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WO2025093672A1 - Method for operating a microtome, and microtome - Google Patents

Method for operating a microtome, and microtome Download PDF

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Publication number
WO2025093672A1
WO2025093672A1 PCT/EP2024/080812 EP2024080812W WO2025093672A1 WO 2025093672 A1 WO2025093672 A1 WO 2025093672A1 EP 2024080812 W EP2024080812 W EP 2024080812W WO 2025093672 A1 WO2025093672 A1 WO 2025093672A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
sample
knife
microtome
axis
cutting edge
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/EP2024/080812
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Matthias Katzengruber
Paul Wurzinger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Leica Mikrosysteme GmbH
Original Assignee
Leica Mikrosysteme GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE102024103621.4A external-priority patent/DE102024103621A1/en
Application filed by Leica Mikrosysteme GmbH filed Critical Leica Mikrosysteme GmbH
Publication of WO2025093672A1 publication Critical patent/WO2025093672A1/en
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02Devices for withdrawing samples
    • G01N1/04Devices for withdrawing samples in the solid state, e.g. by cutting
    • G01N1/06Devices for withdrawing samples in the solid state, e.g. by cutting providing a thin slice, e.g. microtome
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02Devices for withdrawing samples
    • G01N1/04Devices for withdrawing samples in the solid state, e.g. by cutting
    • G01N1/06Devices for withdrawing samples in the solid state, e.g. by cutting providing a thin slice, e.g. microtome
    • G01N2001/065Drive details

