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研究生: 許為捷
Wei-Chieh Hsu
論文名稱: 組織陣列全自動化設備設計與研製
Development of a Full-Automatic System for Tissue Array
指導教授: 唐永新
Yeong-shin Tarng
口試委員: 李敏凡
Min-fan Lee
徐繼聖
Gee-Sern Hsu
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 機械工程系
Department of Mechanical Engineering
論文出版年: 2009
畢業學年度: 97
語文別: 中文
論文頁數: 132
中文關鍵詞: 生物組織陣列光機電整合圖型比對
外文關鍵詞: Tissue Array, opto-mechatronic technology, Pattern Matching
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  • 本論文以開發一組織陣列全自動化系統設備為旨,以全自動化機台取代傳統人工方式製作生物組織陣列(Tissue Array),應用光機電整合技術將機構模組、影像模組、電控模組做結合,以LabVIEW圖控程式撰寫系統人機介面,配合各模組間的控制。
    系統使用CCD攝影機擷取待測物影像特徵,應用圖型比對(Pattern Matching)技術比對影像,將比對結果轉換取得運動座標搭配運動控制驅動機構平台移動。另外,控制器將訊號傳輸至電控元件控制機構模組動作,以成功完成所需的系統動作流程。相較傳統人工方式,本系統縮短組織陣列之製作時間,節省人工製作成本,期盼能提昇國內組織病理研究的效率,擴展生醫產業領域的相關發展。


    The main purpose of this study is to develop a full-automatic system for tissue array instead of traditional manual tissue arrays process. The system applies mechanism module, image acquisition module and electrical control in opto-mechatronic technology.
    The system uses CCD cameras to acquire the image characteristics of specimens and uses pattern matching technology to match the images, then transfers the results to system coordinates and then drives mechanism module. In addition, the controller sends signals to electrical control devices and controls the motion of machine. The study completes the necessary systematic movement process successfully. Comparing to traditional manual methods, the system shortens process time and saves cost. Expect that can increase the efficiency in domestic research in Tissue Pathology field, and expand development in the related field of the biological industry.

    摘要 I Abstract II 誌謝 III 第一章 緒論 1 1.1研究背景 1 1.2研究動機與目的 2 1.3研究方法 3 1.4文獻回顧 5 1.5文章架構 14 第二章 機構系統模組 15 2.1機構設計目的與架構介紹 15 2.2運動平台機構 19 2.2.1 X軸滑台機構及Z軸滑台機構 20 2.2.2 Y軸滑台機構 21 2.2.3 導螺桿 22 2.2.4 聯軸器 23 2.3拍攝比對機構 25 2.3.1精密微型平台 27 2.4鑽取翻轉頂出機構 28 2.4.1筆型氣壓缸 30 2.4.2迷你型迴轉氣缸 31 2.4.3鑽取針頭與頂針 32 2.5蠟塊與鐵盤固定載具組 33 2.6機台包裝與外型設計 35 第三章 電控系統模組 36 3.1控制系統架構 36 3.2控制器 39 3.4馬達的種類 42 3.4.1馬達的種類 42 3.4.2伺服馬達控制系統 43 3.4.3伺服馬達控制模式[19] 44 3.4.4伺服馬達驅動器 48 3.4.5步進馬達控制系統 48 3.4.6步進馬達控制原理 50 3.4.7步進馬達運動原理 51 3.4.8步進馬達驅動器 53 3.5氣壓缸控制原理 54 3.6極限開關回授訊號原理 56 3.7電控元件 57 3.8氣壓元件 60 第四章 影像系統模組 62 4.1影像系統架構 63 4.2 影像擷取卡 64 4.3 CCD攝影機 66 4.4鏡頭 68 4.5光源與照明技術 73 4.5.1光源與照明的種類及選用 73 4.5.2本系統光源顏色之選擇 75 4.6影像比例校正 78 第五章 影像處理與分析 80 5.1數位影像基礎概念與性質 81 5.2影像前處理 83 5.3影像後處理 87 5.4影像分析與應用 88 第六章 系統整合與成果 92 6.1系統整合架構 92 6.2系統動作流程 97 6.2.1機台校正作業 98 6.2.2組織比對作業 99 6.2.3全自動Recipient孔洞鑽取作業 101 6.2.4全自動組織陣列製作作業 103 6.3影像擷取程式 105 6.4視野中心自動對位演算法 107 6.5影像比對 111 6.6 Recipient蠟塊孔洞鑽取 115 6.7組織鑽取與埋入 116 6.8系統人機介面 118 第七章 結論與未來展望 125 7.1結論 125 7.2未來展望 126 參考文獻 127 附錄A 130 附錄B 131 作者簡介 132

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