced in the microscope approach. In Figure 4B you have the side view (right panel) and front view (left panel) of the opto-electronic sensor (Figure 1, element 13). The micrometric screw of the microscope approach is coupled by means of a bushing (Figure 1, item 14) that is welded to a shaft (Figure 4, element 131) with flexible connection, allowing absorb the height difference between the micrometric screw of the microscope and counter focus opto-electronic The rotation made in the Microscope approach is transferred to a grooved disk (Figure 4, element 133) that transforms the turn into pulses light-darkness that are detected by the photosensor (Figure 4, item 132) and sent to the counter opto-electronic (Figure 4, element 134) that Quantify the number of steps and the direction of the turn.
La Figura 5A muestra una proyección en perspectiva de la disposición interna de los sensores semi-rígidos (Figuras 1 y 2, elementos 11 y 12). Los cilindros interno (Figura 5, elemento 113) y externo (Figura 5, elemento 114) se representan en esta figura en un modelo de alambre para facilitar la visualización. La posición cero del sensor se especifica a través del programa de gestión del sistema (usualmente, en la parte media) de forma que la máxima distancia recorrida en los desplazamientos en uno y otro sentido sean iguales. Las distancia extremas se producen cuando el cilindro interior (Figura 5, elemento 113) está completamente dentro del cilindro exterior (Figura 5, elemento 114) y cuando el cilindro interior (Figura 5, elemento 113) es completamente visible por encontrarse totalmente fuera del cilindro externo (Figura 5, elemento 114). Ambos cilindros (Figura 5, elementos 113 y 114) están ensamblados a dos estructuras de sujeción (Figura 5, elemento 111) que serán los puntos de unión a la pletina y al microscopio. Esta sujeción se realiza con ayuda de cinta velero adhesiva sobre la cara inferior de las estructuras de sujeción (Figura 5, elemento 111). Los desplazamientos de la pletina del microscopio se convierten en desplazamientos equivalentes del cursor de posición (Figura 5, elemento 112) del potenciómetro (Figura 5B, elemento 115), y por lo tanto, en variaciones de la señal transmitida por el potenciómetro (Figura 5B, elemento 115). En la Figura 5B se detalla la vista frontal (panel izquierdo) y la vista lateral (panel derecho) del sensor de desplazamiento lineal, así como la ubicación del potenciómetro (Figura 5B, elemento 115) y de su cursor de posición (Figura 5B, elemento 112).Figure 5A shows a projection in perspective of the internal arrangement of the sensors semi-rigid (Figures 1 and 2, elements 11 and 12). The internal (Figure 5, element 113) and external cylinders (Figure 5, element 114) are represented in this figure in a wire model for easy viewing. The zero position of the sensor is specifies through the system management program (usually, in the middle part) so that the maximum distance traveled in the displacements in both directions are the same. Extreme distances occur when the inner cylinder (Figure 5, item 113) is completely inside the cylinder outside (Figure 5, item 114) and when the inner cylinder (Figure 5, element 113) is completely visible because it is totally out of the outer cylinder (Figure 5, item 114). Both cylinders (Figure 5, elements 113 and 114) are assembled to two clamping structures (Figure 5, item 111) that will be the points of attachment to the plate and the microscope. This clamp is performs with the help of adhesive sailboat tape on the underside of the clamping structures (Figure 5, element 111). The microscope plate shifts become equivalent displacements of the position cursor (Figure 5, element 112) of the potentiometer (Figure 5B, element 115), and so therefore, in variations of the signal transmitted by the potentiometer (Figure 5B, element 115). The view is detailed in Figure 5B front (left panel) and side view (right panel) of the linear displacement sensor, as well as the location of the potentiometer (Figure 5B, item 115) and its position cursor (Figure 5B, element 112).