Definitions

  • This disclosure relates to a microtome and a method of operating the microtome.
  • a microtome is a specialized tool that can be used in laboratories to cut extremely thin slices of samples.
  • Microtomes typically consist of a knife with a cutting edge and a sample holder in which a sample of the material can be held for the cutting process.
  • An object of this disclosure relates to improving the performance of thin sections on a sample.
  • a first aspect of this disclosure relates to a method for operating a microtome for a cutting operation, the microtome having a knife with a cutting edge and a sample on a sample holder; comprising the following steps:
  • a microtome can be a rotary microtome, suitable for cutting thinner tissue sections.
  • a microtome can also be a cryomicrotome, suitable for cutting frozen samples. This can be useful in preparing samples for biological and/or medical research.
  • a microtome can also be an ultramicrotome, suitable for cutting ultra-thin sections, for example, for electron microscopy.
  • a microtome can also be a laser microtome, which allows samples to be cut non-contact using a laser.
  • Operating a microtome can refer to the application and handling of a microtome. Operating a microtome can include preparing the sample, adjusting the section thickness, cutting the sample, and/or collecting the sections.
  • the cutting process of the microtome can refer to a cutting or dividing process, i.e., the process of precisely and controlledly cutting thin sections or slices from a sample.
  • the knife may be a specialized cutting tool used in a microtome to create precise, thin sections of samples.
  • the knife may be interchangeable.
  • the knife cutting edge may refer to the sharpest area or sharp edge of a knife used to cut the sample or material.
  • the cutting edge can have various shapes.
  • the cutting edge can have a straight edge, a serrated edge, a hollow ground, a V-ground, or a convex ground.
  • the knife can be made of glass or diamond, for example.
  • the sample can refer to the material or substance that is mounted on the microtome and cut into precisely thin sections by the microtome's cutting action. Samples can include biological tissue, plant parts, or other materials.
  • the sample holder can be a device or component that serves to hold and stabilize the sample on the microtome during the sectioning process. The sample holder can precisely fix the sample in a position. The sample holder can potentially ensure that the sections are precise, consistent, and reproducible.
  • the light gap can refer to a space or opening between the cutting edge of the knife and the sample. In other words, light can pass through a space formed, for example, between the cutting edge and the sample.
  • the light gap can possibly have a contour.
  • the contour of the light gap can refer to the external shape or outline of the space through which light can pass.
  • the contour of the light gap can be divided into different sections. At least one section of the contour can be formed by the cutting edge and/or the sample. In other words, one section of the contour can be formed by the cutting edge and another section of the contour by the sample or a sample surface.
  • a light gap can also be defined based on a reflection of a structure in the sample, e.g., a reflection of part of the cutting edge.
  • a user can be positioned such that they can capture a reflection of the cutting edge, whereby the cutting edge is reflected on a sample surface.
  • the light gap can be defined in sections by the cutting edge and a mirror image of the cutting edge in the sample surface or front surface of the sample.
  • the method can therefore comprise determining a light gap that is defined in sections by the position of the cutting edge relative to the sample.
  • Determining a light gap can refer to the process of identifying, measuring, or characterizing the light gap. This can involve measuring the size, width, length, and/or other dimensions of the light gap. This can be done, for example, using special measuring instruments, optical techniques and/or the naked eye of a user.
  • Alignment of the knife and/or sample can refer to the process of adjusting, setting, or positioning the knife and/or sample. During alignment, a specific angle and/or distance between the knife and sample can be set. Alignment can be performed by controlling motors that move the knife and/or sample holder. Alignment of the knife and/or sample holder can also be performed manually by a user.
  • the structure can refer to the arrangement, shape, geometric features or other characteristic quantities, e.g. polygon, contour, color (wavelength), etc.
  • the structure can comprise certain patterns, geometries or arrangements that were deliberately introduced or designed and serve as a target value.
  • the predetermined structure can mean that the arrangement, pattern or shape was deliberately determined in advance.
  • the predetermined structure can be based on specific goals or requirements of the cutting process. For example, the goal of the adjustment process can be to achieve or at least approximate the light gap to the predetermined structure.
  • the light gap can be changed by aligning the knife and/or the sample until the predetermined structure is achieved.
  • a potential advantage of the method may be precise alignment using a light slit and precise cutting into thin slices of the sample. Another advantage may be the avoidance of damage to the knife.
  • the method may allow the knife to make a straight cut. To this end, the method can be used to position a cutting surface of the knife substantially parallel to a sample surface (also referred to as the front surface of the sample or "block face") of the sample or a portion of the sample to be cut.
  • An embodiment of the first aspect of the present disclosure relates to a method of operating a microtome for a cutting operation, comprising the step of:
  • the illumination source can be a light source, a lamp, or a laser.
  • a light beam path can emanate from the light source.
  • the light beam path can be used, at least in part, to determine the light gap.
  • a light source below the knife can illuminate the space between the knife and the sample.
  • illumination is the precise formation and/or determination of the light gap. This advantageously allows for a clear contour of the light gap. Using ambient light alone, capturing a structure according to which the knife and/or sample are aligned may be more difficult.
  • An embodiment of the first aspect of the present disclosure relates to a method for operating a microtome for a cutting process, wherein the determination of the light gap is carried out by a sensor, in particular a camera.
  • the sensor can be a camera that detects the light gap and converts it into an electrical signal.
  • a sensor can also be another light sensor.
  • the sensor can detect the actual positions of the light gap.
  • the actual positions of the light gap can be compared with the target positions, for example, of the specified structure.
  • the light gap can then be adjusted, for example, by aligning the knife and/or the sample, so that the actual positions are closer to the target positions. In other words, the specified structure can be adjusted.
  • An embodiment of the first aspect of the present disclosure relates to a method of operating a microtome for a cutting operation, wherein the structure comprises a shape having two parallel sides, a first side defined by the cutting edge and a second side defined by the sample.
  • an upper edge of the sample surface i.e., the "block face”
  • the cutting edge can be arranged parallel to a surface of the sample.
  • the second side can also be defined by a mirror image or reflection of the cutting edge in the sample surface.
  • a reflection of another structure e.g., a marking in the cutting knife or knife holder, can also be used for alignment.
  • An embodiment of the first aspect of the present disclosure relates to a method of operating a microtome for a cutting operation, wherein the structure comprises a shape having a predetermined distance defined by the side of the structure of the cutting edge and the side of the structure of the sample.
  • This distance can also include a distance to a mirrored feature.
  • An embodiment of the first aspect of the present disclosure relates to a method of operating a microtome for a cutting operation, wherein the sample and/or the knife is moved along or parallel to a first linear axis during alignment.
  • One advantage of moving along or parallel to a first linear axis can be dynamic pre-adaptation to the cutting or cutting process. For example, a distance between the knife and the sample can be monitored and the sample/knife adjusted so that a specified distance remains constant or changes within specified limits during the linear movement.
  • An embodiment of the first aspect of the present disclosure relates to a method for operating a microtome for a cutting operation, wherein the alignment is along a first axis of rotation.
  • a sample can be moved relative to the knife along a linear axis, while maintaining a specified distance.
  • alignment can be performed around a first rotational axis.
  • the rotational axis can be, for example, the x-axis, the x-axis, the y-axis, and/or the z-axis in Fig. 1.
  • An advantage of alignment along a first rotational axis can be a dynamic alignment of the sample to the knife, enabling a smooth cut.
  • An embodiment of the first aspect of the present disclosure relates to a method of operating a microtome for a cutting operation, wherein the alignment is along a second axis of rotation.
  • An embodiment of the first aspect of the present disclosure relates to a method for operating a microtome for a cutting operation, wherein the alignment of the knife is performed by motorized or manual movement of the knife about a first linear axis.
  • Adjusting the knife, especially when the sample is stationary, can provide several benefits, including greater precision and control of section thickness and quality, greater sample stability to reduce artifacts, and better section consistency. By keeping the sample stationary and the blade moving, the risk of damaging delicate samples is reduced, leading to reliable and accurate results for subsequent analysis. can.
  • An embodiment of the first aspect of the present disclosure relates to a method for operating a microtome for a cutting operation, wherein the alignment of the sample is carried out by motorized or manual movement of the sample about a second and a third axis which are arranged at right angles to the first linear axis and/or to each other.
  • Aligning the sample in this way can have the advantage of achieving particularly precise cutting results.
  • An embodiment of the first aspect of the present disclosure relates to a method of operating a microtome for a cutting operation, wherein the structure comprises a substantially rectangular, triangular or trapezoidal shape.
  • One advantage of this approach may be that it provides a simple method for determining the shape of the resulting section.
  • the knife and/or the sample can be aligned such that the light gap has the specified structure, possibly a substantially rectangular shape. This can ensure, for example, that the resulting section is a thin and uniformly thick slice.
  • An embodiment of the first aspect of the present disclosure relates to a method of operating a microtome for a cutting operation, wherein the camera is arranged relative to the sample on the other side of the illumination means such that it is neither arranged on an axis between the illumination means or the sample nor parallel thereto.
  • An advantage of this arrangement may be that the rotation of the knife and/or the sample holder around an axis can be observed.
  • a mirroring or reflection of at least one component of the knife can be formed.
  • such an arrangement can reflect the cutting edge on the sample surface.
  • a further advantage may be that changes in the light gap can be perceived, which are observable by the camera (or a light sensor) by moving the sample or the knife along the axis between the illuminator and the sample (or a parallel axis, e.g. the z'-axis from Fig. 2).
  • An embodiment of the first aspect of the present disclosure relates to a method for operating a microtome for a cutting process, wherein the illumination means and/or the camera are moved to determine the light gap.
  • the illuminator can be moved closer to the microtome.
  • One advantage of this movement may be that the illuminator can be placed in a favorable position for observing the light slit.
  • the sensor and the lighting device can be moved in such a way that the light and reflections of the light can be captured by the sensor during movement. Moving the camera should also reveal changes in the structure of the light gap that would otherwise be invisible.
  • One advantage of moving the sensor can therefore be a positive effect on measuring the light gap. be.
  • An embodiment of the first aspect of the present disclosure relates to a method for operating a microtome for a cutting process, wherein the cutting edge of the knife is specified as being straight to determine the light gap.
  • a straight cutting edge can mean that saw patterns, gaps, or similar features can be considered negligible for orientation along the cutting edge. This allows for a simple comparison between the light gap (including the straight cutting edge) and the specified structure.
  • a second aspect of the present disclosure relates to a microtome adapted to:
  • microtome only requires an interface to move the sample holder and the knife, as well as the appropriate software to control or otherwise enable operation according to the first aspect.
  • the methods and devices described here enable automatic sample and knife alignment in (ultra)microtomes using motorized axes and video analysis software.
  • One advantage of the methods and application described here is the software support for the user. All degrees of freedom required for this process can be motorized. Using a camera, a knife edge or cutting edge, a light gap, and a sample top edge can be automatically detected and evaluated using video analysis methods. By automatically actuating the motors, all axes can be aligned so that the microtome is ready to section the sample at the end of the (alignment) process. Automation can also give less experienced users access to (ultra)microtomes. Incorrect settings can also be significantly reduced. The costly risk of blade damage can be reduced, allowing the user to use the time for other tasks. Video analysis allows a greater distance to be used between the sample and knife during adjustment, which reduces the likelihood of damage to the sample and knife.
  • Fig. 1 shows a microtome according to an embodiment in a perspective view.
  • Fig. 2 shows a microtome according to an embodiment of the present disclosure.
  • Fig. 3 shows a microtome according to an embodiment of the present disclosure.
  • Fig. 4 shows a microtome according to an embodiment of the present disclosure.
  • Fig. 5 shows a microtome according to an embodiment of the present disclosure.
  • Fig. 6 shows a microtome according to an embodiment of the present disclosure.
  • a disclosure of a described method also applies to a corresponding device for carrying out the method or a corresponding system comprising one or more devices, and vice versa.
  • a corresponding device may include a feature for carrying out the described method step, even if this feature is not explicitly described or illustrated in the figure.
  • a corresponding method may include one or more steps for carrying out the described functionality, even if these steps are not explicitly described or illustrated in the figures.
  • a system may include corresponding device features or features for carrying out a specific method step.
  • Fig. 1 schematically shows a microtome 100 according to one embodiment in a perspective view.
  • the microtome 100 is preferably an ultramicrotome or comprises an ultramicrotome.
  • the microtome 100 includes a knife holder 110 and a sample holder 120.
  • a typical microtome includes additional components such as a housing and the like, which are not shown in Fig. 1 for illustrative purposes.
  • the knife holder 110 holds a knife 112.
  • the knife 112 has a cutting edge 114 at the top right of the knife 112.
  • a receiving box 116 can be arranged, for example, on or at the knife 112.
  • the sample holder 120 is designed to receive a sample 122.
  • Such a sample 122 can, for example, have the form of a block that can be inserted into the sample holder 120 such that a sample surface 124 of the sample 122 faces the knife 112.
  • One method of operating such a microtome 100 generally involves moving the sample 122 along a cutting direction c relative to the cutting edge 114 when the sample 122 is properly aligned with the cutting edge 114.
  • the cutting edge 114 is configured to cut a section (or slice) from the sample 122.
  • a section cut from the sample 122 can, for example, be collected in the receiving box 116.
  • the knife holder 110 and the sample holder 120 are configured to be movable relative to each other in the cutting direction c.
  • either the knife holder 110 or the sample holder 120 or both can be configured to be movable along the cutting direction c.
  • the Sample holder 120 is configured to be movable in the cutting direction c (in both directions, up and down).
  • the knife holder 110 and the sample holder 120 can be configured to be movable relative to each other in the feed direction b to bring the cutting edge 114 into contact with the sample 122 and, in particular, to advance the sample 122 after a section or slice has been cut from the sample 122.
  • the knife holder 110 and thus the knife 112 are designed to be movable in the feed direction b, i.e., toward (and away from) the sample 122 or the sample holder 120.
  • the sample holder 120 can also be designed to be movable toward the knife 112 in (or against) the feed direction b.
  • the knife 112 or the cutting edge 114 and the sample 122 or the sample holder 120 must be aligned before cutting in order to produce correct and precise sections of the sample.
  • a z' axis Five axes are shown in Fig. 1 for illustrative purposes: a z' axis, an x' axis, a y' axis, a z' axis, and an x' axis. Rotation of the knife holder 110 and/or the sample holder 120 about one or more of these axes enables the alignment of the cutting edge 114 with the sample surface 124 of the sample 122.
  • the sample holder 120 can generally be configured to be rotatable, for example, about each of three different axes x, y and z.
  • the sample holder 120 or the sample 122 can also be rotated about the x-axis.
  • the x-axis and the x-axis can be arranged parallel to each other.
  • the x-axis and the x-axis can be widely spaced from each other in the y-direction (e.g., 10 to 50 cm).
  • the knife holder 110 could be configured to be rotatable about any of three different axes, of which, for example, only the z' axis is shown (similarly, the x' and y' axes could be used).
  • the axes shown are aligned according to a Cartesian coordinate system, as is typical for such microtomes; however, this is for illustrative purposes only, and other ways of defining such axes are also possible.
  • the rotation of the knife holder 110 and the sample holder 120 about three different axes each allows for a variety of degrees of freedom for the orientation of the cutting edge 114 and the sample surface 124. Nevertheless, a total of three different axes for both the knife holder 110 and the sample holder 120 may be sufficient to ensure alignment in a sufficient number of ways.
  • the knife holder 110 is rotatably mounted about the axis z', wherein the axis z' runs parallel to the cutting direction c.
  • the sample holder 120 is rotatably mounted about the axis x and the axis y.
  • the axis y runs parallel to the feed direction b.
  • an equivalent to the rotatable mounting of the knife holder 110 about the axis z' would be the rotatable mounting of the sample holder 120 about the axis z.
  • the cutting edge 114 can be rotated in the same or equivalent manner relative to the sample 122 or its sample surface 124.
  • the knife holder 110 could be rotatable about a further axis x' and/or y' (not shown in Fig. 1), which would correspond to the rotatability of the sample holder about the axes x and/or y.
  • Which component of the knife holder 110 and the sample holder 120 should be rotatable about which axes can be selected depending on the preferred type of implementation in the specific microtome.
  • the knife holder 110 and/or the sample holder 120 may be provided with actuators for motorized movement to facilitate the required rotation about the respective axis.
  • Fig. 2 shows a microtome 200 according to a further embodiment.
  • the microtome 200 essentially corresponds to the microtome 100 from Fig. 1.
  • the microtome 200 is shown in a sectional view and rotated (the positions of the knife holder and sample holder are reversed).
  • the axes and directions shown in Fig. 1 correspond to the axes shown in Fig. 2. It should be noted that some components of the microtome 100 from Fig. 1 are not shown in Fig. 2, some are shown (with identical reference numerals), and some additional components are shown.
  • the microtome 200 comprises, in addition to the knife holder 110 with the knife 112 and the sample holder 120 with the sample 122, an illumination means 230, a sensor 240, and a control means 250.
  • the illumination means 230 comprises an LED or other light source 232 and a diffusion element or a filter 234 to ensure uniform illumination with the aid of the light source 232.
  • the sensor 240 can consist of a camera.
  • the illumination means 230 is arranged such that the space 235 between the cutting edge 114 and the sample 122 is illuminated.
  • a light beam 238 emitted by the illumination means 230 (or the light source 232) is directed onto the area in which the sample surface 124 of the sample 122 and the cutting edge 114 are arranged.
  • the light passing through the space 235 between the sample surface 124 of the sample 122 and the cutting edge 114 reaches the sensor 240.
  • a light gap 300 is created, which is or can be detected by the sensor 240.
  • the light of the light beam 238 can be reflected on a side surface 218 of the knife 112 and/or at the sample surface 124 of the sample 122.
  • the microtome 200 comprises a first actuator 260.1, a second actuator 260.2, a third actuator 260.3, and a fourth actuator 260.4. It should be noted that when using only one or two axes about which the knife holder 110 and/or the sample holder 120 are rotatably mounted, one or two actuators would be sufficient.
  • the first actuator 260.1 is configured to cause the knife holder 110 to rotate about the z' axis.
  • the second actuator 260.2 is configured to cause the sample holder 120 to rotate about the x' axis; such a rotation corresponds to an inclination of the sample holder 120 and thus of the sample 122.
  • the third actuator 260.3 is configured to cause the sample holder 120 to rotate about the y' axis.
  • the fourth actuator 260.4 is configured to cause the sample holder 120 to rotate about the x' axis.
  • Each of the first, second, third, and fourth actuators 260.1, 260.2, 260.3, 260.4 may be motorized.
  • the control means 250 may be electrically and/or communicatively coupled to each of the first, second, third, and/or fourth actuators 260.1, 260.2, 260.3, 260.4 to actuate them and thus effect the rotation about the respective axis.
  • one, two, three, and/or all four of the first, second, third, and fourth actuators 260.1, 260.2, 260.3, 260.4 may also be non-motorized, but configured to be manually actuated or operated, for example, like a handwheel, to effect the mentioned rotation.
  • One or more of the first, second, third, and fourth actuators 260.1, 260.2, 260.3, 260.4 may also be motorized, but configured for manual operation, for example, such that a user must actuate a control element such as a switch to activate the actuator.
  • the microtome 200 includes a handwheel or actuating wheel 262.
  • the handwheel 262 is configured (in particular by means of a mechanism not shown here) to trigger a cutting movement such that the sample holder 120 moves up and down in the cutting direction c to cut sections from the sample.
  • the handwheel 262 can also be configured to cause a feed movement (e.g., of the knife holder 110) in the feed direction b. Both movements, cutting movement and feed movement, can be coupled such that efficient sectioning of multiple slices is possible.
  • the handwheel 262 can be motorized and/or designed for manual operation. If the handwheel 262 is motorized, an automated cutting movement is possible, so that the handwheel can only be used for additional and/or corrective movements.
  • lateral movement in the direction of the x-axis may be possible to move the sample after cutting a section or slice to cut another slice adjacent to the first.
  • the handwheel 262 may also be configured to allow such lateral movement.
  • Such lateral movement could also be realized in other ways, for example, by an additional (motorized) handwheel.
  • the (cutting) movement performed by the handwheel 262 can also be performed by the fourth actuator 260.4.
  • Fig. 3 shows a microtome 200 with a light slit 300 in a plan view.
  • the light gap 300 is formed between the cutting edge 114 of the knife 112 and the sample 122. Light can pass through the light gap 300 (i.e., a space located between the cutting edge 114 and the sample 122) and be detected by a user.
  • the light gap 300 has a contour 310. A first section 311 of the contour 310 is formed by the cutting edge 114. A second section 312 of the contour 310 is formed by the sample 122 or the sample surface 124.
  • the sample 122 can be precisely positioned relative to the knife 112 in an adjustment process.
  • a computer-implemented method can be used for this purpose.
  • the computer-implemented method can include, in one step, determining the light gap 300, wherein the light gap 300 is captured by a camera.
  • the light gap 300 can be defined in sections by the cutting edge 114 and the sample 122.
  • the method can include aligning the knife 112 and/or the sample 122 so that the light gap 300 has a predetermined structure.
  • the predetermined structure can comprise an angular, in particular rectangular, shape.
  • Fig. 4 to Fig. 6 each show a possible step of aligning the knife 112 and/or the sample 122, e.g., the microtome 200 shown in Fig. 2.
  • the steps shown in Fig. 4 to Fig. 6 may be successive steps.
  • Fig. 4 shows a top view of the microtome 200 during rotation D z of the knife 112 about a z' axis.
  • the sample 122 remains fixed in one position.
  • the knife 112 can be rotated such that the rotated cutting edge 114' runs substantially parallel to the sample surface 124 of the sample 122. This step allows the light gap 300 to assume a predetermined structure.
  • the predetermined structure comprises a shape having two parallel sides. A first side is defined by the cutting edge 114 and a second side by the sample 122.
  • Fig. 5 shows a microtome 200 moving the sample 122 in a side view.
  • the sample 122 can be rotated about the rotation axis x" and/or the (first) rotation axis x.
  • the rotation axis x is also referred to as the sample tilt axis.
  • the rotation axis x" has a distance Ay of approximately 20 cm from the rotation axis x.
  • the sample 122 undergoes a rotation D xn about a rotation axis x", while the knife 112 with the cutting edge 114 remains fixed in one position.
  • the rotation D xn can, for example, result in a nearly translational movement of the sample 122 in the z-direction.
  • the sample 122 is moved quasi along or quasi parallel to a first linear axis z' during alignment.
  • the sample surface 124 is moved to an upper position 124° and/or to a lower position 124 ° .
  • the sample 122 is moved in the z-direction in small steps over the entire height of the sample 122 and just beyond. At each step, the light gap 300 can be detected and analyzed with the sensor 240.
  • the light gap 300 or a distance between the cutting edge 114 and the sample surface 124 can be visually detected (e.g., by means of a pixel graphic). Furthermore, angular deviations of the contour of the light gap can be determined. For example, an angular deviation between a section of the contour formed by the cutting edge 114 and a section of the contour formed by the sample surface 124. For example, 30 measurements can be recorded at different heights of the sample 122. A correction can then be calculated and adjusted based on the analysis of the measurements.
  • a first correction may include a rotation around the x-axis (or sample tilt axis) using the third actuator 260.3. After the first correction, the light gap 300 should remain the same size when the cutting area is traversed by operating the handwheel or automatically.
  • a second correction may comprise a rotation about the z' axis by means of the first actuator 260.1. This rotation may be similar to the rotation D z of the blade 112 shown in Fig. 4. The second correction may be performed with greater precision based on the available measurement data than the rotation D zl shown in Fig. 4.
  • the first and second corrections can result in the light gap remaining parallel while the cutting area is traversed.
  • the cutting movement can be carried out either manually with the handwheel 262 or by software-based control of the fourth actuator 260.4.
  • the cutting movement of the 200 microtome can be achieved by rotating the x-axis.
  • This movement can also be motorized.
  • the x-axis can be parallel to the x-axis of rotation or the sample tilt axis. This enables large cutting movements (over 10 mm).
  • Fig. 6 schematically shows a microtome 200 (e.g. according to the embodiment shown in Fig. 2) during rotation D y of the sample 122 about a y-axis in a further side view.
  • the sample 122 undergoes a rotation D y around a rotation axis y, while the knife 112 remains fixed in one position.
  • the orientation of an upper edge 624.1 of the sample surface 124 changes accordingly to a rotated upper edge 624.1 ' of the sample surface 124.
  • the sample 122 can be rotated such that the rotated upper edge 624.1 ' is arranged substantially parallel to the cutting edge 114 of the knife 112.
  • the distance from knife 112 to sample 122 can be continuously monitored to avoid contact between knife 112 and sample 122. Correction can be performed using precise motors. Furthermore, a continuous automated evaluation of the light gap 300 can be performed using video analysis.
  • a computer may be a PC, a system-on-chip, a DSP, or an FPGA, to name a few examples.
  • Computer components, software modules, functions, data storage, and data structures may be directly or indirectly interconnected to enable the data flow required for their operation.
  • a module or processor includes, but is not limited to, a unit of code that performs a software operation, and e.g., it can be implemented as a code unit of a subroutine or as a code unit of a software function, or as an object (as in an object-oriented paradigm), or as an applet, or in a computer scripting language, or as another type of computer code.
  • the software components and/or functionality may be located on a single computer or distributed across multiple computers, depending on the situation.
  • a microscope comprising a system as described in connection with one or more of Figs. 1 to 6.
  • a microscope may be part of or connected to a system as described in connection with one or more of Figs. 1 to 6.
  • Figs. 1 and 2 each show a schematic representation of a microtome 100 or 200, respectively, configured to perform a method described herein.
  • the microtome 100 or 200 may comprise a computer system.
  • the microtome 100 or 200 is configured to capture images and is connected to the computer system.
  • the computer system is configured to perform at least part of a method described herein.
  • the computer system may be configured to execute a machine learning algorithm.
  • the computer system and the other components of the microtome 100 or 200 may be separate units, but may also be integrated into a common housing.
  • the computer system may be part of a central processing system of the microtome 100 or 200 and/or the computer system may be part of a subcomponent of the microtome 100 or 200, such as a sensor, an actuator, a camera or an illumination unit, etc. of the microtome 100 or 200.
  • the computer system may be a local computer device (e.g., a personal computer, laptop, tablet computer, or mobile phone) with one or more processors and one or more storage devices, or a distributed computer system (e.g., a cloud computer system with one or more processors and one or more multiple storage devices distributed at different locations, e.g., at a local client and/or one or more remote server farms and/or data centers).
  • the computer system may include any circuit or combination of circuits.
  • the computer system may include one or more processors, which may be of any type.
  • processor may refer to any type of computing circuit, such as a microprocessor, a microcontroller, a complex instruction set computing (CISC) microprocessor, a reduced instruction set computing (RISC) microprocessor, a very long instruction word (VLIW) microprocessor, a graphics processor, a digital signal processor (DSP), a multi-core processor, a field-programmable gate array (FPGA), e.g., a microscope or microscope component (e.g., camera) or another type of microscope, e.g., camera), or any other type of processor or processing circuit.
  • CISC complex instruction set computing
  • RISC reduced instruction set computing
  • VLIW very long instruction word
  • DSP digital signal processor
  • FPGA field-programmable gate array
  • circuitry may be a custom circuit, an application-specific integrated circuit (ASIC), or the like, such as one or more circuits (e.g., a communications circuit) for use in wireless devices such as mobile phones, tablet computers, laptop computers, two-way radios, and similar electronic systems.
  • the computer system may include one or more storage devices, which may include one or more storage elements suitable for the particular application, such as main memory in the form of random access memory (RAM), one or more hard disk drives, and/or one or more drives that handle removable media such as compact disks (CDs), flash memory cards, digital video disks (DVDs), and the like.
  • RAM random access memory
  • CDs compact disks
  • DVDs digital video disks
  • the computer system may also include a display device, one or more speakers, and a keyboard and/or a controller, which may include a mouse, a trackball, a touchscreen, a voice recognition device, or other device that enables a system user to input information to and from the computer system. received.
  • a display device one or more speakers
  • a keyboard and/or a controller which may include a mouse, a trackball, a touchscreen, a voice recognition device, or other device that enables a system user to input information to and from the computer system. received.
  • Some or all of the method steps may be performed by (or using) a hardware device, such as a processor, a microprocessor, a programmable computer, or an electronic circuit. In some embodiments, one or more of the key method steps may be performed by such a device.
  • a hardware device such as a processor, a microprocessor, a programmable computer, or an electronic circuit. In some embodiments, one or more of the key method steps may be performed by such a device.
  • embodiments of the invention may be implemented in hardware or software.
  • the implementation may be performed using a non-transitory storage medium such as a digital storage medium, for example, a floppy disk, a DVD, a Blu-ray disc, a CD, a ROM, a PROM, an EPROM, an EEPROM, or a FLASH memory, on which electronically readable control signals are stored that interact (or can interact) with a programmable computer system to perform the respective method. Therefore, the digital storage medium may be computer-readable.
  • Some embodiments of the invention comprise a data carrier with electronically readable control signals capable of cooperating with a programmable computer system to perform one of the methods described herein.
  • embodiments of the present invention can be implemented as a computer program product with program code, wherein the program code serves to perform one of the methods when the computer program product is run on a computer.
  • the program code can, for example, be stored on a machine-readable medium.
  • inventions include the computer program for performing one of the methods described herein, which is based on a stored on a machine-readable medium.
  • one embodiment of the present invention is therefore a computer program having program code for carrying out one of the methods described herein when the computer program is running on a computer.
  • a further embodiment of the present invention is therefore a storage medium (or a data carrier or a computer-readable medium) on which the computer program for performing one of the methods described herein is stored when executed by a processor.
  • the data carrier, digital storage medium, or recorded medium is typically tangible and/or non-transferable.
  • a further embodiment of the present invention is a device as described herein, comprising a processor and the storage medium.
  • a further embodiment of the invention is therefore a data stream or a sequence of signals representing the computer program for carrying out one of the methods described herein.
  • the data stream or signal sequence can, for example, be configured such that it can be transmitted via a data communication connection, e.g., via the Internet.
  • Another embodiment comprises a processing means, e.g., a computer or a programmable logic device, configured or adapted to perform any of the methods described herein.
  • a processing means e.g., a computer or a programmable logic device, configured or adapted to perform any of the methods described herein.
  • a further embodiment comprises a computer on which the computer program for carrying out one of the methods described herein is installed.
  • a further embodiment of the invention comprises a device or system configured to transmit a computer program for performing one of the methods described herein to a recipient (e.g., electronically or optically).
  • the recipient may, for example, be a computer, a mobile device, a storage device, or the like.
  • the device or system may, for example, comprise a file server for transmitting the computer program to the recipient.
  • a programmable logic device e.g., a field-programmable gate array
  • a field-programmable gate array may cooperate with a microprocessor to perform any of the methods described herein. In general, the methods are preferably performed by any hardware device.

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Abstract

A first aspect of this disclosure relates to a method for operating a microtome (100, 200) for a cutting process, the microtome (100, 200) having a knife (112) with a cutting edge (114) and having a sample (122) on a sample holder (120); said method comprising the following steps: - determining a light gap (300) which is defined in some sections by the cutting edge (114) and the sample (122), and - orienting the knife (112) and/or the sample (122) such that the light gap (300) has a predefined structure.

