DE10249904B4

DE10249904B4 - Fluoreszenzmikroskop

Info

Publication number: DE10249904B4
Application number: DE10249904A
Authority: DE
Inventors: Heinz Studer; Ewald Hiller
Original assignee: Leica Microsystems Schweiz AG
Current assignee: Leica Instruments Singapore Pte Ltd
Priority date: 2002-10-22
Filing date: 2002-10-22
Publication date: 2006-04-06
Anticipated expiration: 2022-10-23
Also published as: EP1413910A1; EP1413910B1; JP4554907B2; JP2004145343A; DE50301077D1; US20040125438A1; DE10249904A1

Abstract

Fluoreszenzmikroskop mit mindestens einem Magazin (30, 40) mit Aufnahmebereichen (42) zur Aufnahme von Filtern (44), dadurch gekennzeichnet, dass den Filtern (44) Transponder (48) zugeordnet sind sowie eine Leseeinheit zum Lesen von in den Transpondern (48) abgelegten Daten und ein elektrisch betätigbarer Shutter (28) vorgesehen ist, der erst dann geöffnet werden kann, wenn sich das richtige Filter im Strahlengang befindet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fluoreszenzmikroskop mit mindestens einem Magazin mit Aufnahmebereichen zur Aufnahme von Filtern sowie einen entsprechenden Filter. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Durchführung von Untersuchungen bzw. Messungen mit einem Fluoreszenzmikroskop sowie ein Computerprogramm und ein Computerprogrammprodukt zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Bei bekannten Mikroskopen können verschiedene optische Baugruppen, wie bspw. Filter, Präparate und Objektive, zum Einsatz kommen, wobei die für die Anwendung benötigten Baugruppen in den Strahlengang einzubringen sind. Während eines Meßdurchgangs kann es gegebenenfalls notwendig sein, optische Baugruppen auszutauschen. Um dieses Austauschen zu erleichtern, haben sich sogenannte Magazine bewährt, die zur gleichzeitigen Aufnahme mehrerer Baugruppen dienen.
Diese Magazine weisen in der Regel eine Anzahl von Aufnahmebereichen auf, in denen die Baugruppen eingesetzt werden können. Zweckmäßig ist es, jeweils ein Magazin für die Filter, die Präparate und die Objektive einzusetzen.
Auf diese Weise können z. B. sämtliche in einem Untersuchungsablauf benötigten Filter auf einem Magazin, einem sogenannten Filterrad, untergebracht werden. Dieses Filterrad kann per Hand oder mit einem Motor verstellbar sein, so dass je nach Bedarf das benötigte Filter in den Strahlengang eingebracht werden kann.
Bei Fluoreszenzmessungen ist es bspw. aus Sicherheitsgründen notwendig, Filter in den Strahlengang einzubringen, um den Betrachter zu schützen. Bei einer solchen Untersuchung muß gewährleistet sein, dass sich das richtige Filter im Strahlengang befindet, bevor ein Shutter geöffnet wird. Nur wenn das geeignete Filter im Strahlengang ist, darf der Shutter geöffnet werden. Zur Kennzeichnung der Filter ist es bekannt, diese zu beschriften. Die Beschriftung und die entsprechenden kennzeichnenden Eigenschaftsangaben werden per Hand in eine Datenbank eingegeben. Die Aktualität dieser Datenbank muß stets überprüft werden, insbesondere im Falle von Änderungen der Filtercharakteristik, um Verwechslungen zu vermeiden. Bei automatisierten Abläufen ist es notwenig, die Filter am richtigen Platz in das Magazin einzuordnen. Eine Überprüfung der kennzeichnenden Eigenschaftsdaten in der Datenbank kann im automatischen Betrieb gar nicht erfolgen. Gerade bei automatisierten Abläufen muß aber gewährleistet sein, dass die Applikation automatisch abgebrochen bzw. nicht gestartet wird, wenn eine inkorrekte Kombination von Baugruppen sich im Strahlengang befindet.

