previous pauseresume next

سیستم اتوماسیون تصویر برداری میکروسکوپی طراحی و پیاده سازی شد

 به گزارش خبرگزاری علم و فناوری از اصفهان؛ سیستم اتوماسیون تصویربرداری میکروسکوپی توسط محققان دانشکده فناوری­های  نوین دانشگاه علوم پزشکی اصفهان طراحی و پیاده سازی شد.

اسکن اتوماتیک، غربالگری و تصویربرداری بر روی میکروسکوپ­های آزمایشگاهی باعث کاهش زمان اسکن، کاهش خطای سیستمی، کاهش خستگی ناشی از فرایند دستی و افزایشسرعت و دقت و افزایش راندمان و بهبود عملکرد متخصصان کاربر می­شود، همچنین ذخیره­ سازی موقعیت هدف­های متفاوت و دسترسی سریع به آن‌ها فرایند بازبینی مجدد را آسان خواهد کرد.اتوماسیون تصاویر میکروسکوپی به منظور کاربردهای تشخیصی در علوم پزشکی، پاتولوژی، انگل شناسی، بافت شناسی و غیره اهمیت بسزایی دارد، مکانیزم معمول تصویر برداری در کشور ما با استفاده از لامهای میکروسکوپی، به صورت دستی و به کمک دوربین‌های که به میکروسکوپ متصل می‌شود صورت می‌گیرد.

سجاد دهقانی به نمایندگی از طرف کارگروه در گفتگو با خبرنگار این خبرگزاری، اظهار داشت: توجه به عوامل مذکور اندیشه ها را به سمت بهینه سازی و بهبود روش های قبلی برده و در این طرح اتوماتیک و مکانیزه کردن میکروسکوپ ها و پیاده­ سازی سیستمی مورد توجه قرار گرفت، در راستای پایان نامه کارشناسی ارشد و با راهنمایی دکترسعید کرمانی و مشاوره­ ی دکتر اردشیر طالبی و دکترنادر پسته چیان از اعضای هیئت علمی دانشکده فناوری های نوین پزشکی و دانشکده پزشکی دانشگاه علوم پزشکی اصفهان اجرایی شد.

این دانشجوی کارشناسی ارشد دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، تصریح کرد: در راستای اهداف مذکور با طراحی و پیاده­ سازی نرم­ ا­فزار، مدار واسط و درایور موتورها، سیستم کنترل موقعیت ، برد­ها و ماژول های پردارنده الکترونیکی و با استفاده از ماژول دوربین و سنسورها و بخش­های مکانیکی صفحه میکروسکوپ ، یک سیستم تصویر برداری میکروسکوپی طراحی شد.

 دهقانی گفت: این سیستم دربردارنده قسمتهای الکترونیکی و مکانیکی است که قسمت الکترونیکی دارای مدار فیدبک، سیستم راه اندازی، کنترل حرکت و موقعیت موتور و تصویر برداری می‌باشد. در قسمت مکانیکی یک سازه برای حرکت صفحه میکروسکوپ در دو جهت x,yو یک متمرکز کننده اپتیکی طراحی شده است.

وی افزود: در واقع کاربرد سیستم اتوماسیون تصویربرداری میکروسکوپی برای موتوریزه کردن صفحه میکروسکوپ، اخذ تصویر و ذخیره‌سازی اطلاعات پیاده سازی شده استوانتقال و ذخیره­ سازی تصاویر در حافظه‌ و یا به‌صورت آنلاین توسط شبکه داخلی قابل انجام است اما در حال حاضر این سیستم فاقد بخش فوکوس اتوماتیک می باشد لذا مجری اصلی در نظر دارد با تعریف یک پایان نامه جدید برای یک دانشجوی ارشد در  خصوص رفع آن اقدام نماید.