Description

Verfahren zum Betreiben eines Mikrotoms und MikrotomMethod for operating a microtome and microtome

Technisches Feld Technical field

Diese Offenbarung bezieht sich auf ein Mikrotom und ein Verfahren zum Betreiben des Mikrotoms. This disclosure relates to a microtome and a method of operating the microtome.

Hintergrund Background

Ein Mikrotom ist ein Spezialwerkzeug, das in Laboren zum Schneiden extrem dünner Scheiben von Proben verwendet werden kann. A microtome is a specialized tool that can be used in laboratories to cut extremely thin slices of samples.

Um Material, wie beispielsweise biologisches Material, zu untersuchen, ist es üblich, eine dünne Scheibe von einer Probe des zu untersuchenden Materials abzutrennen. Die Dicke der dünnen Scheibe kann zwischen einigen Nanometern und einigen Mikrometern betragen. Die dünne Scheibe kann anschließend unter einem Mikroskop untersucht werden. Mikrotome bestehen üblicherweise aus einem Messer mit einer Schneidkante und einem Probenhalter, in der eine Probe des Materials für den Schneidvorgang gehalten werden kann. To examine material, such as biological material, it is common practice to cut a thin slice from a sample of the material to be examined. The thickness of the thin slice can range from a few nanometers to a few micrometers. The thin slice can then be examined under a microscope. Microtomes typically consist of a knife with a cutting edge and a sample holder in which a sample of the material can be held for the cutting process.

Für den Schneidvorgang ist es üblich, die Probe positionsgenau zum Messer anzuordnen. Bei diesem sogenannten Anstellvorgang sollte möglichst darauf geachtet werden, dass weder das Messer noch die Probe beschädigt werden. Entsprechend sollte verhindert werden, dass es zu einem unbeabsichtigten Kontakt zwischen Messer und Probe kommt. For the cutting process, it is common practice to position the sample precisely relative to the knife. During this adjustment process, care should be taken to ensure that neither the knife nor the sample is damaged. Accordingly, accidental contact between the knife and the sample should be prevented.

Beim Anstellvorgang zwischen Messer und Probe ist es üblich, die Annäherung zwischen der Probe und dem Messer durch ein Stereomikroskop zu beobachten. Diese Beobachtung führt jedoch nicht immer zu einer verlässlichen Einschätzung des Abstandes zwischen der Probe und der Schneidkante des Messers. Daher können technische Anstellhilfen wie beispielsweise ein beweglicher Probenhalter verwendet werden, mit deren Hilfe es möglich ist, einen Spalt zwischen dem Messer und der Probe einzustellen. During the adjustment process between the knife and the sample, it is common practice to observe the approach between the sample and the knife through a stereomicroscope. However, this observation does not always lead to a reliable estimation of the distance between the sample and the cutting edge of the knife. Therefore, technical adjustment aids such as a movable sample holder can be used. Help it is possible to set a gap between the knife and the sample.

Diese Genauigkeit kann auch für die Justierung der Messerschwenkung und der Probenschwenkung erforderlich sein. Bei einem Winkelfehler kann der Schneidvorgang zu unerwünschten Ergebnissen führen. Ein manueller Anstellvorgang, d.h. per Hand durch einen Benutzer, kann viel Übung seitens des jeweiligen Benutzers erfordern und äußerst zeitintensiv sein. This precision may also be required for adjusting the knife pivot and sample pivot. An angle error can lead to undesirable results during the sectioning process. Manual adjustment, i.e., by hand, can require considerable practice on the part of the operator and be extremely time-consuming.

Verbesserungen für diese Situationen sind demnach wünschenswert. Improvements for these situations are therefore desirable.

Allgemeine Beschreibung General description

Eine Aufgabe dieser Offenbarung betrifft die Verbesserung einer Durchführung dünner Schnitte an einer Probe. An object of this disclosure relates to improving the performance of thin sections on a sample.

Diese Aufgabe wird durch die hier offenbarten Ausführungsformen gelöst, die insbesondere durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche definiert sind. Die abhängigen Ansprüche betreffen weitere Ausführungsformen. Verschiedene Aspekte und Ausführungsformen dieser Aspekte sind auch in der nachstehenden Zusammenfassung und Beschreibung offenbart, die zusätzliche Merkmale und Vorteile bieten. This object is achieved by the embodiments disclosed herein, which are particularly defined by the subject matter of the independent claims. The dependent claims relate to further embodiments. Various aspects and embodiments of these aspects are also disclosed in the summary and description below, which provide additional features and advantages.

Ein erster Aspekt dieser Offenbarung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines Mikrotoms für einen Schneidvorgang, wobei das Mikrotom ein Messer mit einer Schneidkante und eine Probe auf einem Probenhalter aufweist; umfassend die folgenden Schritte: A first aspect of this disclosure relates to a method for operating a microtome for a cutting operation, the microtome having a knife with a cutting edge and a sample on a sample holder; comprising the following steps:

- Bestimmen eines Lichtspalts der abschnittsweise durch die Schneidkante und die Probe definiert ist, und - Determining a light gap which is defined in sections by the cutting edge and the sample, and

- Ausrichten des Messers und/oder der Probe, so dass der Lichtspalt eine vorgegebene Struktur aufweist. Ein Mikrotom kann ein Rotationsmikrotom sein, das zum Schneiden dünnerer Gewebeschnitte geeignet ist. Ein Mikrotom kann auch ein Kryomikrotom sein, das zum Schneiden gefrorener Proben geeignet ist. Dies kann bei der Vorbereitung von Proben für die Forschung in Biologie und/oder Medizin nützlich sein. Ein Mikrotom kann auch ein Ultramikrotom sein, das zum Schneiden ultradünner Schnitte, beispielsweise für die Elektronenmikroskopie, geeignet ist. Ein Mikrotom kann auch ein Lasermikrotom sein, mit dem sich Proben berührungslos mit einem Laser schneiden lassen. - Aligning the knife and/or the sample so that the light slit has a predetermined structure. A microtome can be a rotary microtome, suitable for cutting thinner tissue sections. A microtome can also be a cryomicrotome, suitable for cutting frozen samples. This can be useful in preparing samples for biological and/or medical research. A microtome can also be an ultramicrotome, suitable for cutting ultra-thin sections, for example, for electron microscopy. A microtome can also be a laser microtome, which allows samples to be cut non-contact using a laser.

Das Betreiben eines Mikrotoms kann sich auf die Anwendung und Handhabung eines Mikrotoms beziehen. Das Betreiben eines Mikrotoms kann die Vorbereitung der Probe, Einstellung der Schnittdicke, Schneiden der Probe und/oder Sammeln der Schnitte umfassen. Der Schneidvorgang des Mikrotoms kann sich auf ein Trenn- bzw. Zerteilverfahren beziehen, d.h. der Prozess des präzisen und kontrollierten Schneidens von dünnen Schnitten bzw. Scheiben aus einer Probe. Operating a microtome can refer to the application and handling of a microtome. Operating a microtome can include preparing the sample, adjusting the section thickness, cutting the sample, and/or collecting the sections. The cutting process of the microtome can refer to a cutting or dividing process, i.e., the process of precisely and controlledly cutting thin sections or slices from a sample.

Bei dem Messer kann es sich um ein spezielles Schneidwerkzeug handeln, das in einem Mikrotom verwendet wird, um präzise dünne Schnitte von Proben herzustellen. Das Messer kann austauschbar sein. Die Schneidkante des Messers kann sich auf den schärfsten Bereich oder die scharfe Kante eines Messers, die zum Schneiden der Probe bzw. des Materials verwendet wird, beziehen. Die Schneidkante kann verschiedene Formen aufweisen. Die Schneidkante kann beispielsweise eine gerade Kante, einen Wellenschliff, einen Hohlschliff, einen V-Schliff oder einen konvexen Schliff aufweisen. Das Messer kann z.B. aus Glas oder Diamant sein. The knife may be a specialized cutting tool used in a microtome to create precise, thin sections of samples. The knife may be interchangeable. The knife cutting edge may refer to the sharpest area or sharp edge of a knife used to cut the sample or material. The cutting edge can have various shapes. For example, the cutting edge can have a straight edge, a serrated edge, a hollow ground, a V-ground, or a convex ground. The knife can be made of glass or diamond, for example.

Die Probe kann sich auf das Material oder die Substanz, die auf das Mikrotom montiert wird und durch den Schneidvorgang des Mikrotoms in präzise dünne Schnitte geschnitten wird, beziehen. Proben können biologisches Gewebe, Pflanzenteile oder andere Materialien umfassen. Bei dem Probenhalter kann es sich um eine Vorrichtung oder ein Bauteil handeln, das dazu dient, die Probe während des Schneidvorgangs auf dem Mikrotom zu halten und zu stabilisieren. Der Probenhalter kann die Probe präzise an einer Position fixieren. Mit dem Probenhalter kann möglicherweise sichergestellt werden, dass die Schnitte präzise, gleichmäßig und reproduzierbar sind. The sample can refer to the material or substance that is mounted on the microtome and cut into precisely thin sections by the microtome's cutting action. Samples can include biological tissue, plant parts, or other materials. The sample holder can be a device or component that serves to hold and stabilize the sample on the microtome during the sectioning process. The sample holder can precisely fix the sample in a position. The sample holder can potentially ensure that the sections are precise, consistent, and reproducible.

Der Lichtspalt kann sich auf einen Raum oder eine Öffnung zwischen der Schneidkante des Messers und der Probe beziehen. Mit anderen Worten kann Licht durch einen Raum, der beispielsweise zwischen der Schneidkante und der Probe ausgebildet wird, hindurchtreten. Der Lichtspalt kann möglicherweise eine Kontur aufweisen. Die Kontur des Lichtspalts kann sich auf die äußere Form oder den Umriss des Raums, durch den Licht hindurchtreten kann, beziehen. Die Kontur des Lichtspalts kann in verschiedene Abschnitte unterteilt werden. Dabei kann zumindest ein Abschnitt der Kontur durch die Schneidkante und/oder die Probe gebildet werden. Mit anderen Worten kann ein Abschnitt der Kontur durch die Schneidkante und ein weiterer Abschnitt der Kontur durch die Probe bzw. einer Probenoberfläche gebildet sein. Insbesondere kann ein Lichtspalt auch auf Basis einer Reflektion einer Struktur in der Probe definiert werden, z.B. einer Reflektion eines Teils der Schneidkante. Beispielsweise kann ein Benutzer derart positioniert sein, dass er eine Reflektion der Schneidkante erfassen kann, wobei die Schneidkannte an einer Probenoberfläche reflektiert wird. Mit anderen Worten kann der Lichtspalt abschnittsweise durch die Schneidkante und ein Spiegelbild der Schneidkante in der Probenoberfläche bzw. Vorderfläche der Probe definiert sein. Das Verfahren kann demnach das Bestimmen eines Lichtspalts, der abschnittsweise durch die Lage der Schneidkante zur Probe definiert ist, umfassen. The light gap can refer to a space or opening between the cutting edge of the knife and the sample. In other words, light can pass through a space formed, for example, between the cutting edge and the sample. The light gap can possibly have a contour. The contour of the light gap can refer to the external shape or outline of the space through which light can pass. The contour of the light gap can be divided into different sections. At least one section of the contour can be formed by the cutting edge and/or the sample. In other words, one section of the contour can be formed by the cutting edge and another section of the contour by the sample or a sample surface. In particular, a light gap can also be defined based on a reflection of a structure in the sample, e.g., a reflection of part of the cutting edge. For example, a user can be positioned such that they can capture a reflection of the cutting edge, whereby the cutting edge is reflected on a sample surface. In other words, the light gap can be defined in sections by the cutting edge and a mirror image of the cutting edge in the sample surface or front surface of the sample. The method can therefore comprise determining a light gap that is defined in sections by the position of the cutting edge relative to the sample.

Das Bestimmen eines Lichtspalts kann sich auf den Prozess des Identifizierens, Messens oder Charakterisierens des Lichtspalts beziehen. Dabei kann die Größe, Breite, Länge und/oder andere Dimensionen des Lichtspalts gemessen werden. Dies kann beispielsweise mit speziellen Messinstrumenten, optischen Techniken und/oder dem bloßen Auge eines Benutzers erfolgen. Determining a light gap can refer to the process of identifying, measuring, or characterizing the light gap. This can involve measuring the size, width, length, and/or other dimensions of the light gap. This can be done, for example, using special measuring instruments, optical techniques and/or the naked eye of a user.

Das Ausrichten des Messers und/oder der Probe kann sich auf den Prozess des Justierens, Einstellens oder Positionierens des Messers und/oder der Probe beziehen. Dabei kann beim Ausrichten ein bestimmter Winkel und/oder Abstand zwischen Messer und Probe eingestellt werden. Das Ausrichten kann durch Ansteuerung von Motoren, welche Messer und/oder Probenhalter verfahren, erfolgen. Das Ausrichten des Messers und/oder Probenhalters kann auch manuell durch einen Benutzer erfolgen. Alignment of the knife and/or sample can refer to the process of adjusting, setting, or positioning the knife and/or sample. During alignment, a specific angle and/or distance between the knife and sample can be set. Alignment can be performed by controlling motors that move the knife and/or sample holder. Alignment of the knife and/or sample holder can also be performed manually by a user.

Die Struktur kann sich auf die Anordnung, Form, geometrischen Merkmale oder andere charakteristische Größen beziehen, z.B. Vieleck, Kontur, Farbe (Wellenlänge), etc. Beispielsweise kann die Struktur bestimmte Muster, Geometrien oder Anordnungen umfassen, die bewusst eingeführt oder gestaltet wurden und als Sollwert dienen. Die vorgegebene Struktur kann bedeuten, dass die Anordnung, das Muster oder die Form im Vorfeld bewusst festgelegt wurden. Die vorgegebene Struktur kann auf bestimmten Zielen oder Anforderungen des Schneidvorgangs basieren. Beispielsweise kann das Ziel des Anstellvorgangs das Erreichen oder zumindest das Annähern des Lichtspalts an die vorgegebene Struktur sein. Dabei kann der Lichtspalt durch das Ausrichten des Messers und/oder der Probe so lange verändert werden, bis die vorgegebene Struktur erreicht ist. The structure can refer to the arrangement, shape, geometric features or other characteristic quantities, e.g. polygon, contour, color (wavelength), etc. For example, the structure can comprise certain patterns, geometries or arrangements that were deliberately introduced or designed and serve as a target value. The predetermined structure can mean that the arrangement, pattern or shape was deliberately determined in advance. The predetermined structure can be based on specific goals or requirements of the cutting process. For example, the goal of the adjustment process can be to achieve or at least approximate the light gap to the predetermined structure. The light gap can be changed by aligning the knife and/or the sample until the predetermined structure is achieved.

Ein möglicher Vorteil des Verfahrens kann eine präzise Ausrichtung mittels Lichtspalt und ein präziser Schneidvorgang in dünne Scheiben der Probe sein. Ferner kann ein Vorteil die Vermeidung der Beschädigung des Messers sein. Dabei kann mittels des Verfahrens das Messer möglicherweise einen geraden Schnitt durchführen. Dazu kann eine Schneidfläche des Messers mittels des Verfahrens im Wesentlichen parallel zu einer Probenoberfläche (auch als Vorderfläche der Probe oder "Block Face" bezeichnet) der Probe oder eines zu schneidenden Teils der Probe angeordnet werden. Eine Ausführungsform des ersten Aspekts der vorliegenden Offenbarung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines Mikrotoms für einen Schneidvorgang, umfassend den Schritt: A potential advantage of the method may be precise alignment using a light slit and precise cutting into thin slices of the sample. Another advantage may be the avoidance of damage to the knife. The method may allow the knife to make a straight cut. To this end, the method can be used to position a cutting surface of the knife substantially parallel to a sample surface (also referred to as the front surface of the sample or "block face") of the sample or a portion of the sample to be cut. An embodiment of the first aspect of the present disclosure relates to a method of operating a microtome for a cutting operation, comprising the step of:

- Beleuchten des Raumes zwischen Schneidkante und Probe mit einem Beleuchtungsmittel. - Illuminate the space between the cutting edge and the sample with a light source.