El circuito electrónico que gobierna el funcionamiento de la invención, se encuentra alojado dentro de la consola de control y ha sido montado sobre una placa de circuito impreso de doble cara de 160 x 100 mm taladrado con brocas de 0,8 mm, 1 mm y 1,2 mm de diámetro. Los zócalos para la fijación de los circuitos integrados y la soldadura de los componentes sobre el circuito impreso se ha realizado con estaño.The electronic circuit that governs the operation of the invention, is housed within the control console and has been mounted on a circuit board 160 x 100 mm double-sided print drilled with 0.8 bits mm, 1 mm and 1.2 mm in diameter. Sockets for fixing the integrated circuits and the welding of the components on the Printed circuit has been made with tin.
El principal componente del circuito electrónico es el microcontrolador de la marca Microchip, modelo PIC16F876 (U1, Figura 6A y Figura 7). Este dispositivo dispone de 8 Kbytes de memoria de programa y 256 Bytes de memoria RAM (Random Access Memory) para las variables del programa de gestión de la invención. Las 16 líneas de entrada-salida digitales del microcontrolador U1 son programables en dos puertos de 8 bits (RB0 a RB7 y RC0 a RC7, Figura 7). Las 16 entradas digitales se emplean para el tratamiento de las señales del teclado (SW1 a SW8, Figura 6D). De estas 8 entradas se utilizan en esta invención desde SW1 hasta SW5, quedando SW6, SW7 y SW8 para posibles ampliaciones. En la Figura 6D se detalla el esquema de conexionado de estas entradas. A la entrada digital RC0-2 (Figura 7) se conecta el diodo de transferencia de información (Figura 3, elemento 23; D5, Figura 9). El diodo de alimentación (Figura 3, elemento 22; D4 Figura 9) se conecta a la salida de la fuente de alimentación (REG1, patilla 3, Figura 6C). Finalmente, el sensor opto-electrónico (Figuras 1 y 2, elemento 13) se conecta a las salidas multiplexadas RB0-0 y RB0-7 (Figura 6D). Las entradas analógicas del microcontrolador (RA0-0 a RA0-5, Figura 7) se habilitan para el convertidor analógico-digital interno de 10 bits que permite leer directamente el valor absoluto de la posición de los sensores semi-rígidos (Figuras 1 y 2, elementos 11 y 12). El sensor semi-rígido para el desplazamiento lineal en X (Figura 2, elemento 11) se conecta a RA0-0 y el sensor semi-rígido para el desplazamiento lineal en Y (Figura 2, elemento 12) se conecta a RA0-1. Además, las entradas analógicas (RA0-0 a RA0-5, Figura 7) están multiplexadas como salidas digitales para gestionar la pantalla de cuarzo líquido (LCD1, Figura 6C). El tiempo de conversión analógico-digital mínimo es de 20 \muS. La alimentación del microcontrolador (REG1, Figura 6C) es de 5,25 v máximo y 3,3 v mínimo.The main component of the electronic circuit is the microcontroller of the Microchip brand, model PIC16F876 (U1, Figure 6A and Figure 7). This device has 8 Kbytes of program memory and 256 bytes of RAM (Random Access Memory) for the variables of the management program of the invention. The 16 digital input-output lines of the U1 microcontroller are programmable in two 8-bit ports (RB0 to RB7 and RC0 to RC7, Figure 7). The 16 digital inputs are used for the treatment of keyboard signals (SW1 to SW8, Figure 6D). Of these 8 inputs are used in this invention since SW1 to SW5, leaving SW6, SW7 and SW8 for possible extensions. In the Figure 6D details the connection scheme of these inputs. TO digital input RC0-2 (Figure 7) connects the information transfer diode (Figure 3, item 23; D5, Figure 9). The power diode (Figure 3, item 22; D4 Figure 9) is connected to the power supply output (REG1, pin 3, Figure 6C). Finally the sensor opto-electronic (Figures 1 and 2, item 13) are connect to multiplexed outputs RB0-0 and RB0-7 (Figure 6D). The analog inputs of the microcontroller (RA0-0 to RA0-5, Figure 7) are enabled for the converter 10-bit internal analog-digital that allows directly read the absolute value of the position of the sensors semi-rigid (Figures 1 and 2, elements 11 and 12). He semi-rigid sensor for linear displacement in X (Figure 2, item 11) is connected to RA0-0 and the semi-rigid sensor for linear displacement in Y (Figure 2, item 12) is connected to RA0-1. In addition, the analog inputs (RA0-0 to RA0-5, Figure 7) are multiplexed as outputs digital to manage the liquid quartz screen (LCD1, Figure 6C). Conversion time Minimum analog-digital is 20 µS. The Microcontroller power (REG1, Figure 6C) is 5.25v maximum and 3.3 v minimum.
