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研究生: 郭依倫
Yi-Lun Kuo
論文名稱: 組織植種設備與高通量玻片掃描儀之優化研究
Research on the Optimization of the Tissue Embedding Machine and the High-throughput Biomedical Slide Scanner
指導教授: 修芳仲
Fang-Jung Shiou
口試委員: 鄧昭瑞
Geory Tang Grtang
郭子鑫
Tzu-Hsun Kuo
陳品銓
P'in-Ch'uan Chen
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: 2012
畢業學年度: 100
語文別: 中文
論文頁數: 90
中文關鍵詞: 組織植種扭力控制PI控制玻片掃描對焦補正組織座標辨識3D之影像重建
外文關鍵詞: tissue embedding machine, slide scanner, focus calibration, PI control, 3D image reconstruction.
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  • 本研究旨在優化組織植種設備以及高通量生醫玻片掃描儀,關於組織植種設備之優化,本研究為了改善雛型機之缺點,乃改善鑽取機構之設計,改變組織植種設備之鑽取方法,並透過扭力控制與PI控制,可使鑽取成功率大幅提升;而關於高通量生醫玻片掃描儀之優化,本研究透過對焦補正技術讓掃描之影像更為清晰,且新增掃描區域組織座標之辨識功能,使玻片掃描儀之掃描效率大幅提升,在掃描影像之重建方面,本研究開發了2D轉3D之影像重建方法,可提供組織切片耗損之驗證。


    This study aims to optimize the tissue embedding machine as well as the high-throughput biomedical slide scanner. Regarding the optimization of the tissue embedding machine, this study improves the drawbacks of the prototype machine, such as: improving the design of the drilling mechanism, adjusting the drilling method for tissue embedding machine, utilizing the torque control and PI control, so as to enhance the drilling yield rate. With regard to the optimization of high-throughput biomedical slide scanner, the scanned images could become clearer through the focus calibration technology, and the capability that the area to be scanned could be recognized was added in the slide scanner, so that the scan efficiency of the slide scanner could be increased. About the scanned image reconstruction, this study developed the image reconstruction methods form 2D to 3D, to provide a tool to verify the wear for tissue slicing.

    摘要 I Abstract II 誌謝 III 目錄 IV 圖索引 VII 表索引 XI 第一章 緒論 1 1.1研究背景與動機 1 1.2研究內容 3 1.3研究方法與進行步驟 4 1.4文獻探討 6 1.5論文架構 7 第二章 生醫組織陣列系統及實驗原理 8 2.1組織陣列系統 9 2.1.1 組織蠟塊製作 9 2.1.2 組織植種 10 2.1.3 組織陣列玻片製作 11 2.1.4 組織玻片掃描系統 12 2.2實驗原理說明 13 2.2.1伺服馬達扭力控制(Torque control) 13 2.2.2雙針頭校正 14 2.2.2-1影像二值化(Threshold)[17] 16 2.2.2-2最適圓法(Best fit circle method)[18] 16 2.2.3三維影像縫合重建與驗證 18 2.2.3-1邊點偵測(Edge detector)[19] 18 2.2.3-2幾何比對(Geometric matching)[20] 19 2.2.3-3二值化形態學(Binary morphology)[19] 22 第三章 自動化陣列系統架構 25 3.1植種雛型機之架構及優化 25 3.2優化完成鑽取軸之動力 27 3.3雙針管機構 29 第四章 實驗流程 33 4.1系統校正 33 4.2扭力控制 34 4.2.1定扭力控制 34 4.2.2變扭力控制 35 4.2.3應用於扭力控制之PI控制器 37 4.2.4組織植種流程以及結果 42 4.3玻片掃描之對焦補正 43 4.4玻片掃描之效率改善 47 4.4.1生醫玻片掃描系統之軟體介面 53 4.5三維影像重建與驗證 55 4.5.1切片前置作業 55 4.5.2影像對位 58 4.5.3三維影像縫合 62 4.5.4管壁及內孔模擬 68 4.5.5體積驗證 72 第五章 結論與未來展望 77 5.1結論 77 5.2未來展望 78 參考文獻 80 附錄A高通量生醫玻片掃描設備 83 附錄B溶蠟設備 87 附錄C相關耗材說明 88 附錄D改良型組織植種之人機介面介紹 89

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