Das Beleuchtungsmittel kann eine Lichtquelle, eine Lampe oder ein Laser sein. Von der Lichtquelle ausgehend kann sich ein Lichtstrahlengang entwickeln. Der Lichtstrahlengang kann zumindest teilweise für das Bestimmen des Lichtspalts verwendet werden. Ein Beleuchtungsmittel unterhalb des Messers kann dabei den Raum zwischen dem Messer und der Probe beleuchten. The illumination source can be a light source, a lamp, or a laser. A light beam path can emanate from the light source. The light beam path can be used, at least in part, to determine the light gap. A light source below the knife can illuminate the space between the knife and the sample.

Ein Vorteil des Beleuchtens ist ein präzises Ausbilden und/oder Bestimmen des Lichtspalts. Dabei kann vorteilhafterweise eine klare Kontur des Lichtspalts gebildet werden. Allein mit Umgebungslicht könnte eine Erfassung einer Struktur, gemäß der das Messer und/oder die Probe ausgerichtet werden, schwieriger sein. One advantage of illumination is the precise formation and/or determination of the light gap. This advantageously allows for a clear contour of the light gap. Using ambient light alone, capturing a structure according to which the knife and/or sample are aligned may be more difficult.

Eine Ausführungsform des ersten Aspekts der vorliegenden Offenbarung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines Mikrotoms für einen Schneidvorgang, wobei das Bestimmen des Lichtspalts durch einen Sensor, insbesondere eine Kamera, erfolgt. An embodiment of the first aspect of the present disclosure relates to a method for operating a microtome for a cutting process, wherein the determination of the light gap is carried out by a sensor, in particular a camera.

Mittels Sensors ist es beispielsweise möglich den Lichtspalt schnell und automatisiert zu bestimmen bzw. zu erfassen. Somit kann ein dynamischer Anstellvorgang bereitgestellt werden. Dabei kann der Sensor eine Kamera sein, die dazu dient, den Lichtspalt zu erfassen und in ein elektrisches Signal umzuwandeln. Ein Sensor kann auch ein anderer Lichtsensor sein. Durch den Sensor können die Ist-Positionen des Lichtspalts erfasst werden. Die Ist-Positionen des Lichtspalts können mit den Soll-Positionen, beispielsweise der vorgegebenen Struktur, verglichen werden. Daraufhin kann veranlasst werden, dass der Lichtspalt verändert wird, beispielsweise mittels Ausrichtens des Messers und/oder der Probe, so dass die Ist-Positionen den Soll-Positionen angenähert werden. Mit anderen Worten kann die vorgegebene Struktur eingeregelt werden. Using a sensor, for example, it is possible to quickly and automatically determine or detect the light gap. This allows for a dynamic adjustment process. The sensor can be a camera that detects the light gap and converts it into an electrical signal. A sensor can also be another light sensor. The sensor can detect the actual positions of the light gap. The actual positions of the light gap can be compared with the target positions, for example, of the specified structure. The light gap can then be adjusted, for example, by aligning the knife and/or the sample, so that the actual positions are closer to the target positions. In other words, the specified structure can be adjusted.

Eine Ausführungsform des ersten Aspekts der vorliegenden Offenbarung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines Mikrotoms für einen Schneidvorgang, wobei die Struktur eine Form umfasst, welche zwei parallele Seiten aufweist, wobei eine erste Seite durch die Schneidkante und eine zweite Seite durch die Probe definiert ist. An embodiment of the first aspect of the present disclosure relates to a method of operating a microtome for a cutting operation, wherein the structure comprises a shape having two parallel sides, a first side defined by the cutting edge and a second side defined by the sample.

Beispielsweise kann eine Oberkante der Probenoberfläche (d.h. des „Block Face“) parallel zur Schneidkante angeordnet sein. Somit würde sich ergeben, dass eine erste Seite der Kontur des Lichtspalts durch die Schneidkante und eine zweite Seite der Kontur des Lichtspalts durch die Probe definiert ist. Die Probe kann vielflächig sein, wobei eine Oberfläche die Probenoberfläche bildet. Folglich kann die Schneidkante zu einer Oberfläche der Probe parallel sein. For example, an upper edge of the sample surface (i.e., the "block face") can be arranged parallel to the cutting edge. This would result in a first side of the contour of the light gap being defined by the cutting edge, and a second side of the contour of the light gap being defined by the sample. The sample can be polyhedral, with one surface forming the sample surface. Consequently, the cutting edge can be parallel to a surface of the sample.

Die zweite Seite kann auch durch ein Spiegelbild bzw. einer Reflektion der Schneidkante in der Probenoberfläche der Probe definiert sein. Auch eine Spiegelung einer anderen Struktur, z.B. einer Markierung im Schneidmesser oder im Messerhalter, kann zur Ausrichtung verwendet werden. The second side can also be defined by a mirror image or reflection of the cutting edge in the sample surface. A reflection of another structure, e.g., a marking in the cutting knife or knife holder, can also be used for alignment.

Ein Vorteil dabei kann es sein, dass das Ergebnis des Schneidvorgangs optimal eingestellt werden kann. Das Ergebnis kann beispielsweise eine Scheibe der Probe mit zwei parallelen Seiten und einem vordefinierten Abstand an zumindest einem Abschnitt sein. Eine Ausführungsform des ersten Aspekts der vorliegenden Offenbarung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines Mikrotoms für einen Schneidvorgang, wobei die Struktur eine Form umfasst, welche einen vorgegebenen Abstand aufweist, der durch die Seite der Struktur der Schneidkante und die Seite der Struktur der Probe definiert ist. One advantage of this approach is that the result of the cutting process can be optimally adjusted. The result could, for example, be a slice of the sample with two parallel sides and a predefined distance along at least one section. An embodiment of the first aspect of the present disclosure relates to a method of operating a microtome for a cutting operation, wherein the structure comprises a shape having a predetermined distance defined by the side of the structure of the cutting edge and the side of the structure of the sample.

Auch dieser Abstand kann ein Abstand zu einem gespiegelten Merkmal umfassen. This distance can also include a distance to a mirrored feature.

Durch eine Abstandsmessung an verschiedenen Punkten kann ebenso eine parallele oder anders vorgegebene Ausrichtung von Messer und Probe relative zueinander erfolgen. By measuring the distance at different points, a parallel or otherwise specified alignment of the knife and sample relative to each other can also be achieved.

Eine Ausführungsform des ersten Aspekts der vorliegenden Offenbarung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines Mikrotoms für einen Schneidvorgang, wobei die Probe und/oder das Messer während des Ausrichtens entlang oder parallel zu einer ersten linearen Achse bewegt wird. An embodiment of the first aspect of the present disclosure relates to a method of operating a microtome for a cutting operation, wherein the sample and/or the knife is moved along or parallel to a first linear axis during alignment.

Ein Vorteil der Bewegung entlang oder parallel zu einer ersten linearen Achse kann eine dynamische Voranpassung auf den Schnitt bzw. Schneidvorgang sein. Dabei kann z.B. ein Abstand zwischen Messer und Probe beobachtet werden und Probe/Messer so eingestellt werden, dass ein vorgegebener Abstand sich während der linearen Bewegung nicht oder in vorgegebenen Grenzen ändert. One advantage of moving along or parallel to a first linear axis can be dynamic pre-adaptation to the cutting or cutting process. For example, a distance between the knife and the sample can be monitored and the sample/knife adjusted so that a specified distance remains constant or changes within specified limits during the linear movement.

Eine Ausführungsform des ersten Aspekts der vorliegenden Offenbarung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines Mikrotoms für einen Schneidvorgang, wobei die Ausrichtung entlang einer ersten Drehachse erfolgt. Insbesondere kann eine Probe relativ zum Messer entlang einer linearen Achse verfahren werden, wobei ein vorgegebener Abstand eingehalten werden soll. Zur Einhaltung des Abstandes kann eine Ausrichtung um eine erste Drehachse erfolgen. Die Drehachse kann z.B. die x-Achse, die x“- Achse, die y-Achse und/oder die z-Achse in Fig. 1 sein. An embodiment of the first aspect of the present disclosure relates to a method for operating a microtome for a cutting operation, wherein the alignment is along a first axis of rotation. In particular, a sample can be moved relative to the knife along a linear axis, while maintaining a specified distance. To maintain the distance, alignment can be performed around a first rotational axis. The rotational axis can be, for example, the x-axis, the x-axis, the y-axis, and/or the z-axis in Fig. 1.

Ein Vorteil der Ausrichtung entlang einer ersten Drehachse kann eine dynamische Ausrichtung der Probe auf das Messer sein, so dass ein glatter Schnitt ermöglicht wird. An advantage of alignment along a first rotational axis can be a dynamic alignment of the sample to the knife, enabling a smooth cut.

Eine Ausführungsform des ersten Aspekts der vorliegenden Offenbarung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines Mikrotoms für einen Schneidvorgang, wobei die Ausrichtung entlang einer zweiten Drehachse erfolgt. An embodiment of the first aspect of the present disclosure relates to a method of operating a microtome for a cutting operation, wherein the alignment is along a second axis of rotation.

Durch Ausrichtung um zwei Drehachsen, insbesondere während einer linearen Bewegung, kann insbesondere ein vorgegebener Abstand effektiv eingestellt werden. By aligning around two axes of rotation, especially during a linear movement, a given distance can be effectively adjusted.

Eine Ausführungsform des ersten Aspekts der vorliegenden Offenbarung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines Mikrotoms für einen Schneidvorgang, wobei das Ausrichten des Messers durch motorisches oder manuelles Bewegen des Messers um eine erste lineare Achse erfolgt. An embodiment of the first aspect of the present disclosure relates to a method for operating a microtome for a cutting operation, wherein the alignment of the knife is performed by motorized or manual movement of the knife about a first linear axis.

Eine Einstellung des Messers kann insbesondere bei feststehender Probe erfolgen und dabei mehrere Vorteile bewirken, insbesondere eine höhere Präzision und Kontrolle der Schnittdicke und -qualität, eine höhere Probenstabilität zur Verringerung von Artefakten und eine bessere Konsistenz der Schnitte. Indem die Probe stationär gehalten und die Klinge bewegt wird, verringert sich das Risiko, empfindliche Proben zu beschädigen, was zu zuverlässigen und genauen Ergebnissen bei einer späteren Analyse führen kann. Adjusting the knife, especially when the sample is stationary, can provide several benefits, including greater precision and control of section thickness and quality, greater sample stability to reduce artifacts, and better section consistency. By keeping the sample stationary and the blade moving, the risk of damaging delicate samples is reduced, leading to reliable and accurate results for subsequent analysis. can.

Eine Ausführungsform des ersten Aspekts der vorliegenden Offenbarung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines Mikrotoms für einen Schneidvorgang, wobei das Ausrichten der Probe durch motorisches oder manuelles Bewegen der Probe um eine zweite und eine dritte Achse erfolgt, welche zur ersten linearen Achse und/oder zueinander rechtwinklig angeordnet sind. An embodiment of the first aspect of the present disclosure relates to a method for operating a microtome for a cutting operation, wherein the alignment of the sample is carried out by motorized or manual movement of the sample about a second and a third axis which are arranged at right angles to the first linear axis and/or to each other.

Ein derartiges Ausrichten der Probe kann den Vorteil haben, dass ein besonders präzises Schneidergebnis erzielt werden kann. Aligning the sample in this way can have the advantage of achieving particularly precise cutting results.

Eine Ausführungsform des ersten Aspekts der vorliegenden Offenbarung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines Mikrotoms für einen Schneidvorgang, wobei die Struktur eine im Wesentlichen rechteckige, dreieckige oder trapezförmige Form umfasst. An embodiment of the first aspect of the present disclosure relates to a method of operating a microtome for a cutting operation, wherein the structure comprises a substantially rectangular, triangular or trapezoidal shape.

Ein Vorteil dieses Vorgehens kann darin bestehen, dass eine einfache Methode bereitgestellt wird, um die Form des Ergebnisses des Schneidvorgang zu bestimmen. Beispielsweise kann das Messer und/oder die Probe derart ausgerichtet werden, dass der Lichtspalt die vorgegebene Struktur aufweist, nämlich möglicherweise eine im Wesentlichen rechteckige Form. Somit kann beispielsweise sichergestellt werden, dass das Ergebnis des Schneidvorgangs eine dünne und gleichmäßig dicke Scheibe ist. One advantage of this approach may be that it provides a simple method for determining the shape of the resulting section. For example, the knife and/or the sample can be aligned such that the light gap has the specified structure, possibly a substantially rectangular shape. This can ensure, for example, that the resulting section is a thin and uniformly thick slice.

Eine Ausführungsform des ersten Aspekts der vorliegenden Offenbarung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines Mikrotoms für einen Schneidvorgang, wobei die Kamera relativ zur Probe auf der anderen Seite des Beleuchtungsmittels so angeordnet ist, dass sie weder auf einer Achse zwischen Beleuchtungsmittel oder Probe noch parallel dazu angeordnet ist. Ein Vorteil dieser Anordnung kann darin bestehen, dass die Drehung des Messers und/oder des Probenhalters um eine Achse beobachtbar sein kann.An embodiment of the first aspect of the present disclosure relates to a method of operating a microtome for a cutting operation, wherein the camera is arranged relative to the sample on the other side of the illumination means such that it is neither arranged on an axis between the illumination means or the sample nor parallel thereto. An advantage of this arrangement may be that the rotation of the knife and/or the sample holder around an axis can be observed.

Vorteilhafterweise kann dabei eine Spiegelung bzw. Reflektion zumindest eines Bestandteils des Messers ausgebildet werden. Advantageously, a mirroring or reflection of at least one component of the knife can be formed.

Beispielsweise kann durch eine derartige Anordnung die Schneidkante an der Probenoberfläche reflektiert werden. For example, such an arrangement can reflect the cutting edge on the sample surface.

Ein weiterer Vorteil kann sein, dass Veränderungen des Lichtspalts wahrgenommen werden können, die durch eine Bewegung der Probe bzw. des Messers entlang der Achse zwischen Beleuchtungsmittel und Probe (oder einer parallelen Achse dazu, z.B. der z‘-Achse aus Fig. 2) durch die Kamera (oder einen Lichtsensor) beobachtbar sind. A further advantage may be that changes in the light gap can be perceived, which are observable by the camera (or a light sensor) by moving the sample or the knife along the axis between the illuminator and the sample (or a parallel axis, e.g. the z'-axis from Fig. 2).

Eine Ausführungsform des ersten Aspekts der vorliegenden Offenbarung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines Mikrotoms für einen Schneidvorgang, wobei zum Bestimmen des Lichtspalts das Beleuchtungsmittel und/oder die Kamera bewegt wird. An embodiment of the first aspect of the present disclosure relates to a method for operating a microtome for a cutting process, wherein the illumination means and/or the camera are moved to determine the light gap.

Das Beleuchtungsmittel kann beispielsweise näher an das Mikrotom bewegt werden. Ein Vorteil des Bewegens kann es sein, dass das Beleuchtungsmittel in eine günstige Position zum Beobachten des Lichtspalts gebracht werden kann. For example, the illuminator can be moved closer to the microtome. One advantage of this movement may be that the illuminator can be placed in a favorable position for observing the light slit.

Es ist auch möglich, dass der Sensor bzw. die Kamera zum Bestimmen des Lichtspalts bewegt wird. Der Sensor und das Beleuchtungsmittel können dabei derart bewegt werden, dass das Licht und Reflektionen des Lichts bei der Bewegung mittels des Sensors erfasst werden können. Durch eine Bewegung der Kamera sollen auch Änderungen in der Struktur des Lichtspalts sichtbar werden, die ansonsten nicht sichtbar sind. Ein Vorteil der Bewegung des Sensors kann somit ein positiver Effekt für die Vermessung des Lichtspalts sein. It is also possible to move the sensor or camera to determine the light gap. The sensor and the lighting device can be moved in such a way that the light and reflections of the light can be captured by the sensor during movement. Moving the camera should also reveal changes in the structure of the light gap that would otherwise be invisible. One advantage of moving the sensor can therefore be a positive effect on measuring the light gap. be.

Eine Ausführungsform des ersten Aspekts der vorliegenden Offenbarung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines Mikrotoms für einen Schneidvorgang, wobei zur Bestimmung des Lichtspalts die Schneidkante des Messers als geradlinig vorgegeben wird. An embodiment of the first aspect of the present disclosure relates to a method for operating a microtome for a cutting process, wherein the cutting edge of the knife is specified as being straight to determine the light gap.

