一种标本包埋方法及装置与流程

1.本发明涉及生物医学技术领域，具体为一种标本包埋方法及装置。


背景技术：

2.本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
3.冷冻切片是一种在低温条件下使组织快速冷却到一定硬度，然后进行切片的方法，通过将完整的标本整体冷冻后进行切片，通过获取每一片的图像数据经3d重构后形成虚拟的数字图像用于医学教学、研究等领域，能够节省标本资源，已逐步在医学研究以及教学领域逐步推广。
4.标本是不规则的物体，直接放置在切片设备上难以定位，需要经过包埋使标本冷冻固化后形成规则物体，现有技术的包埋过程会预先冷冻一底座，再将标本连同液体的包埋液一同置于底座上层，一起冷冻成型。此种方式简单、快捷，但标本在随着上层包埋液冷冻成型的过程中，受到周围冰块冷冻速度不一致的影响，造成挤压和位置移动，会改变标本相对于底座的位置，造成后续的冷冻切片作业定位不准；其次，包埋液在加注过程中会混入气体，冷冻过程会形成气泡空腔，在标本被切片后，空腔会影响获取的图像质量。


技术实现要素：

5.为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种标本包埋方法及装置，将包埋箱和振荡器置于冷冻装置内部，逐次加入并冷冻包埋液，每加入一次包埋液利用振荡器排出空气，配合包埋箱两端放置的定位板定位标本位置。
6.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
7.本发明的第一个方面提供一种标本包埋方法，包括以下步骤：
8.向包埋箱内逐次添加包埋液，每一次添加包埋液后振荡，由包埋箱顶部吹入低速空气冷冻添加的包埋液；
9.包埋液第一次冷冻成型后放入标本，包埋箱两端各放置一块定位板，两定位板分别位于标本顶端和底端；
10.包埋液最后一次添加后，在包埋液上表面覆盖保温板，通过保温板两端设置的进气口和排气口吹入低速空气实现标本冷冻成型。
11.向包埋箱内逐次添加包埋液，具体为：
12.第一次添加包埋液，添加高度6～10cm；
13.第二次开始，每一次添加包埋液的高度不超过3cm；
14.最后一次添加包埋液，包埋液高度超过标本上表面至少1cm。
15.低速空气的气流温度不超过4℃。
16.第一次添加的包埋液冷冻形成底座，标本放置在底座上，其余的包埋液将标本、底座、定位板和包埋箱冷冻形成一体。
17.本发明的第二个方面提供实现上述包埋方法的装置，包括矩形且水平布置的包埋箱，包埋箱底部位于振荡器的凹槽内，包埋箱和振荡器位于冷冻装置的冷冻室内部，包埋箱顶部与保温板可拆卸连接，保温板两端设有与包埋箱内部连通的进气口和排气口。
18.包埋箱长度方向的两端设有可拆卸连接的定位板，两定位板设有位置对应的定位孔。
19.定位孔位于定位板上。
20.两定位板对应位置的定位孔之间连接定位线。
21.一组定位板上相邻两定位孔之间的距离为标本断面的宽度或高度。
22.定位线与定位板可拆卸连接。
23.与现有技术相比，以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
24.1、分多次加注包埋液，依据标本尺寸规划加注量，降低冷冻过程中标本的膨胀量，有效避免标本随着包埋液的冷冻膨胀而发生位置移动。
25.2、位于包埋箱底部的振荡器可以有效避免气泡空腔的产生。
26.3、第一添加的包埋液冷冻后在包埋箱底部形成底座，确保标本底部先形成低温环境，配合由包埋箱顶部吹入的低温低速空气，使得包埋箱底部和周围先降温，避免顶部比底部先冻结的情况发生，从而规避标本上层先冷冻形成的内部应力，进一步降低标本冷冻产生的膨胀。
27.4、定位板及定位线的使用，可以在无法观察带颜色的冰块内部情况下，通过横截面确定目标物体的位置和范围，为后期精准加工提供便利。
附图说明
28.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
29.图1是本发明一个或多个实施例提供的标本与包埋装置的相对位置示意图；
30.图2是本发明一个或多个实施例提供的包埋装置中的定位板结构示意图；
31.图中：1、标本，2、底座，3、振荡器，4、保温板，41、进气口，42、排气口，5、冷冻装置，6、包埋箱，7、定位板，71、定位孔，72、凹槽。
具体实施方式