Aus der DE 100 55 534 A1 ist ein Mikroskop mit Objektivrevolver bekannt, bei dem jedem Objektiv ein Transponder zugeordnet ist. Eine am Stativ vorgesehene Leseeinrichtung für die Transponder ermittelt, ob das gewünschte Objektiv in der gewünschten Position ist. Diese Kennzeichnung dient hier dem Zweck, andere Mikroskopkomponenten dem gewählten Objektiv entsprechend anzupassen. Die Steuerung einer Mikroskopuntersuchung, zu der Filter und ein Shutter eingesetzt werden, ist in dieser Schrift nicht angesprochen.

Aus der DE 196 29 646 C2 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automatischen Identifikation und Erfassung charakteristischer Kenndaten von Komponenten eines Endoskopiesystems bekannt. Hier ist ein Transponder in einer Endoskop-Optik und/oder in einem Objektiv untergebracht, die mit einem Kamerakopf verbunden sind, der eine Lese-Schreib-Einheit enthält. Vom Kamerakopf führt ein Kabel zur Videokamera. Anhand der ausgelesenen Daten können Aufnahmeparameter, wie die Adaptierung der Bildgröße, die Korrektur der Verzeichnung, die Adaptierung der Lichtregelcharakteristik etc. eingestellt werden. Das Auslesen der Transponderdaten dient folglich der Anpassung der eingesetzten Videokamera an die Endoskopie-Komponenten.

Schließlich ist aus der DE 43 23 129 A1 ein Lasermikroskop bekannt, bei dem magnetische Sensoren an einen Vollspiegel eines Reflektorschiebers mit einem Shutter gekoppelt sind, wobei der Shutter nur bei richtiger Stellung des Vollspiegels den Laserstrahl des Lasermikroskops freigibt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Fluoreszenzmikroskop mit Filtermagazin bereitzustellen, das die gestellten Anforderungen an die Sicherheit erfüllt und einen zuverlässigen automatisierten Betrieb ermöglicht.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Fluoreszenzmikroskop, gemäß Anspruch 1 sowie ein Verfahren zur Durchführung von Untersuchungen mit einem solchen Fluoreszenzmikroskop gemäß Anspruch 8. Ein entsprechend ausgestalteter Filter ist in Anspruch 7 angegeben.

Die Leseeinheit erfaßt jederzeit die Daten der Transponder, die den zu diesem Zeitpunkt im Strahlengang befindlichen Filtern zugeordnet sind. Bei einer Fluores zenzmessung wird bspw. zunächst überprüft, ob das benötigte Filter im Strahlengang eingebracht ist. Erst wenn sichergestellt ist, dass das richtige Filter im Beobachtungs- und Beleuchtungsstrahlengang ist, wird der elektrisch betätigbare Shutter geöffnet.

In Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fluoreszenzmikroskops ist eine Schreibeinheit vorgesehen, die zum Schreiben von Daten in die Transponder dient. Mit dieser Schreibeinheit können Daten in Transponder eingeschrieben werden. Vorzugsweise wird eine kombinierte Lese- Schreibeinheit eingesetzt.

Das erfindungsgemäße Fluoreszenzmikroskop ermöglicht somit eine berührungslose Filteridentifikation, wobei eine bidirektionale Datenübertragung möglich ist. Auf diese Weise ist es bspw. möglich festzustellen, wie oft ein bestimmtes Präparat untersucht wurde, um gegebenenfalls bei Überschreiten einer vorgebbaren Schwelle die Messung abzubrechen.

Die Magazine sind vorzugsweise mit einem Motor einzustellen.

Vorzugsweise ist eine Steuereinheit zum Steuern der Abläufe in Abhängigkeit der gelesenen Daten vorgesehen.

Das erfindungsgemäße Fluoreszenzmikroskop kann als Stereomikroskop ausgebildet sein. In diesem Fall wird im sogenannten Fluoreszenzmodul des Mikroskops eine Schreib- Leseeinheit in die Elektronik eingebaut und auf den Filterträgern werden die Transponder angebracht. Wird das Filter in die Position des visuellen Strahlengangs gedreht, sendet die Schreib- Leseeinheit die Identifikationsanforderung an den Transponder bzw. an das elektronische Etikett, das die Energieversorgung üblicherweise dem elektrischen Feld entnimmt und anschließend die spezifischen Filtereckdaten an die Schreib- Leseeinheit zurückübermittelt. Die Daten können dann von einer elektronischen Recheneinheit, bspw. einem Mikrocon troller, in dem Steuergerät auf ein internes Bussystem gelegt werden und stehen somit der Applikationssoftware zur Verfügung.