Ein Vorteil kann darin bestehen, dass der Lichtspalt durch die geradlinig vorgegebene Schneidkante besonders einfach bestimmt werden kann. Eine geradlinig vorgegebene Schneidkante kann bedeuten, dass für eine Orientierung an der Schneidkante Sägemuster, Spalte oder Ähnliches als vernachlässigbar erachtet werden können. Dadurch kann ein einfacher Vergleich zwischen Lichtspalt (inkl. geradliniger Schneidkante) und vorgegebener Struktur durchgeführt werden. One advantage may be that the light gap can be determined particularly easily due to the straight cutting edge. A straight cutting edge can mean that saw patterns, gaps, or similar features can be considered negligible for orientation along the cutting edge. This allows for a simple comparison between the light gap (including the straight cutting edge) and the specified structure.

Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Offenbarung bezieht sich auf ein Mikrotom, ausgebildet dazu: A second aspect of the present disclosure relates to a microtome adapted to:

- ein Verfahren nach einem nach dem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung durchzuführen; und/oder - to carry out a method according to the first aspect of the present disclosure; and/or

- Informationen mit einer Vorrichtung auszutauschen, die ein Verfahren nach dem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung ausführt. - to exchange information with a device that carries out a method according to the first aspect of the present disclosure.

Ein Vorteil eines derartigen Mikrotoms kann darin bestehen, dass das Mikrotom lediglich eine Schnittstelle benötigt, um den Probenhalter und das Messer zu bewegen, sowie die entsprechende Software, um einen Betrieb gemäß dem ersten Aspekt zu steuern oder anderweitig zu ermöglichen. An advantage of such a microtome may be that the microtome only requires an interface to move the sample holder and the knife, as well as the appropriate software to control or otherwise enable operation according to the first aspect.

Mittels des Mikrotoms können auch mehrere Schnittbänder nebeneinander durch seitliches Verfahren des Messers erzeugt werden. Zusammenfassend können die hierin beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen eine automatische Proben- und Messerausrichtung bei (Ultra- )Mikrotomen durch motorisierte Achsen und Videoanalyse-Software ermöglichen. Ein Vorteil der hierin beschriebenen Verfahren und Anwendung ist die Unterstützung durch Software für den Anwender. Sämtliche für diesen Vorgang benötigte Freiheitsgrade können motorisiert werden. Über eine verwendete Kamera können durch Videoanalyseverfahren eine Messerkante bzw. Schneidkante, ein Lichtspalt und eine Probenoberkante automatisch erkannt und ausgewertet werden. Durch die automatische Betätigung der Motoren können alle Achsen so ausgerichtet werden, dass am Ende des (Anstell-)Vorgangs das Mikrotom bereit zum Schneiden der Probe ist. Die Automatisierung kann auch weniger erfahrenen Anwendern den Zugang zu (Ultra-)Mikrotomen ermöglichen. Auch können Fehleinstellungen deutlich reduziert werden. Das kostspielige Risiko einer Beschädigung der Klinge kann reduziert werden. Der Anwender kann die Zeit für andere Aufgaben verwenden. Durch die Videoanalyse kann bei einer Justage ein größerer Abstand zwischen Probe und Messer verwendet werden, was die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung von Probe und Messer verringert. Using the microtome, several cutting bands can also be created next to each other by moving the knife sideways. In summary, the methods and devices described here enable automatic sample and knife alignment in (ultra)microtomes using motorized axes and video analysis software. One advantage of the methods and application described here is the software support for the user. All degrees of freedom required for this process can be motorized. Using a camera, a knife edge or cutting edge, a light gap, and a sample top edge can be automatically detected and evaluated using video analysis methods. By automatically actuating the motors, all axes can be aligned so that the microtome is ready to section the sample at the end of the (alignment) process. Automation can also give less experienced users access to (ultra)microtomes. Incorrect settings can also be significantly reduced. The costly risk of blade damage can be reduced, allowing the user to use the time for other tasks. Video analysis allows a greater distance to be used between the sample and knife during adjustment, which reduces the likelihood of damage to the sample and knife.

Kurze Beschreibung der Figuren Short description of the characters

Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den folgenden Ausführungsformen, die sich zum Teil auf die Figuren beziehen. Die Figuren zeigen die Ausführungsformen nicht immer maßstabsgetreu. Die Abmessungen der verschiedenen Merkmale können insbesondere zur Klarheit der Beschreibung entsprechend vergrößert oder verkleinert sein. Hierzu sind die Figuren zumindest teilweise schematisiert. Further advantages and features will become apparent from the following embodiments, some of which refer to the figures. The figures do not always show the embodiments to scale. The dimensions of the various features may be enlarged or reduced accordingly, particularly for the sake of clarity of the description. For this purpose, the figures are at least partially schematic.

Fig. 1 zeigt ein Mikrotom gemäß einer Ausführungsform in einer perspektivischen Ansicht. Fig. 1 shows a microtome according to an embodiment in a perspective view.

Fig. 2 zeigt ein Mikrotom gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Fig. 3 zeigt ein Mikrotom gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Fig. 2 shows a microtome according to an embodiment of the present disclosure. Fig. 3 shows a microtome according to an embodiment of the present disclosure.

Fig. 4 zeigt ein Mikrotom gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Fig. 4 shows a microtome according to an embodiment of the present disclosure.

Fig. 5 zeigt ein Mikrotom gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Fig. 5 shows a microtome according to an embodiment of the present disclosure.

Fig. 6 zeigt ein Mikrotom gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Fig. 6 shows a microtome according to an embodiment of the present disclosure.

In der folgenden Beschreibung wird auf die beigefügten Figuren verwiesen, die Teil der Offenbarung sind und bestimmte Aspekte und Ausführungsformen veranschaulichen, unter denen die vorliegende Offenbarung verstanden werden kann. Gleiche Bezugszeichen beziehen sich auf gleiche oder zumindest funktionell oder strukturell ähnliche Merkmale. In the following description, reference is made to the accompanying figures, which form part of the disclosure and illustrate certain aspects and embodiments by which the present disclosure may be understood. Like reference numerals refer to like or at least functionally or structurally similar features.

Im Allgemeinen gilt eine Offenbarung eines beschriebenen Verfahrens auch für eine entsprechende Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens oder ein entsprechendes System, das ein oder mehrere Vorrichtungen umfasst, und umgekehrt. Wird beispielsweise ein bestimmter Verfahrensschritt beschrieben, so kann eine entsprechende Vorrichtung ein Merkmal zur Durchführung des beschriebenen Verfahrensschrittes enthalten, auch wenn dieses Merkmal in der Abbildung nicht ausdrücklich beschrieben oder dargestellt ist. Wird dagegen beispielsweise ein bestimmtes Gerät auf der Grundlage von Funktionseinheiten beschrieben, kann ein entsprechendes Verfahren einen oder mehrere Schritte zur Durchführung der beschriebenen Funktionalität enthalten, auch wenn diese Schritte in den Abbildungen nicht explizit beschrieben oder dargestellt sind. In ähnlicher Weise kann ein System entsprechende Vomchtungsmerkmale oder Merkmale zur Durchführung eines bestimmten Verfahrensschritts umfassen. Die Merkmale der verschiedenen oben oder unten beschriebenen beispielhaften Aspekte und Ausführungsformen können kombiniert werden, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist. In general, a disclosure of a described method also applies to a corresponding device for carrying out the method or a corresponding system comprising one or more devices, and vice versa. If, for example, a specific method step is described, a corresponding device may include a feature for carrying out the described method step, even if this feature is not explicitly described or illustrated in the figure. In contrast, if, for example, a specific device is described on the basis of functional units, a corresponding method may include one or more steps for carrying out the described functionality, even if these steps are not explicitly described or illustrated in the figures. Similarly, a system may include corresponding device features or features for carrying out a specific method step. The features of the various The exemplary aspects and embodiments described above or below may be combined unless expressly stated otherwise.

Beschreibung Description

Fig. 1 zeigt schematisch ein Mikrotom 100 gemäß einer Ausführungsform in einer perspektivischen Ansicht. Das Mikrotom 100 ist vorzugsweise ein Ultramikrotom oder umfasst ein Ultramikrotom. Das Mikrotom 100 umfasst einen Messerhalter 110 und einen Probenhalter 120. Üblicherweise umfasst ein typisches Mikrotom weitere Komponenten wie ein Gehäuse und dergleichen, die in Fig. 1 zur Veranschaulichung nicht dargestellt sind. Fig. 1 schematically shows a microtome 100 according to one embodiment in a perspective view. The microtome 100 is preferably an ultramicrotome or comprises an ultramicrotome. The microtome 100 includes a knife holder 110 and a sample holder 120. Typically, a typical microtome includes additional components such as a housing and the like, which are not shown in Fig. 1 for illustrative purposes.

Der Messerhalter 110 hält ein Messer 112. Das Messer 112 hat eine Schneidkante 114 rechts oben am Messer 112. Zusätzlich kann z.B. an oder auf dem Messer 112 eine Aufnahmebox 116 angeordnet sein. Der Probenhalter 120 ist zur Aufnahme einer Probe 122 ausgebildet. Eine solche Probe 122 kann beispielsweise die Form eines Blocks haben, der derart in den Probenhalter 120 eingesetzt werden kann, dass eine Probenoberfläche 124 der Probe 122 dem Messer 112 zugewandt ist. The knife holder 110 holds a knife 112. The knife 112 has a cutting edge 114 at the top right of the knife 112. Additionally, a receiving box 116 can be arranged, for example, on or at the knife 112. The sample holder 120 is designed to receive a sample 122. Such a sample 122 can, for example, have the form of a block that can be inserted into the sample holder 120 such that a sample surface 124 of the sample 122 faces the knife 112.

Ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Mikrotoms 100 besteht im Allgemeinen darin, dass die Probe 122 entlang einer Schneidrichtung c relativ zur Schneidkante 114 bewegt wird, wenn die Probe 122 richtig auf die Schneidkante 114 ausgerichtet ist. Die Schneidkante 114 ist so konfiguriert, dass sie einen Abschnitt (bzw. eine Scheibe) von der Probe 122 abschneidet. One method of operating such a microtome 100 generally involves moving the sample 122 along a cutting direction c relative to the cutting edge 114 when the sample 122 is properly aligned with the cutting edge 114. The cutting edge 114 is configured to cut a section (or slice) from the sample 122.

Ein von der Probe 122 abgeschnittener Abschnitt kann beispielsweise in der Aufnahmebox 116 gesammelt werden. Um eine solche Bewegung zu ermöglichen, sind der Messerhalter 110 und der Probenhalter 120 so konfiguriert, dass sie relativ zueinander in der Schneidrichtung c beweglich sind. Grundsätzlich können entweder der Messerhalter 110 oder der Probenhalter 120 oder beide so konfiguriert sein, dass sie entlang der Schneidrichtung c beweglich sind. In einer Ausführungsform ist (nur) der Probenhalter 120 so konfiguriert, dass er in der Schneidrichtung c beweglich ist (in beide Richtungen, nach oben und unten). Darüber hinaus können der Messerhalter 110 und der Probenhalter 120 so konfiguriert werden, dass sie relativ zueinander in Vorschubrichtung b beweglich sind, um die Schneidkante 114 in Kontakt mit der Probe 122 zu bringen und insbesondere die Probe 122 vorzuschieben, nachdem ein Abschnitt bzw. eine Scheibe von der Probe 122 abgeschnitten wurde. A section cut from the sample 122 can, for example, be collected in the receiving box 116. To enable such movement, the knife holder 110 and the sample holder 120 are configured to be movable relative to each other in the cutting direction c. In principle, either the knife holder 110 or the sample holder 120 or both can be configured to be movable along the cutting direction c. In one embodiment, (only) the Sample holder 120 is configured to be movable in the cutting direction c (in both directions, up and down). Furthermore, the knife holder 110 and the sample holder 120 can be configured to be movable relative to each other in the feed direction b to bring the cutting edge 114 into contact with the sample 122 and, in particular, to advance the sample 122 after a section or slice has been cut from the sample 122.

In einer Ausführungsform ist der Messerhalter 110 und damit das Messer 112 in Vorschubrichtung b, d.h. auf die Probe 122 bzw. den Probenhalter 120 zu (und auch von ihr weg) bewegbar ausgebildet. Grundsätzlich kann aber auch der Probenhalter 120 so ausgebildet sein, dass er in (oder entgegen) der Vorschubrichtung b zum Messer 112 hin bewegbar ist. In one embodiment, the knife holder 110 and thus the knife 112 are designed to be movable in the feed direction b, i.e., toward (and away from) the sample 122 or the sample holder 120. In principle, however, the sample holder 120 can also be designed to be movable toward the knife 112 in (or against) the feed direction b.

Wie bereits erwähnt, müssen das Messer 112 bzw. die Schneidkante 114 und die Probe 122 bzw. der Probenhalter 120 vor dem Schneiden ausgerichtet werden, um korrekte und präzise Schnitte von der Probe zu erzeugen. As already mentioned, the knife 112 or the cutting edge 114 and the sample 122 or the sample holder 120 must be aligned before cutting in order to produce correct and precise sections of the sample.

Dies kann erfordern, dass der Messerhalter 110 oder der Probenhalter 120 um mindestens eine Achse drehbar gelagert wird. In Fig. 1 sind zur Veranschaulichung fünf Achsen dargestellt: eine Achse z‘, eine Achse x, eine Achse y, eine Achse z und eine Achse x“. Die Drehung des Messerhalters 110 und/oder des Probenhalters 120 um eine oder mehrere dieser Achsen ermöglicht die Ausrichtung der Schneidkante 114 auf die Probenoberfläche 124 der Probe 122. This may require that the knife holder 110 or the sample holder 120 be mounted for rotation about at least one axis. Five axes are shown in Fig. 1 for illustrative purposes: a z' axis, an x' axis, a y' axis, a z' axis, and an x' axis. Rotation of the knife holder 110 and/or the sample holder 120 about one or more of these axes enables the alignment of the cutting edge 114 with the sample surface 124 of the sample 122.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, kann der Probenhalter 120 im Allgemeinen so konfiguriert sein, dass er zum Beispiel um jede der drei verschiedenen Achsen x, y und z drehbar ist. As can be seen from Fig. 1, the sample holder 120 can generally be configured to be rotatable, for example, about each of three different axes x, y and z.

Der Probenhalter 120 bzw. die Probe 122 kann ferner um die Achse x“ gedreht werden. Die Achse x und die Achse x“ können parallel zueinander angeordnet sein. Die Achse x und die Achse x“ können in y-Richtung weit voneinander beabstandet sein (bspw. 10 bis 50 cm). In ähnlicher Weise könnte der Messerhalter 110 so konfiguriert sein, dass er um jede der drei verschiedenen Achsen drehbar ist, von denen beispielsweise nur die Achse z‘ dargestellt ist (ähnlich könnten die Achsen x‘ und y‘ verwendet werden). The sample holder 120 or the sample 122 can also be rotated about the x-axis. The x-axis and the x-axis can be arranged parallel to each other. The x-axis and the x-axis can be widely spaced from each other in the y-direction (e.g., 10 to 50 cm). Similarly, the knife holder 110 could be configured to be rotatable about any of three different axes, of which, for example, only the z' axis is shown (similarly, the x' and y' axes could be used).

Es ist zu beachten, dass die dargestellten Achsen nach einem kartesischen Koordinatensystem ausgerichtet sind, wie es für solche Mikrotome typisch ist; dies dient jedoch nur der Veranschaulichung, und es sind auch andere Arten der Definition solcher Achsen möglich. Die Drehung des Messerhalters 110 und des Probenhalters 120 um jeweils drei verschiedene Achsen ermöglicht eine Vielzahl von Freiheitsgraden für die Ausrichtung der Schneidkante 114 und der Probenoberfläche 124. Dennoch können insgesamt drei verschiedene Achsen sowohl für den Messerhalter 110 als auch für den Probenhalter 120 ausreichen, um die Ausrichtung auf ausreichend viele Arten zu gewährleisten. It should be noted that the axes shown are aligned according to a Cartesian coordinate system, as is typical for such microtomes; however, this is for illustrative purposes only, and other ways of defining such axes are also possible. The rotation of the knife holder 110 and the sample holder 120 about three different axes each allows for a variety of degrees of freedom for the orientation of the cutting edge 114 and the sample surface 124. Nevertheless, a total of three different axes for both the knife holder 110 and the sample holder 120 may be sufficient to ensure alignment in a sufficient number of ways.