En la memoria de programa del microcontrolador se encuentra el código que gestiona las entradas y las salidas y el funcionamiento del dispositivo. El dispositivo dispone de 256 Bytes de memoria permanente donde se mantienen los valores leídos de cada sensor, el modo de trabajo actual y las opciones de configuración definidas por el usuario.In the microcontroller program memory is the code that manages the inputs and outputs and the device operation. The device has 256 bytes permanent memory where the read values of each sensor, current working mode and configuration options user defined.
Los datos seleccionados durante una sesión de trabajo cuando se analiza una muestra son almacenados en una memoria (U4, U5, U6, U7, Figura 8) tipo flash modelo 24LC256 de la marca Microchip de 32 Kb, ampliable otros 128 Kb.The selected data during a session of work when a sample is analyzed they are stored in a memory (U4, U5, U6, U7, Figure 8) type 24LC256 flash type of the 32 Kb Microchip brand, expandable another 128 Kb.
En una pantalla de cristal de cuarzo líquido (LCD1, Figuras 6A y 9) de 32 caracteres (Figura 3, elemento 21) se visualiza la información del sistema. Esta pantalla está iluminada por detrás, de forma que la información es visible en cualquier condición de iluminación. En esta pantalla se presenta la información relativa al funcionamiento y la selección de la coordenada tridimensional que es detectada por la posición de los sensores.On a liquid quartz crystal display (LCD1, Figures 6A and 9) of 32 characters (Figure 3, item 21) are View system information. This screen is lit from behind, so that the information is visible in any lighting condition This screen shows the information concerning the operation and selection of the three-dimensional coordinate that is detected by the position of the sensors
La comunicación con el ordenador se realiza mediante el dispositivo MAX 232 (U3, Figuras 6E y 10) que es un chip de la marca MAXIM, que convierte señales TTL de 5 v a niveles de +12 v y -12 v según las características del estándar RS-232, para su comunicación con el ordenador. Este dispositivo establece la comunicación bi-direccional entre la consola de control (Figura 1, elemento 2) y el ordenador, a través del conector DB9 (P1, Figura 6E) para la transferencia de los datos de una sesión.Communication with the computer is done using the MAX 232 device (U3, Figures 6E and 10) which is a MAXIM brand chip, which converts 5v TTL signals to levels +12v and -12v according to standard features RS-232, for communication with the computer. This device establishes communication bi-directional between the control console (Figure 1, item 2) and the computer, through the DB9 connector (P1, Figure 6E) for transferring data from a session.
El teclado de la consola está formado por cinco teclas (SW1 a SW5, Figura 6D) que se emplean para la selección de las funciones del menú. El método de lectura de las teclas pulsadas se realiza por medio de un barrido que el sistema realiza de chequeo secuencial de filas y posterior lectura de columnas, de forma que al pulsar una tecla, el microcontrolador (U1, Figuras 6A y 7) detecta el evento y actúa sobre el programa interno para realizar la operación deseada.The console keyboard consists of five keys (SW1 to SW5, Figure 6D) that are used for the selection of The menu functions. The method of reading the pressed keys it is done by means of a sweep that the system performs sequential row check and subsequent column reading of so that when a key is pressed, the microcontroller (U1, Figures 6A and 7) detects the event and acts on the internal program to Perform the desired operation.