 

مکانیزم عمل سیستم

این دانشجوی دانشکده فناوری های نوین پزشکی دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، تصریح کرد: در این پژوهش از سازوکار سیستمهای مبتنی بر درایور موتور الکتریکی جهت موتوریزه کردن استفاده شده است. به‌منظور داشتن یک سیستم یکپارچه از زمان اسکن، غربالگری تصاویر، ذخیره‌سازی و انتقال دیتاها، مکانیسمی بر پایه سه اصل کلی Stage Motorization، Image Acquisitionو Data Archivingطراحی گردید.

 

 

وی ادامه داد: در این سیستم تمامی عملیات کنترلی و پردازشی بر روی یک بستر نرمافزار گرافیکی انجام می­پذیرد، این کمک شایانی به راحتی کاربر جهت رسیدن به اهداف خود می کند.

تست های آزمایشگاهی

دهقانی خاطرنشان کرد: این سیستم مورد تست های آزمایشگاهی قرار گرفت و مشاهده شد که الگوریتم پیشنهادی از کارایی بسيار بالايي در دسترسی به شاخص های اصلی اشاره شده و همچنین دسترسی به همه تصاویر در موقعیت‌های مختلف مختصاتی برخوردار است.

وی افزود: به غیر از قابلیت فوکوس اتوماتیک، مکانیسم طراحی شده می‌تواند به‌ عنوان یک ابزار اسکن اتوماتیک، غربالگری و تصویربرداری مناسب و کاربر پسند برای پاتولوژیستها و متخصصین حوزه میکروسکوپی به کار رود. البته خاطر نشان میکنم که باید اپراتور نسبت به فوکوس بودن سیستم اپتیکی در هر مرحله تصویربرداری اطمینان پیدا کند و یا آنرا به صورت دستی انجام دهد با فائق آمدن بر این مشکل می توان پیش بینی نمود سیستم از قابلیتهای بالای جهت ابزار کمک تشخیصی و استفاده از نرم افزارهای کمک تشخیصی برخوردار می گردد.

مزایا و نو آوری ها 

دهقانی در ادامه دسترسی به‌ دقت حرکتی سی میکرومتر، اسکن اتوماتیک، ایجاد یک بستر مناسب جهت در اختیار داشتن پایگاه داده­ با حجم بالا، غربالگری تصاویر، ایجاد تصاویر یکنواخت از بخشی از لام و کاربرپسند بودن سیستم را بعنوان مزایا و نوآوری های سیستم اتوماسیون تصویربرداری میکروسکوپی عنوان کرد.

وی ادامه داد: با این سیستم اسکن ناحیه منطقه مورد علاقه (ROI) انجام می شود و علاوه بر این قابلیت انتخاب  مناطق مورد علاقه متعدد برای مطالعه و دسترسی به تصاویر نمونه های خون، بافت­ها و انگل­ها وجود دارد.

این دانشجوی دانشکده فناوری های نوین پزشکی دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، گفت: این سیستم با مجهز شدن به فوکوس اتوماتیک قابلیت این را دارد که نیاز یک پزشک و متخصص حوزه میکروسکوپی را با درنظر گرفتن کاهش مدت زمان تصویر برداری، موتورایزه کردن صفحه میکروسکوپ، میزان حرکت دلخواه صفحه در هر جهت، کاهش خستگی ناشی از طولانی بودن فرایند تصویر برداری، تهیه سریع تصاویر و دسترسی فوری و آسان بهROIهای مختلف لام و دسترسی به سیستم یکپارچه در تهیه، ذخیره و انتقال و آرشیو تصاویر و همچنین ارزان بودن نسبت به سیستم های قبلی را فراهم آورد.

دهقانی ادامه داد: وضوح تصویر در اخذ تصاویر و همچنین از دست ندادن جزئیات موجود در زمان اسکن مخصوصا در بزرگنمایی ۱۰۰۰برابر از اهمیت ویژه­ای برخوردار است، هم­پوشانی ۷۵ درصدی در بزرگنمایی ۱۰۰۰برابر ویژگی منحصر به فردی است که می­توان تمامی جزییات لام را در زمان تهیه تصویر از یک اسلاید به اسلاید بعدی را در اختیار داشت، این مورد ویژگی برجسته در تهیه یک اسلاید شات از کل لام بعد از اسکن کامل ناحیه انتخابی در اختیار متخصصین قرار میدهد.