In einer Ausführungsform ist der Messerhalter 110 um die Achse z' drehbar gelagert, wobei die Achse z' parallel zur Schneidrichtung c verläuft. Der Probenhalter 120 ist um die Achse x und die Achse y drehbar gelagert. Die Achse y verläuft parallel zur Vorschubrichtung b. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, wäre ein Äquivalent zur drehbaren Lagerung des Messerhalters 110 um die Achse z' die drehbare Lagerung des Probenhalters 120 um die Achse z. Bei beiden Alternativen kann die Schneidkante 114 in gleicher oder gleichwertiger Weise relativ zur Probe 122 bzw. deren Probenoberfläche 124 gedreht werden. In ähnlicher Weise könnte der Messerhalter 110 um eine weitere Achse x' und/oder y' (in Fig. 1 nicht dargestellt) drehbar sein, was der Drehbarkeit des Probenhalters um die Achsen x und/oder y entspräche. Welche Komponente des Messerhalters 110 und des Probenhalters 120 um welche Achsen drehbar sein soll, kann je nach der bevorzugten Art der Umsetzung in dem spezifischen Mikrotom gewählt werden. In one embodiment, the knife holder 110 is rotatably mounted about the axis z', wherein the axis z' runs parallel to the cutting direction c. The sample holder 120 is rotatably mounted about the axis x and the axis y. The axis y runs parallel to the feed direction b. As can be seen from Fig. 1, an equivalent to the rotatable mounting of the knife holder 110 about the axis z' would be the rotatable mounting of the sample holder 120 about the axis z. In both alternatives, the cutting edge 114 can be rotated in the same or equivalent manner relative to the sample 122 or its sample surface 124. Similarly, the knife holder 110 could be rotatable about a further axis x' and/or y' (not shown in Fig. 1), which would correspond to the rotatability of the sample holder about the axes x and/or y. Which component of the knife holder 110 and the sample holder 120 should be rotatable about which axes can be selected depending on the preferred type of implementation in the specific microtome.

Ferner ist anzumerken, dass im Grunde nur eine oder zwei Achsen, um die entweder der Messerhalter 110 oder der Probenhalter 112 drehbar ist, ausreichen können, um die Schneidkante 114 und die Probenoberfläche 124 auszurichten. Es ist zu beachten, dass der Messerhalter 110 und/oder der Probenhalter 120 mit Aktoren zum motorischen Bewegen versehen werden können, um die erforderliche Drehung um die jeweilige Achse zu erleichtern. Furthermore, it should be noted that basically only one or two axes around which either the knife holder 110 or the sample holder 112 can be rotated, may be sufficient to align the cutting edge 114 and the sample surface 124. It should be noted that the knife holder 110 and/or the sample holder 120 may be provided with actuators for motorized movement to facilitate the required rotation about the respective axis.

In Fig. 2 ist ein Mikrotom 200 gemäß einer weiteren Ausführungsform dargestellt. Das Mikrotom 200 entspricht im Wesentlichen dem Mikrotom 100 aus Fig. 1. Im Unterschied zu Fig. 1 ist das Mikrotom 200 in einer Schnittdarstellung und gedreht dargestellt (Positionen von Messerhalter und Probenhalter sind vertauscht). Die in Fig. 1 gezeigten Achsen und Richtungen entsprechen den in Fig. 2 gezeigten Achsen. Es ist zu beachten, dass einige Bauteile des Mikrotoms 100 aus Fig. 1 in Fig. 2 nicht dargestellt sind, einige sind dargestellt (mit identischen Bezugsziffern) und einige weitere Bauteile sind dargestellt. Fig. 2 shows a microtome 200 according to a further embodiment. The microtome 200 essentially corresponds to the microtome 100 from Fig. 1. In contrast to Fig. 1, the microtome 200 is shown in a sectional view and rotated (the positions of the knife holder and sample holder are reversed). The axes and directions shown in Fig. 1 correspond to the axes shown in Fig. 2. It should be noted that some components of the microtome 100 from Fig. 1 are not shown in Fig. 2, some are shown (with identical reference numerals), and some additional components are shown.

Insbesondere umfasst das Mikrotom 200 neben dem Messerhalter 110 mit dem Messer 112 und dem Probenhalter 120 mit der Probe 122 ein Beleuchtungsmittel 230, einen Sensor 240 und ein Steuerungsmittel 250. Das Beleuchtungsmittel 230 umfasst in einer Ausführungsform eine LED oder eine andere Lichtquelle 232 und ein Diffusionselement oder einen Filter 234, um mit Hilfe der Lichtquelle 232 eine gleichmäßige Beleuchtung zu gewährleisten. In einer Ausführungsform kann der Sensor 240 aus einer Kamera bestehen. In particular, the microtome 200 comprises, in addition to the knife holder 110 with the knife 112 and the sample holder 120 with the sample 122, an illumination means 230, a sensor 240, and a control means 250. In one embodiment, the illumination means 230 comprises an LED or other light source 232 and a diffusion element or a filter 234 to ensure uniform illumination with the aid of the light source 232. In one embodiment, the sensor 240 can consist of a camera.

Das Beleuchtungsmittel 230 ist so angeordnet, dass der Raum 235 zwischen Schneidkante 114 und Probe 122 beleuchtet wird. Mit anderen Worten wird ein Lichtstrahl 238, der von dem Beleuchtungsmittel 230 (oder der Lichtquelle 232) ausgesandt wird, auf den Bereich gerichtet, in dem die Probenoberfläche 124 der Probe 122 und die Schneidkante 114 angeordnet sind. Das Licht, das den Raum 235 zwischen der Probenoberfläche 124 der Probe 122 und der Schneidkante 114 passiert, erreicht den Sensor 240. Auf diese Weise entsteht ein Lichtspalt 300, der vom Sensor 240 erfasst wird bzw. erfasst werden kann. Je nach der aktuellen Ausrichtung oder Anordnung des Messers 112 und der Probe 122 kann das Licht des Lichtstrahls 238 an einer Seitenfläche 218 des Messers 112 und/oder an der Probenoberfläche 124 der Probe 122 reflektiert werden. The illumination means 230 is arranged such that the space 235 between the cutting edge 114 and the sample 122 is illuminated. In other words, a light beam 238 emitted by the illumination means 230 (or the light source 232) is directed onto the area in which the sample surface 124 of the sample 122 and the cutting edge 114 are arranged. The light passing through the space 235 between the sample surface 124 of the sample 122 and the cutting edge 114 reaches the sensor 240. In this way, a light gap 300 is created, which is or can be detected by the sensor 240. Depending on the current orientation or arrangement of the knife 112 and the sample 122, the light of the light beam 238 can be reflected on a side surface 218 of the knife 112 and/or at the sample surface 124 of the sample 122.

In einer Ausführungsform umfasst das Mikrotom 200 einen ersten Aktor 260.1 , einen zweiten Aktor 260.2, einen dritten Aktor 260.3 und einen vierten Aktor 260.4. Es ist zu beachten, dass bei Verwendung von nur einer oder zwei Achsen, um die der Messerhalter 110 und/oder der Probenhalter 120 drehbar montiert sind, ein oder zwei Aktoren ausreichen würden. In one embodiment, the microtome 200 comprises a first actuator 260.1, a second actuator 260.2, a third actuator 260.3, and a fourth actuator 260.4. It should be noted that when using only one or two axes about which the knife holder 110 and/or the sample holder 120 are rotatably mounted, one or two actuators would be sufficient.

Der erste Aktor 260.1 ist so konfiguriert, dass er eine Drehung des Messerhalters 110 um die Achse z' bewirkt. Der zweite Aktor 260.2 ist so konfiguriert, dass er eine Drehung des Probenhalters 120 um die Achse x bewirkt; eine solche Drehung entspricht einer Neigung des Probenhalters 120 und damit der Probe 122. Der dritte Aktor 260.3 ist so konfiguriert, dass er eine Drehung des Probenhalters 120 um die Achse y bewirkt. Der vierte Aktor 260.4 ist so konfiguriert, dass er eine Drehung des Probenhalters 120 um die Achse x“ bewirkt. The first actuator 260.1 is configured to cause the knife holder 110 to rotate about the z' axis. The second actuator 260.2 is configured to cause the sample holder 120 to rotate about the x' axis; such a rotation corresponds to an inclination of the sample holder 120 and thus of the sample 122. The third actuator 260.3 is configured to cause the sample holder 120 to rotate about the y' axis. The fourth actuator 260.4 is configured to cause the sample holder 120 to rotate about the x' axis.

Jeder der ersten, zweiten, dritten und der vierten Aktoren 260.1 , 260.2, 260.3, 260.4 kann motorisiert sein. Das Steuerungsmittel 250 kann elektrisch und/oder kommunikativ mit jedem der ersten, zweiten, dritten und/oder vierten Aktoren 260.1 , 260.2, 260.3, 260.4 gekoppelt sein, um sie zu betätigen und somit die genannte Drehung um die jeweilige Achse zu bewirken. Each of the first, second, third, and fourth actuators 260.1, 260.2, 260.3, 260.4 may be motorized. The control means 250 may be electrically and/or communicatively coupled to each of the first, second, third, and/or fourth actuators 260.1, 260.2, 260.3, 260.4 to actuate them and thus effect the rotation about the respective axis.

In einer Ausführungsform können einer, zwei, drei und/oder alle vier der ersten, zweiten, dritten und vierten Aktoren 260.1 , 260.2, 260.3, 260.4 auch unmotorisiert sein, aber so konfiguriert sein, dass sie manuell betätigt oder bedient werden können, zum Beispiel wie ein Handrad, um die erwähnte Drehung zu bewirken. Ein oder mehrere der ersten, zweiten, dritten und vierten Aktoren 260.1 , 260.2, 260.3, 260.4 können auch motorisiert sein, aber für den manuellen Betrieb konfiguriert sein, zum Beispiel so, dass ein Benutzer ein Bedienelement wie einen Schalter betätigen muss, um den Aktor zu aktivieren. In einer Ausführungsform umfasst das Mikrotom 200 ein Handrad oder Betätigungsrad 262. Das Handrad 262 ist so konfiguriert (insbesondere mittels eines hier nicht gezeigten Mechanismus), dass es eine Schneidbewegung auslöst, so dass sich der Probenhalter 120 in der Schneidrichtung c nach oben und unten bewegt, um Abschnitte von der Probe zu schneiden. Das Handrad 262 kann auch so konfiguriert sein, dass es eine Vorschubbewegung (z. B. des Messerhalters 110) in Vorschubrichtung b bewirkt. Beide Bewegungen, Schneidbewegung und Vorschubbewegung, können so gekoppelt werden, dass ein effizientes Schneiden mehrerer Scheiben möglich ist. Das Handrad 262 kann motorisiert und/oder für eine manuelle Bedienung ausgelegt sein. Ist das Handrad 262 motorisiert, ist eine automatisierte Schneidbewegung möglich, so dass das Handrad nur noch für Zusatz- und/oder Korrekturbewegungen verwendet werden kann. In one embodiment, one, two, three, and/or all four of the first, second, third, and fourth actuators 260.1, 260.2, 260.3, 260.4 may also be non-motorized, but configured to be manually actuated or operated, for example, like a handwheel, to effect the mentioned rotation. One or more of the first, second, third, and fourth actuators 260.1, 260.2, 260.3, 260.4 may also be motorized, but configured for manual operation, for example, such that a user must actuate a control element such as a switch to activate the actuator. In one embodiment, the microtome 200 includes a handwheel or actuating wheel 262. The handwheel 262 is configured (in particular by means of a mechanism not shown here) to trigger a cutting movement such that the sample holder 120 moves up and down in the cutting direction c to cut sections from the sample. The handwheel 262 can also be configured to cause a feed movement (e.g., of the knife holder 110) in the feed direction b. Both movements, cutting movement and feed movement, can be coupled such that efficient sectioning of multiple slices is possible. The handwheel 262 can be motorized and/or designed for manual operation. If the handwheel 262 is motorized, an automated cutting movement is possible, so that the handwheel can only be used for additional and/or corrective movements.

Darüber hinaus kann eine seitliche Bewegung in Richtung der Achse x möglich sein, um die Probe nach dem Schneiden eines Abschnitts bzw. einer Scheibe zu bewegen, um eine weitere Scheibe neben dem ersten zu schneiden. Das Handrad 262 kann auch so konfiguriert sein, dass es eine solche seitliche Bewegung ermöglicht. Eine solche seitliche Bewegung könnte auch auf andere Weise realisiert werden, zum Beispiel durch ein zusätzliches (motorisiertes) Handrad. Furthermore, lateral movement in the direction of the x-axis may be possible to move the sample after cutting a section or slice to cut another slice adjacent to the first. The handwheel 262 may also be configured to allow such lateral movement. Such lateral movement could also be realized in other ways, for example, by an additional (motorized) handwheel.

Die vom Handrad 262 ausgeführte (Schneid-)Bewegung kann ferner auch vom vierten Aktor 260.4 ausgeführt werden. The (cutting) movement performed by the handwheel 262 can also be performed by the fourth actuator 260.4.

Fig. 3 zeigt ein Mikrotom 200 mit einem Lichtspalt 300 in einer Draufsicht. Fig. 3 shows a microtome 200 with a light slit 300 in a plan view.

Der Lichtspalt 300 ist zwischen der Schneidkante 114 des Messers 112 und der Probe 122 ausgebildet. Dabei kann Licht durch den Lichtspalt 300 (d.h. einen Raum, der sich zwischen der Schneidkante 114 und der Probe 122 befindet) hindurchtreten und von einem Benutzer erfasst werden. Der Lichtspalt 300 weist eine Kontur 310 auf. Ein erster Abschnitt 311 der Kontur 310 wird durch die Schneidkante 114 gebildet. Ein zweiter Abschnitt 312 der Kontur 310 wird durch die Probe 122 bzw. die Probenoberfläche 124 gebildet. The light gap 300 is formed between the cutting edge 114 of the knife 112 and the sample 122. Light can pass through the light gap 300 (i.e., a space located between the cutting edge 114 and the sample 122) and be detected by a user. The light gap 300 has a contour 310. A first section 311 of the contour 310 is formed by the cutting edge 114. A second section 312 of the contour 310 is formed by the sample 122 or the sample surface 124.

Vor dem Schneidvorgang kann in einem Anstellvorgang, die Probe 122 positionsgenau zum Messer 112 angeordnet werden. Dabei kann ein computer-implementiertes Verfahren zum Einsatz kommen. Das computerimplementierte Verfahren kann in einem Schritt das Bestimmen des Lichtspalts 300 umfassen, wobei der Lichtspalt 300 mittels einer Kamera erfasst wird. Before the cutting process, the sample 122 can be precisely positioned relative to the knife 112 in an adjustment process. A computer-implemented method can be used for this purpose. The computer-implemented method can include, in one step, determining the light gap 300, wherein the light gap 300 is captured by a camera.

Der Lichtspalt 300 kann dabei abschnittsweise durch die Schneidkante 114 und die Probe 122 definiert sein. Das Verfahren kann in einem weiteren Schritt ein Ausrichten des Messers 112 und/oder der Probe 122, so dass der Lichtspalt 300 eine vorgegebene Struktur aufweist, umfassen. Die vorgegebene Struktur kann dabei eine eckige, insbesondere rechteckige, Form umfassen. The light gap 300 can be defined in sections by the cutting edge 114 and the sample 122. In a further step, the method can include aligning the knife 112 and/or the sample 122 so that the light gap 300 has a predetermined structure. The predetermined structure can comprise an angular, in particular rectangular, shape.

Fig. 4 bis Fig. 6 zeigen jeweils einen möglichen Schritt eines Ausrichtens des Messers 112 und/oder der Probe 122, z.B. des in Fig. 2 dargestellten Mikrotoms 200. Bei den in Fig. 4 bis Fig. 6 dargestellten Schritten kann es sich um aufeinander folgende Schritte handeln. Fig. 4 to Fig. 6 each show a possible step of aligning the knife 112 and/or the sample 122, e.g., the microtome 200 shown in Fig. 2. The steps shown in Fig. 4 to Fig. 6 may be successive steps.

Fig. 4 zeigt das Mikrotom 200 bei Drehung Dz, des Messers 112 um eine z‘- Achse in einer Draufsicht. Dabei bleibt die Probe 122 in einer Position fixiert. Fig. 4 shows a top view of the microtome 200 during rotation D z of the knife 112 about a z' axis. The sample 122 remains fixed in one position.