El circuito de regulación de tensión que emplea el dispositivo 7805 (REG1, Figura 6C) proporciona 5 v estabilizados a partir de una fuente de alimentación variable entre 7 v y 14 v de tensión continua y es el que establece la tensión de alimentación para la consola de control (Figuras 1 y 2, elemento 2) y los tres sensores (Figuras 1 y 2, elementos 11, 12, 13). La implementación del circuito electrónico de la consola de control (Figura 1, elemento 2) se realiza sobre una placa de circuito impreso de fibra de vidrio de 1,2 mm de espesor y dimensión de 100 x 160 mm.The voltage regulation circuit used device 7805 (REG1, Figure 6C) provides 5 v stabilized from a variable power supply between 7v and 14v of continuous voltage and it is the one that sets the supply voltage for the control console (Figures 1 and 2, item 2) and the three sensors (Figures 1 and 2, elements 11, 12, 13). The implementation of the electronic circuit of the control console (Figure 1, item 2) is performed on a fiber printed circuit board 1.2 mm thick glass and 100 x 160 mm dimension.
Por último, se dispone de varios conectores en
la carcasa de la consola de control para la comunicación con los
elementos externos de la invención: el pedal de selección (Figura
1, elemento 3), los sensores semi-rígidos (Figura 2,
elementos 11, 12), el sensor opto-electrónico
(Figura 2, elemento 13), el ordenador (Figura 1, elemento 4) y
algunos conectores auxiliares para verificaciones del dispositivo
durante su funcionamiento. El pedal (Figura 1, elemento 3) se
conecta mediante un conector RCA (J3, Figura 6A), los sensores
(Figuras 1 y 2, elementos 11, 12, 13) mediante tres conectores (J3,
Figura 6A) tipo "Jack" hembra de 3,5 mm y 3 bornes. La
alimentación proveniente de un reductor de tensión exterior con
transformador, se conecta a un conector coaxial (J1, Figura 6C)
de
3,5 mm.Finally, several connectors are available in the control console housing for communication with the external elements of the invention: the selection pedal (Figure 1, element 3), the semi-rigid sensors (Figure 2, elements 11 , 12), the opto-electronic sensor (Figure 2, item 13), the computer (Figure 1, item 4) and some auxiliary connectors for device checks during operation. The pedal (Figure 1, element 3) is connected by an RCA connector (J3, Figure 6A), the sensors (Figures 1 and 2, elements 11, 12, 13) by three connectors (J3, Figure 6A) type " Jack " 3.5 mm female and 3 terminals. The power supply from an external voltage reducer with transformer is connected to a coaxial connector (J1, Figure 6C) of
3.5 mm
El programa almacenado en el microcontrolador se ha implementado en lenguaje PIC BASIC de la firma CCS.The program stored in the microcontroller is has implemented in PIC BASIC language of the CCS firm.
El operador de la invención utiliza un marcador insertado en uno de los oculares del microscopio. Este elemento permite observar un puntero sobre la preparación microscópica. A diferencia del uso del cursor que se realiza en los programas gráficos, en esta invención, el puntero está fijo y lo que se mueve es la imagen de la preparación, de forma que el operador utiliza los tornillos micrométricos del microscopio para desplazar la preparación y colocar el puntero en el lugar en el que se encuentran las estructuras que debe seleccionar.The operator of the invention uses a marker inserted into one of the microscope eyepieces. This item allows to observe a pointer on the microscopic preparation. TO difference in the use of the cursor that is made in the programs graphics, in this invention, the pointer is fixed and what moves it is the image of the preparation, so that the operator uses the micrometric screws of the microscope to displace the preparation and place the pointer in the place where it Find the structures you must select.