32.下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
33.应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
34.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
35.标本(可以是动物或人体)，经包埋后形成规则物体，置于切片设备(例如铣床)中进行冷冻切片作业，通过获取每一片的图像数据(可以是横断面、纵断面或矢断面)经3d重
构后形成虚拟的数字图像(例如虚拟的数字人)用于医学教学、研究等领域，能够节省标本资源。而包埋过程要确保形成的规则物体内部不含有影响图像识别的气泡，同时标本自身在过快冷冻过程中会产生膨胀，一些体积微小的组织可能会因为膨胀而被破坏，同时膨胀的过程伴随着位移，则会导致标本的相对位置改变，使得后续的图像处理过程无法识别标本的宽度、高度和断面中心点，进而导致形成的虚拟图像数据不准确。
36.因此，以下实施例提出一种标本包埋方法和装置，将包埋箱和振荡器置于冷冻装置内部，逐次加入并冷冻包埋液，降低冷冻速度；每加入一次包埋液通过振荡器排出空气，降低气泡的影响；配合包埋箱两端放置的定位板定位标本的宽度、高度和断面中心点。
37.实施例一：
38.如图1所示，一种标本包埋方法，包括以下步骤：
39.向水平放置的包埋箱6内逐次添加包埋液，每一次添加后启动振荡器3，由包埋箱6顶部吹入低速空气(流速3～5米/秒，温度0～3℃)的冷冻添加的包埋液；
40.包埋液第一次冷冻成型后放入标本1，包埋箱6前后两端各放置一块定位板7；
41.包埋液最后一次添加后，在包埋液上表面覆盖保温板，通过保温板两端设置的进气口41和排气口42吹入低速空气实现标本冷冻成型。
42.以长度1.7m的人体标本为例：
43.向水平放置的包埋箱6内逐次添加包埋液，具体为：
44.第一次添加包埋液，添加高度6～10cm，确保冷冻后形成的底座2具备足够的强度，能够承担标本以及上部其余包埋液的重量；
45.第二次添加包埋液应根据目标物体的形状、厚度、组织结构、俯仰摆位等综合计算加注高度，本实施例不超过3cm；如果标本厚度较高，则需要更多次的添加包埋液，但需要确保第二次开始后，每一次添加的包埋液不超过3cm；
46.最后一次添加包埋液没过标本1上表面至少1cm。
47.每一次添加后启动振荡器3，由包埋箱6顶部吹入低速空气冷冻添加的包埋液，具体为：
48.包埋箱6置于振荡器3的凹槽内，同时包埋箱6和振荡器3处于冷冻装置1(可以为大型冷柜)的冷冻室内部，包埋液每次添加后，启动振荡器3排出空气，防止形成气泡空腔；在添加的包埋液空气排出后，启动冷冻装置1，由包埋箱6顶部向添加的包埋液吹入低速空气，气流温度不超过4℃(用于标本冷冻切片所使用的包埋液拥有特定的成分，冰点约8℃)，直至包埋液冷冻形成冰块。
49.第二次添加的包埋液依据标本高度分多次进行，本实施例为一次添加不超过3cm的包埋液，还可以分多次进行。
50.如图2所示，包埋箱6前后两端设置的定位板7边缘设有位置对应的定位孔71，定位孔71之间连接定位线(可以为钢丝或任意耐低温的材质)，在标本1放入包埋箱6内后，两定位板7之间的定位线形成标本1的宽度分界线，使得定位线与标本1等宽，在标本1冷冻成型后，定位板7同样被冷冻固定，则定位板7宽度方向形成标本1在用于后续切片过程中的定位；还可以在定位板72底部和两侧设置凹槽72，两定位板7的凹槽72之间连接定位线，将定位板7的宽度和高度作为标本的宽度和高度标尺，两方向的中心线交点划定中心点，形成标本1端面的中心点，同样用于后续切片过程中的定位。
51.第一次添加的包埋液冷冻形成底座2，标本1放置在底座2上，第二次添加的包埋液将标本1和定位板7以及定位板7之间的定位线固定在底座2上，第三次添加的包埋液将标本1、包埋液和包埋箱6冷冻形成一体，作为后续冷冻切片过程的备用。
52.上述包埋的过程中，分多次加注包埋液，依据标本尺寸规划加注量，降低冷冻过程中标本的膨胀量，可以有效避免标本随着包埋液的冷冻膨胀而发生位置移动。
53.振荡器的使用，可以有效避免气泡空腔的产生。
54.包埋箱先在底部形成底座，确保标本底部先形成低温环境，配合由包埋箱顶部吹入的低温低速空气，使得包埋箱底部和周围先降温，避免顶部比底部先冻结的情况发生，从而规避标本上层先冷冻形成的内部应力，进一步降低标本冷冻产生的膨胀。