Bei der Drehung Dz, des Messers 112 ändert sich eine Ausrichtung der Schneidkante 114 zu einer gedrehten Schneidkante 114‘. Entsprechend ändert sich auch der Lichtspalt 300. Dabei kann das Messer 112 derart gedreht werden, dass die gedrehten Schneidkante 114' im Wesentlichen parallel zur Probenoberfläche 124 der Probe 122 verläuft. Mit diesem Schritt kann erreicht werden, dass der Lichtspalt 300 eine vorgegebene Struktur einnimmt. Dabei umfasst die vorgegebene Struktur eine Form, welche zwei parallele Seiten aufweist. Eine erste Seite ist durch die Schneidkante 114 und eine zweite Seite durch die Probe 122 definiert. During the rotation D z of the knife 112, the orientation of the cutting edge 114 changes to a rotated cutting edge 114'. The light gap 300 also changes accordingly. The knife 112 can be rotated such that the rotated cutting edge 114' runs substantially parallel to the sample surface 124 of the sample 122. This step allows the light gap 300 to assume a predetermined structure. The predetermined structure comprises a shape having two parallel sides. A first side is defined by the cutting edge 114 and a second side by the sample 122.

Fig. 5 zeigt ein Mikrotom 200 bei Bewegung der Probe 122 in einer Seitenansicht. Fig. 5 shows a microtome 200 moving the sample 122 in a side view.

Die Probe 122 kann um die Drehachse x“ und/oder (erste) Drehachse x gedreht werden. Die Drehachse x wird dabei auch als Probentiltachse bezeichnet. Die Drehachse x“ weist dabei einen Abstand Ay von ungefähr 20 cm zur Drehachse x auf. The sample 122 can be rotated about the rotation axis x" and/or the (first) rotation axis x. The rotation axis x is also referred to as the sample tilt axis. The rotation axis x" has a distance Ay of approximately 20 cm from the rotation axis x.

Die Probe 122 erfährt eine Drehung Dxn um eine Drehachse x“, während das Messer 112 mit der Schneidkante 114 an einer Position fixiert bleibt. The sample 122 undergoes a rotation D xn about a rotation axis x", while the knife 112 with the cutting edge 114 remains fixed in one position.

Aufgrund des großen Abstands Ay im Verhältnis zu den Abmaßen des Mikrotoms 200 kann die Drehung Dxn beispielsweise in einer nahezu translatorischen Bewegung der Probe 122 in z-Richtung resultieren. Mit anderen Worten wird die Probe 122 während des Ausrichtens quasi entlang oder quasi parallel zu einer ersten linearen Achse z' bewegt. Due to the large distance Ay relative to the dimensions of the microtome 200, the rotation D xn can, for example, result in a nearly translational movement of the sample 122 in the z-direction. In other words, the sample 122 is moved quasi along or quasi parallel to a first linear axis z' during alignment.

Die Probenoberfläche 124 wird dabei in eine obere Position 124“ ° und/oder in eine untere Position 124“ U bewegt. The sample surface 124 is moved to an upper position 124° and/or to a lower position 124 ° .

Die Probe 122 wird in z-Richtung in kleinen Schritten über die gesamte Höhe der Probe 122 und knapp darüber hinausbewegt. Bei jedem Schritt kann der Lichtspalt 300 mit dem Sensor 240 erfasst und analysiert werden. The sample 122 is moved in the z-direction in small steps over the entire height of the sample 122 and just beyond. At each step, the light gap 300 can be detected and analyzed with the sensor 240.

Dabei kann der Lichtspalt 300 oder ein Abstand zwischen Schneidkante 114 und Probenoberfläche 124 visuell erfasst werden (bspw. mittels einer Pixelgrafik). Des Weiteren können Winkelabweichung der Kontur des Lichtspalts ermittelt werden. Beispielsweise kann eine Winkelabweichung zwischen einem durch die Schneidkante 114 gebildeten Abschnitt der Kontur und einem durch die Probenoberfläche 124 gebildeten Abschnitt der Kontur ermittelt werden. So können z.B. 30 Messungen in verschiedenen Höhen der Probe 122 erfasst werden. Aus der Analyse der Messungen kann daraufhin eine Korrektur errechnet und eingestellt werden. The light gap 300 or a distance between the cutting edge 114 and the sample surface 124 can be visually detected (e.g., by means of a pixel graphic). Furthermore, angular deviations of the contour of the light gap can be determined. For example, an angular deviation between a section of the contour formed by the cutting edge 114 and a section of the contour formed by the sample surface 124. For example, 30 measurements can be recorded at different heights of the sample 122. A correction can then be calculated and adjusted based on the analysis of the measurements.

Beispielsweise kann eine erste Korrektur eine Drehung um die Achse x (bzw. Probentiltachse) mittels des dritten Aktors 260.3 umfassen. Nach der ersten Korrektur sollte der Lichtspalt 300 gleich groß bleiben, wenn durch Betätigen des Handrads oder automatisiert der Schneidebereich abgefahren wird. For example, a first correction may include a rotation around the x-axis (or sample tilt axis) using the third actuator 260.3. After the first correction, the light gap 300 should remain the same size when the cutting area is traversed by operating the handwheel or automatically.

Des Weiteren kann eine zweite Korrektur eine Drehung um die Achse z‘ mittels des ersten Aktors 260.1 umfassen. Diese Drehung kann ähnlich der in Fig. 4 gezeigten Drehung Dz, des Messers 112 sein. Dabei kann die zweite Korrektur aufgrund der vorliegenden Messdaten mit größerer Präzision durchgeführt werden als der in Fig. 4 gezeigten Drehung Dzl. Furthermore, a second correction may comprise a rotation about the z' axis by means of the first actuator 260.1. This rotation may be similar to the rotation D z of the blade 112 shown in Fig. 4. The second correction may be performed with greater precision based on the available measurement data than the rotation D zl shown in Fig. 4.

Die erste und zweite Korrektur kann ergeben, dass der Lichtspalt parallel bleibt, während der Schneidebereich abgefahren wird. The first and second corrections can result in the light gap remaining parallel while the cutting area is traversed.

Sowohl manuell mit dem Handrad 262 als auch durch software-basierte Ansteuerung des vierten Aktors 260.4 kann die Schneidebewegung ausgeführt werden. The cutting movement can be carried out either manually with the handwheel 262 or by software-based control of the fourth actuator 260.4.

Zusammenfassend kann die Schneidbewegung des Mikrotoms 200 mittels der Drehbewegung um die x“-Achse erfolgen. Diese Bewegung kann auch motorisiert sein. Die x“-Achse kann dabei parallel zur Drehachse x bzw. Probentiltachse liegen. Somit können große Schneidebewegungen (über 10 mm) ermöglicht werden. In summary, the cutting movement of the 200 microtome can be achieved by rotating the x-axis. This movement can also be motorized. The x-axis can be parallel to the x-axis of rotation or the sample tilt axis. This enables large cutting movements (over 10 mm).

Fig. 6 zeigt schematisch ein Mikrotom 200 (z.B. gemäß der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform) bei Drehung Dy der Probe 122 um eine y- Achse in einer weiteren Seitenansicht. Dabei erfährt die Probe 122 eine Drehung Dy um eine Drehachse y, während das Messer 112 an einer Position fixiert bleibt. Fig. 6 schematically shows a microtome 200 (e.g. according to the embodiment shown in Fig. 2) during rotation D y of the sample 122 about a y-axis in a further side view. The sample 122 undergoes a rotation D y around a rotation axis y, while the knife 112 remains fixed in one position.

Bei der Drehung Dy der Probe 122 ändert sich entsprechend die Ausrichtung einer Oberkante 624.1 der Probenoberfläche 124 zu einer gedrehten Oberkante 624.1 ' der Probenoberfläche 124. Dabei kann die Probe 122 derart gedreht werden, dass die gedrehte Oberkante 624.1 ' im Wesentlichen parallel zur Schneidkante 114 des Messers 112 angeordnet ist. During the rotation D y of the sample 122, the orientation of an upper edge 624.1 of the sample surface 124 changes accordingly to a rotated upper edge 624.1 ' of the sample surface 124. The sample 122 can be rotated such that the rotated upper edge 624.1 ' is arranged substantially parallel to the cutting edge 114 of the knife 112.

Nachdem die in Fig. 4 bis Fig. 6 beschriebenen Schritte durchgeführt wurden, ist der Anstellvorgang abgeschlossen. Anschließend kann ein Schneidvorgang begonnen werden. After completing the steps described in Fig. 4 to Fig. 6, the adjustment process is complete. The cutting process can then begin.

Während jeder der Schritte kann laufend der Abstand von Messer 112 zu Probe 122 überwacht werden, um einen Kontakt zwischen Messer 112 und Probe 122 zu vermeiden. Eine Korrektur kann durch präzise Motoren erfolgen. Ferner kann kontinuierlich eine automatisierte Auswertung des Lichtspaltes 300 mittels Videoanalyse erfolgen. During each of the steps, the distance from knife 112 to sample 122 can be continuously monitored to avoid contact between knife 112 and sample 122. Correction can be performed using precise motors. Furthermore, a continuous automated evaluation of the light gap 300 can be performed using video analysis.

Alle in den Figuren dargestellten Verschiebungen, Bewegungen und Drehungen sind abstrakt und werden zur besseren Darstellung in vergrößertem Maßstab präsentiert. Es ist zu beachten, dass sie in der Realität kleiner ausfallen können. All displacements, movements, and rotations depicted in the figures are abstract and are presented at an enlarged scale for clarity. Please note that they may be smaller in reality.

Die hier beschriebenen Aspekte können per Computer realisiert werden und/oder Computer umfassen. Ein Computer kann ein PC, ein System-On- Chip, ein DSP oder ein FPGA sein, um nur einige Beispiele zu nennen. Computerkomponenten, Softwaremodule, Funktionen, Datenspeicher und Datenstrukturen können direkt oder indirekt miteinander verbunden sein, um den für ihren Betrieb erforderlichen Datenfluss zu ermöglichen. Es wird auch darauf hingewiesen, dass ein Modul oder Prozessor eine Code-Einheit enthält, die eine Software-Operation ausführt, aber nicht darauf beschränkt ist, und z.B. als Code-Einheit eines Unterprogramms oder als Code-Einheit einer Software-Funktion oder als Objekt (wie in einem objektorientierten Paradigma) oder als Applet oder in einer Computer-Skriptsprache oder als eine andere Art von Computercode implementiert werden kann. Die Softwarekomponenten und/oder die Funktionalität können sich je nach der vorliegenden Situation auf einem einzigen Computer befinden oder auf mehrere Computer verteilt sein The aspects described herein may be implemented by and/or comprise computers. A computer may be a PC, a system-on-chip, a DSP, or an FPGA, to name a few examples. Computer components, software modules, functions, data storage, and data structures may be directly or indirectly interconnected to enable the data flow required for their operation. It is also noted that a module or processor includes, but is not limited to, a unit of code that performs a software operation, and e.g., it can be implemented as a code unit of a subroutine or as a code unit of a software function, or as an object (as in an object-oriented paradigm), or as an applet, or in a computer scripting language, or as another type of computer code. The software components and/or functionality may be located on a single computer or distributed across multiple computers, depending on the situation.

Einige Ausführungsformen beziehen sich auf ein Mikroskop, das ein System umfasst, wie es in Verbindung mit einer oder mehreren der Fig. 1 bis 6 beschrieben ist. Alternativ kann ein Mikroskop Teil eines Systems sein oder mit einem System verbunden sein, wie es in Verbindung mit einer oder mehreren der Fig. 1 bis 6 beschrieben ist. Fig. 1 und Fig. 2 zeigen jeweils eine schematische Darstellung eines Mikrotom 100 bzw. 200, das zur Durchführung eines hier beschriebenen Verfahrens konfiguriert ist. Das Mikrotom 100 bzw. 200 kann ein Computersystem umfassen. Das Mikrotom 100 bzw. 200 ist so konfiguriert, dass es Bilder aufnimmt und mit dem Computersystem verbunden ist. Das Computersystem ist so konfiguriert, dass es zumindest einen Teil eines hierin beschriebenen Verfahrens ausführt. Das Computersystem kann so konfiguriert sein, dass es einen maschinellen Lernalgorithmus ausführt. Das Computersystem und die weiteren Komponenten des Mikrotom 100 bzw. 200 können getrennte Einheiten sein, können aber auch in ein gemeinsames Gehäuse integriert sein. Das Computersystem kann Teil eines zentralen Verarbeitungssystems des Mikrotoms 100 bzw. 200 sein und/oder das Computersystem kann Teil einer Unterkomponente des Mikrotoms 100 bzw. 200 sein, wie z. B. ein Sensor, ein Aktor, eine Kamera oder eine Beleuchtungseinheit usw. des Mikrotoms 100 bzw. 200. Some embodiments relate to a microscope comprising a system as described in connection with one or more of Figs. 1 to 6. Alternatively, a microscope may be part of or connected to a system as described in connection with one or more of Figs. 1 to 6. Figs. 1 and 2 each show a schematic representation of a microtome 100 or 200, respectively, configured to perform a method described herein. The microtome 100 or 200 may comprise a computer system. The microtome 100 or 200 is configured to capture images and is connected to the computer system. The computer system is configured to perform at least part of a method described herein. The computer system may be configured to execute a machine learning algorithm. The computer system and the other components of the microtome 100 or 200 may be separate units, but may also be integrated into a common housing. The computer system may be part of a central processing system of the microtome 100 or 200 and/or the computer system may be part of a subcomponent of the microtome 100 or 200, such as a sensor, an actuator, a camera or an illumination unit, etc. of the microtome 100 or 200.

Bei dem Computersystem kann es sich um ein lokales Computergerät (z. B. Personalcomputer, Laptop, Tablet-Computer oder Mobiltelefon) mit einem oder mehreren Prozessoren und einem oder mehreren Speichergeräten handeln oder um ein verteiltes Computersystem (z. B. ein Cloud- Computersystem mit einem oder mehreren Prozessoren und einem oder mehreren Speichergeräten, die an verschiedenen Orten verteilt sind, z. B. an einem lokalen Client und/oder einer oder mehreren entfernten Serverfarmen und/oder Datenzentren). Das Computersystem kann jede beliebige Schaltung oder Kombination von Schaltungen umfassen. In einer Ausführungsform kann das Computersystem einen oder mehrere Prozessoren umfassen, die von beliebigem Typ sein können. Der hier verwendete Begriff "Prozessor" kann jede Art von Rechenschaltung bezeichnen, wie z. B. einen Mikroprozessor, einen Mikrocontroller, einen CISC-Mikroprozessor (Complex Instruction Set Computing), einen RISC-Mikroprozessor (Reduced Instruction Set Computing), einen VLIW-Mikroprozessor (Very Long Instruction Word), einen Grafikprozessor, einen digitalen Signalprozessor (DSP), einen Mehrkernprozessor, ein FPGA (Field Programmable Gate Array), z. B. eines Mikroskops oder einer Mikroskopkomponente (z. B. Kamera) oder eine andere Art von Mikroskop, z. B. Kamera) oder jede andere Art von Prozessor oder Verarbeitungsschaltung. Andere Arten von Schaltkreisen, die im Computersystem enthalten sein können, können ein kundenspezifischer Schaltkreis, ein anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreis (ASIC) oder ähnliches sein, wie z. B. ein oder mehrere Schaltkreise (z. B. ein Kommunikationsschaltkreis) zur Verwendung in drahtlosen Geräten wie Mobiltelefonen, Tablet-Computern, Laptop-Computern, Zwei-Wege- Funkgeräten und ähnlichen elektronischen Systemen. Das Computersystem kann eine oder mehrere Speichervorrichtungen enthalten, die ein oder mehrere für die jeweilige Anwendung geeignete Speicherelemente umfassen können, wie z. B. einen Hauptspeicher in Form eines Direktzugriffsspeichers (RAM), eine oder mehrere Festplatten und/oder ein oder mehrere Laufwerke, die Wechseldatenträger wie Compact Disks (CD), Flash-Speicherkarten, digitale Videodisks (DVD) und dergleichen verarbeiten. Das Computersystem kann auch eine Anzeigevorrichtung, einen oder mehrere Lautsprecher und eine Tastatur und/oder ein Steuergerät enthalten, das eine Maus, einen Trackball, einen Touchscreen, eine Spracherkennungsvorrichtung oder eine andere Vorrichtung umfassen kann, die es einem Systembenutzer ermöglicht, Informationen in das Computersystem einzugeben und von diesem zu empfangen. The computer system may be a local computer device (e.g., a personal computer, laptop, tablet computer, or mobile phone) with one or more processors and one or more storage devices, or a distributed computer system (e.g., a cloud computer system with one or more processors and one or more multiple storage devices distributed at different locations, e.g., at a local client and/or one or more remote server farms and/or data centers). The computer system may include any circuit or combination of circuits. In one embodiment, the computer system may include one or more processors, which may be of any type. As used herein, the term "processor" may refer to any type of computing circuit, such as a microprocessor, a microcontroller, a complex instruction set computing (CISC) microprocessor, a reduced instruction set computing (RISC) microprocessor, a very long instruction word (VLIW) microprocessor, a graphics processor, a digital signal processor (DSP), a multi-core processor, a field-programmable gate array (FPGA), e.g., a microscope or microscope component (e.g., camera) or another type of microscope, e.g., camera), or any other type of processor or processing circuit. Other types of circuitry that may be included in the computer system may be a custom circuit, an application-specific integrated circuit (ASIC), or the like, such as one or more circuits (e.g., a communications circuit) for use in wireless devices such as mobile phones, tablet computers, laptop computers, two-way radios, and similar electronic systems. The computer system may include one or more storage devices, which may include one or more storage elements suitable for the particular application, such as main memory in the form of random access memory (RAM), one or more hard disk drives, and/or one or more drives that handle removable media such as compact disks (CDs), flash memory cards, digital video disks (DVDs), and the like. The computer system may also include a display device, one or more speakers, and a keyboard and/or a controller, which may include a mouse, a trackball, a touchscreen, a voice recognition device, or other device that enables a system user to input information to and from the computer system. received.

