顯微鏡是生命科學和醫(yī)學研究領域的重要工具。顯微鏡可以用來以高分辨率觀察微觀區(qū)域，但其觀察視野狹窄，因此難以了解正在觀察的是樣品的哪一部分。要使用有目鏡的顯微鏡開始觀察標本，第一步是目視調整樣品，使其與顯微鏡的聚焦光路重合。然后，用戶必須通過目鏡執(zhí)行詳細搜索，以判斷觀察位置。這一系列的任務稱作觀察前準備。如果用戶不熟悉顯微鏡的操作，這個過程可能緩慢而又反復。

APX100一體式顯微鏡的智能樣品導航器可自動執(zhí)行以下任務，從而幫助提升觀察前準備工作的速度：

• 采集宏觀圖像以獲得樣品的完整圖片
• ​調整標本以立即進行觀察
• 基于容器初始化聚焦位置調整

圖1.APX100的工作流程比傳統(tǒng)顯微鏡更有效率
  

1 宏觀圖像

捕獲樣品整體圖片的宏觀圖像有助于快速找到觀察位置。APX100系統(tǒng)獨特的寬場宏觀光學器件使其能夠在成像伊始快速采集概覽式宏觀圖像。

用于獲得寬場圖像的宏觀光學器件通常不是遠心器件。這意味著在孔板的宏觀圖像中，視場周圍孔的形狀是失真的。具體來說，宏觀圖像中的壁面有反光，使得難以區(qū)分孔的底面。為了防止視場中的孔失真，可以縮窄視場。但這需要為每個孔采集數(shù)張圖像，并將其拼接在一起以形成最終的宏觀圖像。為了克服這些局限性，APX100系統(tǒng)為宏觀光學系統(tǒng)使用了大孔徑鏡頭（圖2），從而實現(xiàn)合格的遠心度和寬視場。宏觀光學器件的放大倍率約為0.07倍，并且只需兩張快照就能采集托架中樣品的宏觀圖像。

2 樣品識別

智能樣品導航器使用基于AI（深度學習）的樣品識別，可在使用載玻片的樣品托架時自動定位宏觀圖像中的樣品。系統(tǒng)的載物臺隨后移動，以使樣品處于顯微光路中，并調整物鏡的高度，使用戶能夠立即開始高倍細節(jié)觀察。

使用AI分析樣品分為兩個階段：學習和推斷。為了進行推斷，首先需要使用一組學習圖像對AI進行訓練。幸運的是，智能樣品導航器的樣品識別功能已經(jīng)配備了一個神經(jīng)網(wǎng)絡，并且該網(wǎng)絡事先使用多種類型的樣品進行過訓練。除了HE染色組織樣品外，辨別類還包括非染色組織樣品，如用熒光染色素染色的實驗室小鼠腦組織切片，以及蓋玻片。

將捕獲的宏觀圖像輸入經(jīng)過訓練的AI網(wǎng)絡（圖3）以探測所觀察的玻片上的組織和蓋玻片時，就會執(zhí)行推斷。系統(tǒng)會將標本識別結果顯示在一個綠色框架中，以協(xié)助用戶在成像實驗期間進行識別（圖3）。
 

 
3 觀察支持

智能樣品導航器通過以下功能幫助進一步提高觀察的便利性：
1、在顯示的宏觀圖像上指定觀察位置，并快速移動到觀察位置（見圖4）。
2、使用樣品識別結果采集高分辨率概覽圖像（見圖5）。
3、發(fā)現(xiàn)觀察過程中可能與樣品托架發(fā)生碰撞的區(qū)域（見圖6）。
 

摘要

APX100系統(tǒng)的智能樣品導航器改進了傳統(tǒng)顯微鏡的觀察前工作流程。在觀察樣品之前，不需要手動移動載物臺來找到樣品、調整物鏡的高度以及查找觀察位置，智能樣品導航器將這一過程自動化，從而大大提高了效率。

只需一次單擊，智能樣品導航器就能找到樣品，將其移至顯微觀察光路，并調整物鏡的高度。整個過程只需大約十秒。采集的宏觀圖像使您能夠立即檢查您想觀察的位置、快速移動載物臺到觀察位置并開始觀察。