Der Filter gemäß Anspruch 7 dient insbesondere zum Einsatz in einem vorstehend beschriebenen Fluoreszenzmikroskop, wobei dem Filter ein Transponder zugeordnet ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Durchführung von Untersuchungen bzw. Messungen mit einem Fluoreszenzmikroskop ist in Anspruch 8 angegeben.

Wird festgestellt, dass ein nicht geeigneter Filter im Strahlengang eingebracht ist, kann die Untersuchung abgebrochen werden. Bei einer Fluoreszenzmessung bspw. wird der verwendete Shutter in Abhängigkeit der eingelesenen Daten betätigt.

In Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden mittels einer Schreibeinheit Daten in Transponder geschrieben.

Die eingelesenen Daten können auch in einer Speichereinheit abgelegt werden. Der aktuelle Betriebszustand kann dann zu einem späteren Zeitpunkt rekonstruiert werden, da die Komponenten durch die Transponder erkannt werden und diese Information gespeichert werden kann. Der Einsatz der Transponder kann auch zur Betriebsdatenerfassung herangezo gen werden, die für statistische Auswertungen, wie bspw. die Filterlebensdauer oder die Anzahl der Untersuchungen eines bestimmten Präparats, verwendet werden können.

Das erfindungsgemäße Computerprogramm umfaßt Programmcodemittel, um alle Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit, insbesondere eine Recheneinheit in einem Steuergerät zum Steuern der Abläufe bei einem Mikroskop, zur Ausführung kommt.

Das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt weist diese Programmcodemittel auf, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind.

Die Erfindung ermöglicht die automatische Erkennung der in einem Filterrad eingesetzten Filter in einem motorisierten Fluoreszenz-Stereomikroskop. Eine berührungslose Filteridentifikation der im Filterrad bzw. Filterrevolver befindlichen Sperr- und Erregerfilter ist somit möglich. Auch eine bidirektionale Datenübertragung im Vollduplex-Betrieb kann durchgeführt werden. Ausgelesene Daten können in einem nichtflüchtigen, schreibgeschützten Speicher abgelegt werden. Als zusätzliche Sicherungsmaßnahme können die Daten verschlüsselt vorliegen. Im Gegensatz zu der bekannten Beschriftung von Filtern können auch zusätzliche Informationen, wie bspw. Toleranzangaben, abgelegt werden. Eine Datenpflege ist nicht erforderlich, da die Daten automatisch aktualisiert werden.

Das erfindungsgemäße Fluoreszenzmikroskop weist einen einfachen Aufbau mit kleinen Abmessungen auf. Es eignet sich insbesondere für automatisierte Meßfolgen, weil die erfaßten Daten, die die verwendeten Baugruppen kennzeichnen, als Steuersignale dienen und einen sicheren zuverlässigen Betrieb des Mikroskops gewährleisten.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.
1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fluoreszenzmikroskops in schematischer Darstellung.
2 zeigt ein Filterrad als Beispiel eines gefüllten Magazins des erfindungsgemäßen Fluoreszenzmikroskops in schematischer Darstellung.
In 1 ist eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fluoreszenzmikroskops, insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet, dargestellt.
Zu erkennen ist eine motorisierte Basis 12, eine automatisierte Beleuchtungseinheit 14, ein schwenkbares UV-Filter 16, eine Motorfokus-Einheit 18, eine motorbetriebene Zoom-Einheit 20, eine Fluoreszenz-Einheit 22, ein Okular 24 und ein Tubus 26.
In der Fluoreszenz-Einheit 22 befindet sich ein Shutter 28, ein Filterrad 30 mit Filtern, denen Transponder zugeordnet sind, eine Schreib- Leseeinheit 32 und eine elektronische Steuereinheit 34. Die Schreib- Leseeinheit 32 liest nach Abgabe einer Identifikationsanforderung Daten des Transponders ein, der dem im Strahlengang befindlichen Filter zugeordnet ist. Diese Daten werden an die Steuereinheit 34 wei tergegeben und dann auf das interne Bussystem gelegt und stehen somit der Applikationssoftware zur Verfügung.
Wird festgestellt, dass sich ein für die vorgesehene Untersuchung geeignetes Filter im Strahlengang befindet, wird der Shutter 28 geöffnet. Ist dies nicht der Fall, wird der Ablauf nicht gestartet oder automatisch abgebrochen.
In 2 ist ein Filterrad 40 als Beispiel eines gefüllten Magazins des erfindungsgemäßen Mikroskops in Draufsicht schematisch dargestellt.
Das Filterrad 40 weist vier Aufnahmebereiche 42 auf, in die jeweils ein mit Filtern 44 bestückter Filterträger 46 eingesetzt ist. Auf jedem der Filterträger 46 ist ein Transponder 48 vorgesehen. Diese Transponder 48 sind folglich den Filtern 44 zugeordnet.