Al inicio de cada sesión de trabajo, la primera operación que debe realizarse es la definición del origen del sistema coordenadas y del objetivo con el que se trabaja. Para ello, primero seleccionará la opción INICIALIZAR del menú de la consola de control, que asigna el valor cero a los contadores de los tres sensores y luego seleccionará la opción OBJETIVO, que permite la selección de la calibración de uno de los objetivos disponibles en el microscopio. A continuación, el operador selecciona el tipo de elementos que van a introducirse, eligiendo la opción CLASE del menú. Las posibilidades disponibles son tres: A (Polilínea Abierta), C (Polilínea Cerrada), P (Punto). Como parámetros alternativos de clasificación se pueden elegir dos números del 1 al 10. Una vez establecido el modo de trabajo, el operador desplaza la preparación utilizando los tornillos micrométricos del microscopio y para cada elemento que desee almacenar presionará el pedal (Figura 1, elemento 3) o el botón PEDAL (Figura 3, elemento 29) de la consola de control (Figura 1, elemento 2). La operación de selección implica el almacenamiento de las posiciones absolutas de los sensores semi-rígidos (Figura 1, elementos 11 y 12) y la posición relativa del sensor opto-electrónico (Figura 1, elemento 13) del enfoque. Al finalizar la sesión de trabajo, el operador puede mantener los datos de la sesión almacenados en la memoria de la consola de control, o bien transferir los datos desde la consola de control (Figura 1, elemento 2) al ordenador (Figura 1, elemento 4) a través del puerto serie de comunicaciones.At the beginning of each work session, the first operation to be performed is the definition of the origin of the coordinate system and the objective with which it works. To do this, first select the INITIALIZE option in the control console menu, which assigns the zero value to the counters of the three sensors and then select the OBJECTIVE option, which allows the selection of the calibration of one of the objectives available in the microscope. Next, the operator selects the type of items to be entered, choosing the CLASS option from the menu. The available possibilities are three: A (Open Polyline), C (Closed Polyline), P (Point). As alternative classification parameters, two numbers from 1 to 10 can be chosen. Once the working mode is established, the operator moves the preparation using the micrometer screws of the microscope and for each element that he wishes to store he will press the pedal (Figure 1, element 3 ) or the PEDAL button (Figure 3, item 29) on the control console (Figure 1, item 2). The selection operation involves the storage of the absolute positions of the semi-rigid sensors (Figure 1, elements 11 and 12) and the relative position of the opto-electronic sensor (Figure 1, element 13) of the focus. At the end of the work session, the operator can keep the session data stored in the control console memory, or transfer the data from the control console (Figure 1, item 2) to the computer (Figure 1, item 4) through the serial communications port.
Para la transferencia de los datos al ordenador, el usuario seleccionará la opción del menú ENVIAR que prepara el protocolo con el ordenador para recibir los datos y activar la secuencia de transmisión de los datos contenidos en la memoria de la consola de control. Los datos pueden permanecer en la consola de control, o bien ser eliminados permanentemente. El diodo led verde (Figura 3, elemento 23) de la consola de control (Figura 1, elemento 2) se activará para confirmar que se está realizando la transferencia de datos al ordenador y la pantalla (Figura 3, elemento 21) presentará un mensaje con el estado de la transferencia de datos.For the transfer of the data to the computer, the user will select the SEND menu option that prepares the protocol with the computer to receive the data and activate the transmission sequence of the data contained in the control console memory. The data can remain in the control console, or be permanently deleted. The green LED (Figure 3, item 23) of the control console (Figure 1, item 2) will be activated to confirm that the data transfer to the computer is being performed and the screen (Figure 3, item 21) will present a message with the state of data transfer.