55.定位板及定位线的使用，可以在无法观察带颜色的冰块内部情况下，通过横截面确定目标物体的位置和范围，为后期精准加工提供便利。
56.标本在包埋后，其后续的切片过程会形成标本断面图像数据，而为了使标本图像和冰块图像界限清晰易于分辨，包埋液中会加入一定颜色的色素，而色素的引入又会导致在包埋过程中无法观察到冰块内部标本的情况，而两定位板分别位于包埋箱的两端(本实施例中为人体标本的头顶和脚底)，两定位板之间的定位线在切片后的断面图像中会形成四个点(切片后，钢丝断面显示金属本色，相较于标本断面和冰块断面非常明显，一些铣切设备获得的断面甚至能通过反光获取到钢丝断面的四个点位)，能够展示标本的位置、宽度、高度以及中心点，从而为后期精准加工提供便利。
57.实施例二：
58.本实施例提供实现上述包埋方法的装置，包括矩形且水平布置的包埋箱6，包埋箱6底部位于振荡器3的凹槽内，包埋箱6和振荡器3位于冷冻装置5的冷冻室内部，包埋箱6顶部与保温板4可拆卸连接，保温板4两端设有与包埋箱6内部连通的进气口41和排气口42，包埋箱6长度方向的两端设有可拆卸连接的定位板，两定位板设有位置对应的定位孔，两定位板的定位孔内设有可拆卸连接的定位线。
59.上述装置用于实现实施例一种的包埋方法，将包埋箱和振荡器置于冷冻装置内部，逐次加入并冷冻包埋液，降低冷冻速度；每加入一次包埋液通过振荡器排出空气，降低气泡的影响；配合包埋箱两端放置的定位板定位标本的宽度、高度和断面中心点。
60.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种标本包埋方法，其特征在于：包括以下步骤：向包埋箱内逐次添加包埋液，每一次添加包埋液后振荡，由包埋箱顶部吹入低速空气冷冻添加的包埋液；包埋液第一次冷冻成型后放入标本，包埋箱两端各放置一块定位板，两定位板分别位于标本顶端和底端；包埋液最后一次添加后，在包埋液上表面覆盖保温板，通过保温板两端设置的进气口和排气口吹入低速空气实现标本冷冻成型。2.如权利要求2所述的一种标本包埋方法，其特征在于：所述向包埋箱内逐次添加包埋液，包括：第一次添加包埋液，添加高度6～10cm；第二次开始，每一次添加包埋液的高度不超过3cm；最后一次添加包埋液，包埋液高度超过标本上表面至少1cm。3.如权利要求1所述的一种标本包埋方法，其特征在于：所述低速空气的气流温度不超过4℃。4.如权利要求1所述的一种标本包埋方法，其特征在于：第一次添加的包埋液冷冻形成底座，标本放置在底座上，其余的包埋液将标本、底座、定位板和包埋箱冷冻形成一体。5.一种实现如权利要求1-4任一项所述方法的标本包埋装置，其特征在于：包括矩形且水平布置的包埋箱，包埋箱底部位于振荡器的凹槽内，包埋箱和振荡器位于冷冻装置的冷冻室内部，包埋箱顶部与保温板可拆卸连接，包埋箱长度方向的两端设有可拆卸连接的至少两组定位板。6.如权利要求5所述的一种标本包埋装置，其特征在于：所述定位板上设有位置对应的定位孔。7.如权利要求6所述的一种标本包埋装置，其特征在于：两定位板对应位置的定位孔之间连接定位线。8.如权利要求7所述的一种标本包埋装置，其特征在于：一组定位板上相邻两定位孔之间的距离为标本断面的宽度或高度。9.如权利要求7所述的一种标本包埋装置，其特征在于：所述定位线与定位板可拆卸连接。10.如权利要求5所述的一种标本包埋装置，其特征在于：所述保温板两端设有与包埋箱内部连通的进气口和排气口。

技术总结
本发明涉及一种标本包埋方法和装置，其中，一种标本包埋方法包括以下步骤：向包埋箱内逐次添加包埋液，每一次添加包埋液后启动振荡器，由包埋箱顶部吹入低速空气冷冻添加的包埋液；包埋液第一次冷冻成型后放入标本，包埋箱两端各放置一块定位板，两定位板分别位于标本顶端和底端；包埋液最后一次添加后，在包埋液上表面覆盖保温板，通过保温板两端设置的进气口和排气口吹入低速空气实现标本冷冻成型。分多次加注包埋液，依据标本尺寸规划加注量，降低冷冻过程中标本的膨胀量，有效避免标本随着包埋液的冷冻膨胀而发生位置移动。着包埋液的冷冻膨胀而发生位置移动。着包埋液的冷冻膨胀而发生位置移动。


技术研发人员：李照群 徐以发 谭立文 左永旭 魏昱 孙守华 胡家华 郭俊波 张彤
受保护的技术使用者：山东数字人科技股份有限公司
技术研发日：2021.12.03
技术公布日：2022/3/8