De efficiëntie en standaardisatie van veterinaire laboratoriumdiagnostiek zijn steeds meer afhankelijk van automatisering en digitale workflows. Traditionele microscopen ondervinden vaak uitdagingen bij digitale integratie vanwege omvangrijke beeldvormingsmodules, slechte interfacecompatibiliteit of onvoldoende verlichting, wat de systeemcohesie en beeldconsistentie beperkt. Om deze uitdagingen aan te pakken, onderzoekt deze studie de integratie van een compacte beeldvormingsmodule met een breed gezichtsveld en ingebouwde verlichting in een volledig geautomatiseerd veterinair microscoopsysteem. Deze integratie maakt gebruik van de kleine fysieke voetafdruk en gestandaardiseerde signaaluitvoer van de module om deze naadloos in te bouwen in geautomatiseerde slideverwerkingsworkflows, waardoor hoge beeldkwaliteit wordt gegarandeerd en de systeemarchitectuur wordt vereenvoudigd. De resulterende workflow – van monsterbereiding tot digitale beelduitvoer – is geoptimaliseerd voor snelheid, betrouwbaarheid en nauwkeurigheid, en voldoet aan de eisen van pathologen voor snelle digitale diagnostiek.
Moderne volledig geautomatiseerde veterinaire microscopen zijn gericht op het voltooien van monsterbereiding, kleuring en digitale beeldvorming binnen enkele minuten voor bloeduitstrijkjes of cytologie-specimens. Dit stelt strenge eisen aan beeldvormingsmodules: ze moeten compact genoeg zijn om in beperkte optische en mechanische ruimtes te passen en tegelijkertijd voldoende beeldkwaliteit leveren om cellulaire kernen, chromatine, cytoplasmatische granulen en andere fijne structuren duidelijk te kunnen oplossen.
Conventionele beeldvormingsoplossingen maken vaak gebruik van standalone industriële camera's, die omvangrijk zijn, installatiemogelijkheden beperken en extra verlichtingssystemen vereisen, wat de complexiteit en kalibratie-uitdagingen vergroot. Daarom is een compacte, plug-and-play beeldvormingsmodule met geïntegreerde verlichting cruciaal voor het verbeteren van de algehele systeemprestaties en betrouwbaarheid.
De in deze studie gebruikte beeldvormingsmodule is ontworpen voor integratie in krappe ruimtes. Het beschikt over een 1/9-inch sensor en een probe diameter van slechts 3,3 mm, waardoor deze in bestaande oculairbuizen of speciale beeldvormingspoorten kan worden ingebracht zonder grote mechanische aanpassingen. Ondanks zijn kleine formaat levert de sensor, gecombineerd met een geoptimaliseerd optisch systeem, duidelijke digitale beelden met veel details, geschikt voor standaard hematologie- en cytologieobservaties.
De module biedt een gezichtsveld van 102° ±5°, breed genoeg om het gebied onder microscoopobjectieven met lage vergroting vast te leggen, waardoor de noodzaak voor meerdere scans wordt verminderd en de efficiëntie van het scannen van slides wordt verbeterd. Het F4.0 diafragma zorgt voor voldoende scherptediepte, waardoor lichte variaties in monsterdikte worden opgevangen en een scherpe focus over meerdere brandvlakken wordt gehandhaafd.
Zes 0201 miniatuur LED's zijn rond de lens geïntegreerd, wat zorgt voor uniforme, zelfstandige verlichting zonder afhankelijk te zijn van externe microscooplichtbronnen of complexe Köhler-verlichtingsaanpassingen. De helderheid en kleurtemperatuur van de LED's kunnen via backend-software worden aangepast om te passen bij verschillende kleurprotocollen, zoals Wright- of Giemsa-kleuringen, waardoor een consistente kleurweergave wordt gegarandeerd.
Voor signaaloverdracht gebruikt de module een MIPI-interface die via een TYPE-C-poort is aangesloten op het microscoopbesturingssysteem. De hoge bandbreedte van MIPI ondersteunt real-time videostreaming, wat zorgt voor soepele beeldopname tijdens geautomatiseerd scannen. Een kabellengte van 1000 ±10 mm biedt voldoende flexibiliteit voor routering binnen de microscoop, en de met Teflon geïsoleerde kabel zorgt voor duurzaamheid, flexibiliteit en betrouwbaarheid op lange termijn.
Het integreren van deze miniatuur beeldvormingsmodule in een volledig geautomatiseerde veterinaire microscoop verbetert de efficiëntie en consistentie van de digitale workflow. De geautomatiseerde stage, het scherpstelmechanisme en het monsterstransportsysteem positioneren het gezichtsveld nauwkeurig, terwijl de geïntegreerde module fungeert als een 'digitaal netvlies', dat direct bij activering beelden met hoge resolutie vastlegt en deze via MIPI naar beeldverwerkingssoftware voor pathologie verzendt.
Het brede gezichtsveld is met name voordelig tijdens scans met lage vergroting, waardoor de totale scantijd aanzienlijk wordt verkort. Ingebouwde LED-verlichting elimineert de afhankelijkheid van kalibratie van externe lichtbronnen, wat zorgt voor consistente helderheid en kleur tussen instrumenten en over tijd – cruciaal voor computerondersteunde analyse en vergelijkingen tussen apparaten. De compacte vormfactor maakt ook interne ruimte vrij, waardoor robuustere behuizingsontwerpen en verbeterde mens-machine-interfaces mogelijk zijn, in lijn met ontwikkelingsdoelen voor duurzaamheid en bruikbaarheid.
Vanuit het gebruikersperspectief worden beeldvormingsparameters beheerd door systeemsoftware, waardoor pathologen eenvoudig modi zoals 'hematologie' of 'cytologie' kunnen selecteren. Het systeem past automatisch de belichting, witbalans en versterking aan, zodat beelden voldoen aan diagnostische vereisten. Plug-and-play functionaliteit vermindert de complexiteit van productie en onderhoud.
Deze studie toont aan dat het integreren van een miniatuur, zelfverlichte high-definition beeldvormingsmodule in volledig geautomatiseerde veterinaire microscopen een effectieve aanpak is om systeemintegratie en beeldconsistentie te verbeteren. De oplossing overwint de beperkingen van omvangrijke traditionele digitale modules en externe verlichtingsvereisten, terwijl het een stabiele beelduitvoer levert die een solide basis vormt voor geavanceerde analyses, zoals automatische celherkenning en classificatie van gekernde cellen.
Deze integratie is een voorbeeld van de trend naar geminiaturiseerde, geïntegreerde en gestandaardiseerde beeldvormingstechnologieën in medische diagnostische apparaten, die direct bijdragen aan hogere niveaus van automatisering en digitalisering in veterinaire pathologielaboratoria. Met toekomstige verbeteringen in sensorresolutie en computationele algoritmen wordt verwacht dat dergelijke miniatuurmodules een centrale rol zullen spelen in bedside diagnostiek en veldgebaseerde veterinaire tests.