Einige oder alle Verfahrensschritte können von einem Hardware-Gerät (oder unter Verwendung eines solchen) ausgeführt werden, wie z. B. einem Prozessor, einem Mikroprozessor, einem programmierbaren Computer oder einer elektronischen Schaltung. In einigen Ausführungsformen können ein oder mehrere der wichtigsten Verfahrensschritte von einem solchen Gerät ausgeführt werden. Some or all of the method steps may be performed by (or using) a hardware device, such as a processor, a microprocessor, a programmable computer, or an electronic circuit. In some embodiments, one or more of the key method steps may be performed by such a device.

Abhängig von bestimmten Implementierungsanforderungen können Ausführungsformen der Erfindung in Hardware oder in Software implementiert werden. Die Implementierung kann unter Verwendung eines nichttransitorischen Speichermediums wie eines digitalen Speichermediums, beispielsweise einer Diskette, einer DVD, einer Blu-Ray, einer CD, eines ROM, eines PROM, eines EPROM, eines EEPROM oder eines FLASH- Speichers erfolgen, auf dem elektronisch lesbare Steuersignale gespeichert sind, die mit einem programmierbaren Computersystem Zusammenwirken (oder Zusammenwirken können), so dass das jeweilige Verfahren ausgeführt wird. Daher kann das digitale Speichermedium computerlesbar sein. Depending on specific implementation requirements, embodiments of the invention may be implemented in hardware or software. The implementation may be performed using a non-transitory storage medium such as a digital storage medium, for example, a floppy disk, a DVD, a Blu-ray disc, a CD, a ROM, a PROM, an EPROM, an EEPROM, or a FLASH memory, on which electronically readable control signals are stored that interact (or can interact) with a programmable computer system to perform the respective method. Therefore, the digital storage medium may be computer-readable.

Einige Ausführungsformen der Erfindung umfassen einen Datenträger mit elektronisch lesbaren Steuersignalen, die in der Lage sind, mit einem programmierbaren Computersystem zusammenzuarbeiten, so dass eines der hier beschriebenen Verfahren durchgeführt wird. Some embodiments of the invention comprise a data carrier with electronically readable control signals capable of cooperating with a programmable computer system to perform one of the methods described herein.

Im Allgemeinen können Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung als Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode implementiert werden, wobei der Programmcode zur Durchführung eines der Verfahren dient, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Computer läuft. Der Programmcode kann zum Beispiel auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert sein. In general, embodiments of the present invention can be implemented as a computer program product with program code, wherein the program code serves to perform one of the methods when the computer program product is run on a computer. The program code can, for example, be stored on a machine-readable medium.

Andere Ausführungsformen umfassen das Computerprogramm zur Durchführung eines der hier beschriebenen Verfahren, das auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist. Other embodiments include the computer program for performing one of the methods described herein, which is based on a stored on a machine-readable medium.

Mit anderen Worten, eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist daher ein Computerprogramm mit einem Programmcode zur Durchführung eines der hierin beschriebenen Verfahren, wenn das Computerprogramm auf einem Computer läuft. In other words, one embodiment of the present invention is therefore a computer program having program code for carrying out one of the methods described herein when the computer program is running on a computer.

Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist daher ein Speichermedium (oder ein Datenträger oder ein computerlesbares Medium), auf dem das Computerprogramm zur Durchführung eines der hierin beschriebenen Verfahren gespeichert ist, wenn es von einem Prozessor ausgeführt wird. Der Datenträger, das digitale Speichermedium oder das aufgezeichnete Medium sind typischerweise greifbar und/oder nichtübertragbar. Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Gerät, wie hierin beschrieben, mit einem Prozessor und dem Speichermedium. A further embodiment of the present invention is therefore a storage medium (or a data carrier or a computer-readable medium) on which the computer program for performing one of the methods described herein is stored when executed by a processor. The data carrier, digital storage medium, or recorded medium is typically tangible and/or non-transferable. A further embodiment of the present invention is a device as described herein, comprising a processor and the storage medium.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist daher ein Datenstrom oder eine Folge von Signalen, die das Computerprogramm zur Durchführung eines der hierin beschriebenen Verfahren darstellen. Der Datenstrom bzw. die Signalfolge kann beispielsweise so ausgestaltet sein, dass er bzw. sie über eine Datenkommunikationsverbindung, z.B. über das Internet, übertragen werden kann. A further embodiment of the invention is therefore a data stream or a sequence of signals representing the computer program for carrying out one of the methods described herein. The data stream or signal sequence can, for example, be configured such that it can be transmitted via a data communication connection, e.g., via the Internet.

Eine weitere Ausführungsform umfasst ein Verarbeitungsmittel, z. B. einen Computer oder ein programmierbares Logikgerät, das so konfiguriert oder angepasst ist, dass es eines der hierin beschriebenen Verfahren durchführen kann. Another embodiment comprises a processing means, e.g., a computer or a programmable logic device, configured or adapted to perform any of the methods described herein.

Eine weitere Ausführungsform umfasst einen Computer, auf dem das Computerprogramm zur Durchführung eines der hierin beschriebenen Verfahren installiert ist. Eine weitere Ausführungsform der Erfindung umfasst eine Vorrichtung oder ein System, die bzw. das so konfiguriert ist, dass sie bzw. es ein Computerprogramm zur Durchführung eines der hierin beschriebenen Verfahren an einen Empfänger überträgt (z. B. auf elektronischem oder optischem Weg). Der Empfänger kann zum Beispiel ein Computer, ein mobiles Gerät, ein Speichergerät oder ähnliches sein. Die Vorrichtung oder das System kann zum Beispiel einen Dateiserver zur Übertragung des Computerprogramms an den Empfänger umfassen. A further embodiment comprises a computer on which the computer program for carrying out one of the methods described herein is installed. A further embodiment of the invention comprises a device or system configured to transmit a computer program for performing one of the methods described herein to a recipient (e.g., electronically or optically). The recipient may, for example, be a computer, a mobile device, a storage device, or the like. The device or system may, for example, comprise a file server for transmitting the computer program to the recipient.

In einigen Ausführungsformen kann eine programmierbare Logikvorrichtung (z. B. ein feldprogrammierbares Gate-Array) verwendet werden, um einige oder alle Funktionen der hier beschriebenen Verfahren auszuführen. In einigen Ausführungsformen kann ein feldprogrammierbares Gate-Array mit einem Mikroprozessor Zusammenarbeiten, um eines der hier beschriebenen Verfahren durchzuführen. Im Allgemeinen werden die Verfahren vorzugsweise von einem beliebigen Hardware-Gerät durchgeführt. In some embodiments, a programmable logic device (e.g., a field-programmable gate array) may be used to perform some or all of the functions of the methods described herein. In some embodiments, a field-programmable gate array may cooperate with a microprocessor to perform any of the methods described herein. In general, the methods are preferably performed by any hardware device.

Der hier verwendete Begriff "und/oder" schließt alle Kombinationen von einem oder mehreren der aufgeführten Aspekte ein und kann mit "/" abgekürzt werden. The term "and/or" as used here includes all combinations of one or more of the listed aspects and can be abbreviated to "/".

Obwohl einige Aspekte im Zusammenhang mit einem Gerät beschrieben wurden, ist es klar, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens darstellen, wobei ein Block oder eine Vorrichtung einem Verfahrensschritt oder einem Merkmal eines Verfahrensschritts entspricht. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem Verfahrensschritt beschrieben werden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Elements oder Merkmals eines entsprechenden Geräts dar. Liste der Bezugszeichen Although some aspects have been described in the context of a device, it is clear that these aspects also represent a description of the corresponding method, with a block or device corresponding to a method step or a feature of a method step. Similarly, aspects described in the context of a method step also represent a description of a corresponding block, element, or feature of a corresponding device. List of reference symbols

100, 200 Mikrotom 100, 200 microtome

110 Messerhalter 110 knife holders

112 Messer 112 knives

114 Schneidkante 114 Cutting edge

116 Aufnahmebox 116 Recording box

120 Probenhalter 120 sample holders

122 Probe 122 Sample

124 Probenoberfläche 124 Sample surface

218 Seitenfläche des Messers218 Side surface of the knife

230 Beleuchtungsmittel 230 lighting devices

232 Lichtquelle 232 light source

234 Diffusionselement oder Filter234 Diffusion element or filter

235 Raum 235 Room

238 Lichtstrahl 238 light beam

240 Sensor 240 sensors

250 Steuerungsmittel 250 control devices

260.1 erster Aktor 260.1 first actuator

260.2 zweiter Aktor 260.2 second actuator

260.3 dritter Aktor 260.3 third actor

260.4 vierter Aktor 260.4 fourth actuator

262 Handrad 262 Handwheel

300 Lichtspalt 300 light slit

310 Kontur 310 Contour

311 erster Abschnitt der Kontur311 first section of the contour

312 zweiter Abschnitt der Kontur x, y, z, x‘, y‘, z‘, x“ Achse b Vorschubrichtung c Schneidrichtung 312 second section of the contour x, y, z, x', y', z', x" axis b feed direction c cutting direction

Claims

Ansprüche Claims 1. Ein computer-implementiertes Verfahren zum Betreiben eines Mikrotoms (100, 200) für einen Schneidvorgang, wobei das Mikrotom (100, 200) ein Messer (112) mit einer Schneidkante (114) und eine Probe (122) auf einem Probenhalter (120) aufweist; umfassend die folgenden Schritte: 1. A computer-implemented method for operating a microtome (100, 200) for a cutting operation, the microtome (100, 200) having a knife (112) with a cutting edge (114) and a sample (122) on a sample holder (120); comprising the following steps: - Bestimmen eines Lichtspalts (300) der abschnittsweise durch die Schneidkante (114) und die Probe (122) definiert ist, und - determining a light gap (300) which is defined in sections by the cutting edge (114) and the sample (122), and - Ausrichten des Messers (112) und/oder der Probe (122), so dass der Lichtspalt (300) eine vorgegebene Struktur aufweist. - Aligning the knife (112) and/or the sample (122) so that the light gap (300) has a predetermined structure. 2. Das Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, umfassend den Schritt: 2. The method according to the preceding claim, comprising the step: - Beleuchten des Raumes (235) zwischen Schneidkante (114) und Probe (122) mit einem Beleuchtungsmittel (230). - Illuminating the space (235) between the cutting edge (114) and the sample (122) with a lighting means (230). 3. Das Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Bestimmen des Lichtspalts (300) durch einen Sensor (240), insbesondere eine Kamera, erfolgt. 3. The method according to one of the preceding claims, wherein the determination of the light gap (300) is carried out by a sensor (240), in particular a camera. 4. Das Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Struktur eine Form umfasst, welche zwei parallele Seiten aufweist, wobei eine erste Seite durch die Schneidkante (114) und eine zweite Seite durch die Probe (122) definiert ist. 4. The method of any preceding claim, wherein the structure comprises a shape having two parallel sides, a first side defined by the cutting edge (114) and a second side defined by the sample (122). 5. Das Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Struktur eine Form umfasst, welche einen vorgegebenen Abstand aufweist, der durch die Seite der Struktur der Schneidkante (114) und die Seite der Struktur der Probe (122) definiert ist. 5. The method of any preceding claim, wherein the structure comprises a shape having a predetermined distance defined by the side of the structure of the cutting edge (114) and the side of the structure of the sample (122). 6. Das Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, wobei die Probe (122) und/oder das Messer (112) während des Ausrichtens entlang oder parallel zu einer ersten linearen Achse (z) bewegt wird. 6. The method according to the preceding claim, wherein the sample (122) and/or the knife (112) is moved along or parallel to a first linear axis (z) during alignment. 7. Das Verfahren nach einem der beiden vorherigen Ansprüche, wobei die Ausrichtung entlang einer ersten Drehachse (x) erfolgt. 7. The method according to one of the two preceding claims, wherein the alignment takes place along a first axis of rotation (x). 8. Das Verfahren nach einem der drei vorherigen Ansprüche, wobei die Ausrichtung entlang einer zweiten Drehachse (y) erfolgt. 8. The method according to one of the three preceding claims, wherein the alignment is carried out along a second axis of rotation (y). 9. Das Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Ausrichten des Messers (112) durch motorisches oder manuelles Bewegen des Messers (112) um eine erste lineare Achse (z) erfolgt. 9. The method according to any one of the preceding claims, wherein the alignment of the knife (112) is carried out by motorized or manual movement of the knife (112) about a first linear axis (z). 10. Das Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Ausrichten der Probe (122) durch motorisches oder manuelles Bewegen der Probe (122) um eine zweite und eine dritte Achse erfolgt, welche zur ersten linearen Achse (z) und/oder zueinander rechtwinklig angeordnet sind. 10. The method according to any one of the preceding claims, wherein the alignment of the sample (122) is carried out by motorized or manual movement of the sample (122) about a second and a third axis which are arranged at right angles to the first linear axis (z) and/or to each other. 11 . Das Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Struktur eine im Wesentlichen rechteckige, dreieckige oder trapezförmige Form umfasst. 11. The method according to any one of the preceding claims, wherein the structure comprises a substantially rectangular, triangular or trapezoidal shape. 12. Das Verfahren nach den vorherigen Ansprüchen 2 - 11 , wobei die Kamera relativ zur Probe (122) auf der anderen Seite des Beleuchtungsmittels (230) so angeordnet ist, dass sie weder auf einer Achse zwischen Beleuchtungsmittel (230) oder Probe (122) noch parallel dazu angeordnet ist. 12. The method according to the preceding claims 2 - 11, wherein the camera is arranged relative to the sample (122) on the other side of the illumination means (230) such that it is neither arranged on an axis between the illumination means (230) or the sample (122) nor parallel thereto. 13. Das Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 3 - 12, wobei zum Bestimmen des Lichtspalts (300) das Beleuchtungsmittel (230) und/oder die Kamera (240) bewegt wird. 13. The method according to one of the preceding claims 3 - 12, wherein the illumination means (230) and/or the camera (240) is moved to determine the light gap (300). 14. Das Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei zur Bestimmung des Lichtspalts (300) die Schneidkante (114) des Messers (112) als geradlinig vorgegeben wird. 14. The method according to one of the preceding claims, wherein the cutting edge (114) of the knife (112) is specified as being straight for determining the light gap (300). 15. Mikrotom (100, 200), ausgebildet dazu: 15. Microtome (100, 200), trained to: - ein Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche durchzuführen; und/oder - to carry out a method according to one of the preceding claims; and/or - Informationen mit einer Vorrichtung auszutauschen, die ein Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche ausführt. - to exchange information with a device that carries out a method according to one of the preceding claims.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20230341298A1 (en) * 2022-04-26 2023-10-26 Leica Mikrosysteme Gmbh Microtome system and corresponding method

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