تولید انبوه و توجیه اقتصادی دستاورد چگونه است

این دانشجوی دانشکده فناوری های نوین پزشکی دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، در پاسخ به این سوال بیان داشت: بسیاری از تجهیزات پزشکی در حوزه آزمایشگاهی در کشور ما وارداتی می باشند و اکثرا دارای قیمت های بسیار بالایی عمدتا به علت تکنولوژی های به کار رفته در سیستم های موجود هستندِ، سیستم های میکروسکوپی اتوماتیک نیز جز دسته دستگاهی مدرن و گران در حوزه آزمایشگاهی بوده و از آنجایی که با حوزه سلامت در ارتباط هستند بومی سازی این سیستم ها ضرروتی انکار ناپذیر است.نمونه ساخته شده در این طرح بر اساس طراحی جدید مکانیزم حرکتی، نرم افراز و سخت افزارهای به کار رفته در آن  قیمتی کمتر از ۳۰ درصد قیمت مشابه خارجی است و ساخت هر سیستم حداقل ۷۰ درصد ارز آوری خواهد داشت.

وی افزود: علم پزشکی در حوزه تشخیص بیماریها پیشرفت های سریعی دارد و در سال های آتی، دسترسی به مکانیزم های تشخیص اتوماتیک و هوشمند ارزشمند خواهد شد، لذا دستیابی به این فناوری در حوزه سلامت و تشخیص امری مهم برای کشور تلقی می شود.

دهقانی تاکید کرد: بومی سازی این سیستم به منظور تولید انبوه با بکارگیری تعداد ۵ تا۱۰ متخصص و کارشناس به طور مستقیم و غیر مستقیم همراه خواهد بود.

چه برنامه هایی برای ارتقا و توسعه سیستم دارید

وی در پاسخ به این سوال اذعان کرد: در صورت تکمیل و مجهز شدن سیستم به فوکوس اتوماتیک، این سیستم در فاز بعدی بامجهز شدن به نرم افزارهای تکمیلی تجزیه و تحلیل دیتاها و تصاویر و همگام سازی خروجی سیستم با نرم افزار های پردازشی، قابلیت تمام اتومات بودن کلیه روند آنالیز تصاویر را خواهد داشت که در این راستا، پژوهش مربوطه در دانشکده فناوریهای نوین توسط سایر محققین آن در حال انجام است.

وی در پایان با بیان این که سیستم های اتوماتیک در حوزه میکروسکوپی زمانی توسعه پیدا کردند که تحقیقات بر روی طراحی ساخت سیستم های میکروسکوپ اتوماتیک و همچنین شناسایی اتوماتیک گونه های مختلف بافت ها و انگل و میکروارگانیزم ها ، مکانیزه کردن سیستم‌های و تجهیزات در علوم پزشکی مانند میکروسکوپ‌های تشخیصی متمرکز شد، افزود: پژوهش ها و اختراعات قبلی شامل سیستم های با کاربری های خاص در حوزه اتوماسیون میکروسکوپ به همراه ویژگی های مختلف مربوطه هستند و با وجود اینکه میکروسکوپ موتوریزه گردیده ولی اسکن اتوماتیک لام برای دسترسی به همه نواحی و زیر نواحی لام در بزرگ نمایی های مختلف مخصوصا برزگنمایی ۱۰۰۰برابر هنوز دارای محدودیت می باشد. از طرفی ذخیره حجم بالای تصاویر و انتقال آنها از مواردی است که جز محدویت های سیستم های بیان شده است.

این سیستم در حال حاظر در روند ثبت اختراع بوده و مراحل پاپانی ثبت را می گذراند.