автоматическая установка для подготовки биологической ткани к гистологическому исследованию

Формула изобретения

Автоматическая установка для подготовки биологической ткани к гистологическому исследованию, содержащая сосуды с реагентами, рабочий стакан с образцом, систему транспортирования реагентов, запирающее приспособление, механизм встряхивания образца, программно-управляющее устройство, шагово-поворотную платформу, Г-образную трубку и механизм вертикального перемешения, отличающаяся тем, что в ее состав введены источник энергии СВЧ, связанная с ним СВЧ-камера, выполненная в виде многоволнового СВЧ-резонатора с отверстием для подачи сосуда с реагентом, термодатчик, размещенный в рабочем стакане с образцом и связанный с программно-управляющим устройством, а запирающее приспособление выполнено в виде площадки, укрепленной на Г-образной трубке.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для морфологических исследований, и предназначено для обработки образцов биологической ткани при подготовке их к гистологическому анализу.

Известен универсальный автомат для гистологической обработки и окраски тканей, который содержит контейнер для образцов ткани, сосуды для реактивов и термостаты, транспортирующее устройство, систему перемешивания, блок управления, пульт управления и блок индикации.

Недостатками данного автомата являются сложность ввода программы обработки, а также отсутствие контроля процесса обработки и низкая информативность световой индикации.

Наиболее близким к изобретению является устройство для подготовки биологической ткани к гистологическому исследованию, имеющее в своем составе сосуды с реактивами, рабочий стакан с образцом, систему транспортирования реагентов с запирающим приспособлением, механизм встряхивания образца, вакуумный насос, программно-управляющее устройство, шагово-поворотную платформу, Г-образную трубку и механизм ее вертикального перемещения.

Использование шагово-поворотной платформы, Г-образной трубки и механизма ее вертикального перемещения позволило предотвратить смешивание реагентов и, таким образом, повысить качество обработки. Кроме того, размещение рабочего стакана с образцом в камере вакуумного насоса обеспечило уменьшение выделения паров, что сделало эксплуатацию устройства более безопасной для окружающей среды.

Однако общим и наиболее существенным недостатком известных автоматов, работающих по традиционному методу, является большая продолжительность процесса обработки. Это значительно снижает их производительность, не позволяет проводить экспресс-анализ и приводит к потере качества обработки.

В то же время исследования показали, что воздействие электромагнитного поля СВЧ значительно повышает эффективность процессов взаимодействия ткани с химическим реагентом, благодаря чему улучшается качество и существенно сокращается время обработки (2 3 ч против 20 30 ч при использовании традиционной методики).

Цель изобретения сокращение времени обработки и повышения ее качества за счет объемного диэлектрического нагрева образца ткани и химического реагента в электромагнитном поле СВЧ.

Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее сосуды с реагентами, рабочий стол с образцом, систему транспортирования реагентов, запирающее приспособление, механизм встряхивания образца, программно-управляющее устройство, шагово-поворотную платформу, Г-образную трубку и механизм вертикального перемещения, введены источник энергии СВЧ, связанная с ним СВЧ-камера с отверстием для подачи сосуда с реагентом, термодатчик, размещенный в рабочем стакане с образцом и связанный с программно-управляющим устройством, а запирающее приспособление выполнено в виде площадки, укрепленной на Г-образной трубке.

Совокупность вновь введенных конструктивных признаков не следует явным образом из уровня техники, поэтому предлагаемую автоматическую СВЧ- установку для подготовки биологической ткани к гистологическому исследованию следует считать новой и имеющей изобретательский уровень.

На чертеже изображена структурная схема автоматической СВЧ-установки для подготовки ткани к гистологическому исследованию.

Установка содержит рабочий стакан 1 с образцом, СВЧ-камеру 2 с отверстием A, сосуды 3 с реагентами, шагово-поворотную платформу 4, систему 5 транспортирования реагентов, механизм 6 вертикального перемещения, Г-образную трубку 7, площадку 8, механизм 9 встряхивания образца, источник 10 энергии СВЧ, программно-управляющее устройство 11, термодатчик 12.

