Эффективность и стандартизация ветеринарной лабораторной диагностики все в большей степени зависят от автоматизации и цифровых рабочих процессов. Традиционные микроскопы часто сталкиваются с проблемами цифровой интеграции из-за громоздких модулей визуализации, плохой совместимости интерфейсов или недостаточного освещения, что ограничивает согласованность системы и однородность изображений. Для решения этих проблем данное исследование изучает интеграцию компактного модуля визуализации с широким полем зрения и встроенным освещением в полностью автоматизированную систему ветеринарных микроскопов. Эта интеграция использует небольшие физические размеры модуля и стандартизированный выходной сигнал для бесшовного встраивания его в автоматизированные рабочие процессы обработки предметных стекол, обеспечивая высокое качество изображения при одновременном упрощении архитектуры системы. Полученный рабочий процесс — от подготовки образца до вывода цифрового изображения — оптимизирован для скорости, надежности и точности, удовлетворяя требования патологоанатомов к быстрой цифровой диагностике.
Современные полностью автоматизированные ветеринарные микроскопы предназначены для подготовки образцов, окрашивания и цифровой визуализации в течение нескольких минут для мазков крови или цитологических препаратов. Это предъявляет строгие требования к модулям визуализации: они должны быть достаточно компактными, чтобы помещаться в ограниченном оптическом и механическом пространстве, обеспечивая при этом достаточное качество изображения для четкого разрешения клеточных ядер, хроматина, цитоплазматических гранул и других мелких структур.
Традиционные решения для визуализации часто используют автономные промышленные камеры, которые громоздки, ограничивают варианты установки и требуют дополнительных систем освещения, что увеличивает сложность и проблемы калибровки. Следовательно, компактный модуль визуализации с функцией plug-and-play и встроенным освещением является ключом к повышению общей производительности и надежности системы.
Модуль визуализации, используемый в данном исследовании, разработан для интеграции в ограниченные пространства. Он оснащен датчиком 1/9 дюйма и диаметром зонда всего 3,3 мм, что позволяет вставлять его в существующие окулярные трубки или специальные порты для визуализации без существенных механических модификаций. Несмотря на малый размер, датчик в сочетании с оптимизированной оптической системой обеспечивает четкие, детализированные цифровые изображения, подходящие для стандартных гематологических и цитологических наблюдений.
Модуль обеспечивает поле зрения 102° ±5°, что достаточно широко для захвата области под объективами микроскопа с малым увеличением, уменьшая необходимость в нескольких сканированиях и повышая эффективность сканирования предметных стекол. Апертура F4.0 обеспечивает достаточную глубину резкости, компенсируя небольшие отклонения в толщине образца при сохранении резкости по нескольким фокальным плоскостям.
Шесть миниатюрных светодиодов 0201 интегрированы вокруг линзы, обеспечивая равномерное, автономное освещение без использования внешних источников света микроскопа или сложных настроек освещения по Келеру. Яркость и цветовая температура светодиодов могут регулироваться через серверное программное обеспечение для соответствия различным протоколам окрашивания, таким как окрашивание по Райту или по Гимзе, обеспечивая согласованное воспроизведение цветов.
Для передачи сигнала модуль использует интерфейс MIPI, подключенный через порт TYPE-C к системе управления микроскопом. Высокая пропускная способность MIPI поддерживает потоковую передачу видео в реальном времени, обеспечивая плавный захват изображений во время автоматического сканирования. Длина кабеля 1000 ±10 мм обеспечивает достаточную гибкость прокладки внутри микроскопа, а кабель с тефлоновой изоляцией гарантирует долговечность, гибкость и долгосрочную эксплуатационную надежность.
Интеграция этого миниатюрного модуля визуализации в полностью автоматизированный ветеринарный микроскоп повышает эффективность и согласованность цифрового рабочего процесса. Автоматизированный столик, механизм фокусировки и система транспортировки образцов точно позиционируют поле зрения, в то время как интегрированный модуль действует как «цифровая сетчатка», мгновенно захватывая изображения высокого разрешения по команде и передавая их через MIPI в программное обеспечение для обработки изображений в патологии.
Широкое поле зрения особенно полезно при сканировании с малым увеличением, что значительно сокращает общее время сканирования. Встроенное светодиодное освещение устраняет зависимость от калибровки внешнего источника света, обеспечивая постоянную яркость и цвет между приборами и с течением времени — что критически важно для автоматизированного анализа и сравнения между устройствами. Компактный форм-фактор также освобождает внутреннее пространство, позволяя создавать более прочные корпуса и улучшенные интерфейсы человек-машина, что соответствует целям разработки в области долговечности и удобства использования.
С точки зрения пользователя, параметры визуализации управляются системным программным обеспечением, что позволяет патологоанатомам просто выбирать режимы, такие как «гематология» или «цитология». Система автоматически настраивает экспозицию, баланс белого и усиление, гарантируя, что изображения соответствуют диагностическим требованиям. Функциональность plug-and-play снижает сложность производства и обслуживания.
Данное исследование демонстрирует, что интеграция миниатюрного, самоосвещающегося модуля визуализации высокого разрешения в полностью автоматизированные ветеринарные микроскопы является эффективным подходом для улучшения интеграции системы и согласованности изображений. Решение преодолевает ограничения громоздких традиционных цифровых модулей и требований к внешнему освещению, одновременно обеспечивая стабильный вывод изображений, который формирует прочную основу для передового анализа, такого как автоматическое распознавание клеток и классификация ядросодержащих клеток.
Эта интеграция является примером тенденции к миниатюризации, интеграции и стандартизации технологий визуализации в медицинских диагностических устройствах, напрямую поддерживая более высокие уровни автоматизации и цифровизации в ветеринарных патологических лабораториях. С будущими улучшениями разрешения датчиков и вычислительных алгоритмов такие миниатюрные модули, как ожидается, будут играть центральную роль в прикроватной диагностике и ветеринарных исследованиях на местах.