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ES200402868A ES2278483B2 (en) | 2004-11-29 | 2004-11-29 | Morphometry system for semi-automatic acquisition of three-dimensional coordinates, has semi-rigid sensor and optoelectronic sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ES200402868A ES2278483B2 (en) | 2004-11-29 | 2004-11-29 | Morphometry system for semi-automatic acquisition of three-dimensional coordinates, has semi-rigid sensor and optoelectronic sensor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ES2278483A1 true ES2278483A1 (en) | 2007-08-01 |
ES2278483B2 ES2278483B2 (en) | 2009-07-24 |
Family
ID=38330981
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ES200402868A Active ES2278483B2 (en) | 2004-11-29 | 2004-11-29 | Morphometry system for semi-automatic acquisition of three-dimensional coordinates, has semi-rigid sensor and optoelectronic sensor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
ES (1) | ES2278483B2 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4374327A (en) * | 1981-01-27 | 1983-02-15 | George Christov | Device for indicating specimen stage positions in an electron microscope |
FR2604782A1 (en) * | 1986-10-07 | 1988-04-08 | Lescouzeres Jean Claude | Combined mechanical and electronic device, producing a digital display showing the coordinates of an image point on a photo microscope plate |
FR2690531A1 (en) * | 1992-04-23 | 1993-10-29 | Moeller J D Optik | Operating microscope. |
US5557456A (en) * | 1994-03-04 | 1996-09-17 | Oncometrics Imaging Corp. | Personal interface device for positioning of a microscope stage |
US5828198A (en) * | 1992-04-30 | 1998-10-27 | Becton Dickinson And Company | Method and apparatus for controlling coordinate displacements of a platform |
-
2004
- 2004-11-29 ES ES200402868A patent/ES2278483B2/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4374327A (en) * | 1981-01-27 | 1983-02-15 | George Christov | Device for indicating specimen stage positions in an electron microscope |
FR2604782A1 (en) * | 1986-10-07 | 1988-04-08 | Lescouzeres Jean Claude | Combined mechanical and electronic device, producing a digital display showing the coordinates of an image point on a photo microscope plate |
FR2690531A1 (en) * | 1992-04-23 | 1993-10-29 | Moeller J D Optik | Operating microscope. |
US5828198A (en) * | 1992-04-30 | 1998-10-27 | Becton Dickinson And Company | Method and apparatus for controlling coordinate displacements of a platform |
US5557456A (en) * | 1994-03-04 | 1996-09-17 | Oncometrics Imaging Corp. | Personal interface device for positioning of a microscope stage |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
ES2278483B2 (en) | 2009-07-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105157568B (en) | Coordinate measuring set | |
EP0078809B1 (en) | Electro-optical mouse | |
EP1744122A3 (en) | Geographic data collecting system | |
TW584710B (en) | Work center position determining method and apparatus | |
CN103892790A (en) | Manual and automatic intelligent digital synoptophore | |
ES2278483B2 (en) | Morphometry system for semi-automatic acquisition of three-dimensional coordinates, has semi-rigid sensor and optoelectronic sensor | |
CN105674957A (en) | Electronic circuit achieving acoustic and photoelectric angle indication and leveling instrument with acoustic and photoelectric indication function | |
CN209102019U (en) | Fluid handling system and instrument including the fluid handling system | |
DE102009056259B4 (en) | measuring arrangement | |
ES2675272T3 (en) | Processing system for several different work pieces | |
KR101410990B1 (en) | Input system with electronic pen | |
CN106770302A (en) | Multi-function mirror undertissue pathological observation machine | |
CN108489426B (en) | Detection method and detection system for assembly precision of non-rectangular display product | |
CN209296600U (en) | Novel integrated high-efficiency carrying out flaw detection instrument | |
CN218824957U (en) | Digital microscope with multimeter function | |
CN204733430U (en) | A kind of vision inspection apparatus | |
ES2257978B1 (en) | CONTOUR CAPTURE EQUIPMENT, BRANDS, DRILLS, MILLING AND ENGRAVING OF AN OPHTHALMIC LENS OR A GLASS TAPE. | |
US8217999B2 (en) | Light source for vision measuring instrument and positioning system using the same | |
CN217084706U (en) | Device for identifying true and false of wine | |
CN205449992U (en) | Up-converting luminescence immunoassay instrument | |
US20110050652A1 (en) | Flexible and portable multiple passive writing instruments detection system | |
KR102312562B1 (en) | Direction display device | |
CN216211131U (en) | Computer vision edge calculating device | |
CN217112876U (en) | Remote inspection observation device | |
CN210804387U (en) | Computer hardware detection device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
EC2A | Search report published |
Date of ref document: 20070801 Kind code of ref document: A1 |
|
FG2A | Definitive protection |
Ref document number: 2278483B2 Country of ref document: ES |