Рабочий стакан 1 с образцом закрепляется в СВЧ-камере 2, которая выполнена в виде многоволнового СВЧ-резонатора с отверстием A для подачи сосудов 3 с реагентами. При необходимости часть сосудов 3 с реагентами может быть заменена термостатами тех же габаритов. Сосуды 3 с реагентами укреплены на шагово-поворотной платформе 4, связанной с системой 5 транспортирования реагентов, которая обеспечивает круговое перемещение шагово-поворотной платформы 4 таким образом, чтобы один из сосудов 3 с реагентами располагался под отверстием A. Механизм вертикального перемещения обеспечивает вертикальное перемещение Г-образной трубки 7, которая поднимает сосуд 3 с реагентом в СВЧ-камеру 2 до уровня, при котором рабочий стакан 1 оказывается полностью погруженным в химический реагент. При этом укрепленная на Г-образной трубке 7 площадка 8 полностью закрывает отверстие A в СВЧ-камере 2, обеспечивая ее электромагнитную герметизацию. Механизм 9 встряхивания образца предназначен для обеспечения равномерности прогрева и улучшения взаимодействия образца ткани с химическим реагентом путем неравномерного вращения рабочего стакана 1 в сосуде 3 с реагентом. Источник 16 энергии СВЧ обеспечивает возбуждение электромагнитного поля СВЧ в СВЧ- камере 2. Программно-управляющее устройство 11 обеспечивает прием команд программы обработки, индикацию необходимой информации, а также управление работой системы 5 транспортирования реагентов, механизма 9 встряхивания образца и источника 10 энергии СВЧ в соответствии с реализуемой программой обработки и с учетом данных от термодатчика 12, который размещен в рабочем стакане 1 с образцом для контроля температуры образца ткани и химического реагента. Выход термодатчика 12 подключен ко входу программно-управляющего устройства 11.

Автоматическая СВЧ-установка для подготовки биологической ткани к гистологическому исследованию работает следующим образом.

В программно-управляющее устройство 11 вводится программа работы в виде команд о последовательности операций обработки, для каждой из которых задаются вид химического реагента (то есть номер одного из сосудов 3 с реагентами), уровень мощности СВЧ-излучения в СВЧ-камере 2, предельная температура химического реагента и продолжительность обработки. Программно-управляющее устройство 11 позволяет обеспечить запись и хранение нескольких программ работы одновременно, что облегчает эксплуатацию установки при использовании типовых методик обработки.

По команде от программно-управляющего устройства 11 система 5 транспортирования реагентов перемещает шагово-поворотную платформу 4 таким образом, что требуемый по программе сосуд 3 с реагентом оказывается под отверстием A в нижней стенке СВЧ камеры 2. Затем по команде устройства 11 механизм 6 вертикального перемещения поднимает Г-образную трубку 7 с площадкой 8, обеспечивая подачу сосуда 3 с реагентом в СВЧ-камеру 2. При этом размещенный в СВЧ-камере 2 рабочий стакан 1 с образцом погружается в химический реагент, а площадка 8 закрывает отверстие A для обеспечения электромагнитной герметизации СВЧ-камеры 2. После этого программно-управляющее устройство 11 подает команду на включение источника 10 энергии СВЧ, который возбуждает в СВЧ-камере 2 электромагнитное поле СВЧ. Поскольку образец ткани и химический реагент являются диэлектриками с потерями, энергия электромагнитного поля СВЧ в них преобразуется в тепловую. Таким образом, образец ткани и химический реагент подвергаются объемному нагреву, что значительно ускоряет их взаимодействие. Для обеспечения более равномерного прогрева и улучшения взаимодействия рабочий стакан 1 с образцом вращается с переменной скоростью в сосуде 3 с реагентом при помощи механизма 9 встряхивания образца. Температура нагрева контролируется с помощью термодатчика 12, расположенного в рабочем стакане 1 с образцом и соединенного с программно-управляющим устройством 11. При достижении заданной температуры программно-управляющее устройство 11 отключает источник 10 энергии СВЧ и нагрев почти мгновенно прекращается. По истечении времени, заданного для текущей операции обработки, по команде программно-управляющего устройства 11 механизм 6 вертикального перемещения опускает Г-образную трубку 7 с площадкой 8, возвращая сосуд 3 к выполнению следующей операции обработки. Для контроля процесса обработки на цифровое табло программно-управляющего устройства 11 выводится информация о заданных программой и текущих значениях параметров обработки, а также информация о работоспособности основных блоков установки.

СВЧ-камера выполнена в виде многоволнового СВЧ-резонатора с отверстием A в нижней стенке. Размеры СВЧ-камеры 2 и отверстия A определяются размерами рабочего стакана 1 с образцом, сосуда 3 с реагентом, требуемыми частотой и мощностью СВЧ- излучения. Металлическая площадка 8 имеет такие размеры и форму, чтобы полностью закрывать отверстие A в СВЧ-камере 2 для обеспечения электромагнитной герметизации. Источник 10 энергии СВЧ реализован на магнетроне. Программно-управляющее устройство 11 выполнено на основе микроконтроллера, оснащенного пультом управления и блоком индикации, а также блоком управления электроприводами. Использование в процессе обработки объемного диэлектрического нагрева образцов ткани в присутствии химического реагента позволяет обеспечить полное сохранение гистологической структуры биологической ткани при значительном сокращении времени обработки.