10: Fluoreszenzmikroskop
12: Basis
14: Beleuchtungseinheit
16: UV-Filter
18: Motorfokus-Einheit
20: Zoom-Einheit
22: Fluoreszenz-Einheit
24: Okular
26: Tubus
28: Shutter
30: Filterrad
32: Schreib- Leseeinheit
34: Steuereinheit
40: Filterrad
42: Aufnahmebereich
44: Filter
46: Filterträger
48: Transponder

Claims

Fluoreszenzmikroskop mit mindestens einem Magazin (30, 40) mit Aufnahmebereichen (42) zur Aufnahme von Filtern (44), dadurch gekennzeichnet, dass den Filtern (44) Transponder (48) zugeordnet sind sowie eine Leseeinheit zum Lesen von in den Transpondern (48) abgelegten Daten und ein elektrisch betätigbarer Shutter (28) vorgesehen ist, der erst dann geöffnet werden kann, wenn sich das richtige Filter im Strahlengang befindet.
Fluoreszenzmikroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schreibeinheit zum Schreiben von Daten in die Transponder (48) vorgesehen ist.
Fluoreszenzmikroskop nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Aufnahmebereiche (42) zur Aufnahme von Präparaten vorgesehen sind.
Fluoreszenzmikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Magazine (30, 40) mittels Motoren einzustellen sind.
Fluoreszenzmikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektronische Steuereinheit (34) zum Steuern der Abläufe in Abhängigkeit der von den Transpondern (48) eingelesenen Daten vorgesehen ist.
Fluoreszenzmikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es als Stereomikroskop ausgebildet ist.
Filter, insbesondere zur Verwendung in einem Mikroskop (10), nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass dem Filter (44) ein Transponder (48) zugeordnet ist.
Verfahren zur Durchführung von Untersuchungen mit einem Fluoreszenzmikroskop (10) mit mindestens einem Magazin (30, 40) mit Aufnahmebereichen (42) zur Aufnahme von Filtern (44), dadurch gekennzeichnet, dass Transponder (48), die den Filtern (44) zugeordnet sind, mit einer Leseeinheit (32) ausgelesen werden und entsprechend den ausgelesenen Daten die Untersuchung durchgeführt wird, wobei ein Shutter (28) erst dann geöffnet werden kann, wenn sich das richtige Filter im Strahlengang befindet.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren nach Einlesen der Daten abgebrochen wird, wenn sich ein für das gewählte Verfahren nicht geeignetes Filter im Strahlengang befindet.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Schreibeinheit Daten in die Transponder (48) geschrieben werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die eingelesenen Daten abgespeichert werden.
Verfahren nach Anspruch 11, bei dem die abgespeicherten Daten zur Betriebsdatenerfassung herangezogen werden.
Computerprogramm mit Programmcodemitteln, um alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 8 bis 12 durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit, insbesondere einer Recheneinheit in einem Steuergerät (34) gemäß Anspruch 5, ausgeführt wird.
Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, um ein Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12 durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit, insbesondere einer Recheneinheit in einem Steuergerät (34) gemäß Anspruch 5, ausgeführt wird.