Digicyte Digitális patológiai rendszerek AI támogatással
- Nexcope NE900 mikroszkóp sorozatra épített rendszerek
- Akár motoros automatikus Z-tengellyel és integrált vezérléssel
- Akár motoros objektívváltó és motoros tárgyasztal
- 3W LED megvilágítás, akár 60 000 üzemórás élettartammal
- Ergonomikus dönthető trinokuláris fej (0–35°)
- Digicyte BigEye GS 12MP USB kamera
- Digicyte ResoluX Research szoftver
Főbb műszaki jellemzők
- NE950 csúcsmodel esetén motoros mikroszkóp állvány automatikus Z-tengellyel és integrált vezérléssel
- Teljes támogatás motoros objektívváltóhoz és motoros tárgyasztalhoz
- 3W LED megvilágítás, akár 60 000 üzemórás élettartammal
- Ergonomikus dönthető trinokuláris fej (0–30°)
- 47–78 mm szemtávolság állítás
- Fénymegosztó: 100:0 / 20:80 / 0:100
Objektív konfiguráció
A rendszer különböző nagy teljesítményű semi-apokromatikus és apokromatikus objektívekkel konfigurálható:
- Semi-Apochromat 4X/0.13 (tartozék)
- Semi-Apochromat 10X/0.3 (tartozék)
- Apochromat 20X/0.75 (tartozék)
- Apochromat 40X/0.95 korrekciós gyűrűvel (tartozék)
- Semi-Apochromat 100X/1.4 (opcionális)
Igény esetén opcionálisan rendelhető:
- 100X/1.43 UPlan APO objektív
- 100X/1.49 Super UPlan APO objektív
az alkalmazási terület, a mintatípus és a kívánt felbontás függvényében.
Motoros tárgyasztal és batch scanning
A nagy pontosságú motoros X/Y tárgyasztal:
- 125 mm X tengely
- 75 mm Y tengely mozgástartomány
- ±1.5 μm pozicionálási ismétlési pontosság
A rendszer támogatja a nagyfelbontású automatikus slide stitching panoráma képkészítést, valamint a Batch Scanning funkciót akár 4 tárgylemez egyidejű automatikus feldolgozásával.
Digicyte BigEye GS 12 MP kamera
- Sony IMX304 Global Shutter CMOS szenzor
- 12.3 MP felbontás (4096 × 3000 px)
- 23.4 fps teljes felbontáson
- USB 3.0 adatkapcsolat
- 3.45 μm pixelméret
- Global Shutter technológia mozgási torzítás nélkül
ResoluX AI képfeldolgozó szoftver
A Digicyte ResoluX fejlett automatizálási és AI képfeldolgozó platformja:
- Automatikus nagyterületű szkennelés
- GPU gyorsított EDF / focus stacking
- AI alapú Super-Resolution képfeldolgozás
- Valós idejű kromatikus aberráció korrekció
- Vignettálás és geometriai torzítás korrekció
- „AI True Color” színrekonstrukció
A Super-Resolution algoritmus akár kétszeres effektív felbontásnövekedést is lehetővé tehet az objektív optikai határain túl.
Akár kétszeres felbontás világos látóteres mikroszkópiában
A Digicyte.ai az első — és jelenleg az egyetlen — vállalat, amely a Sparse Deconvolution technológiát sikeresen alkalmazza világos látóteres mikroszkópiában, lehetővé téve a hagyományos 100x olajimmerziós objektívekkel elérhető felbontás akár kétszeresének megközelítését.
Ez az innovatív megoldás új lehetőségeket nyit kutatási és klinikai alkalmazásokban, különösen citológiai és hematológiai területen, ahol a részletgazdagabb képek hozzájárulhatnak a pontosabb és megbízhatóbb diagnosztikához.
A Digicyte kamerái és ResoluX szoftverplatformja a Sparse Deconvolution technológiát a mindennapi mikroszkópos munkafolyamatok integrált részévé teszik.
AI alapú sejtfelismerés és osztályozás
A vállalat több éves tapasztalattal rendelkezik speciális, alkalmazásorientált AI modellek fejlesztésében, amelyek integrálhatók a mikroszkópkamerák és a ResoluX szoftver munkafolyamataiba. Az automatizált sejtfelismerés és mérési funkciók jelentősen csökkenthetik a manuális kiértékelés idejét, miközben támogatják a gyorsabb és reprodukálhatóbb analízist.
A rendszer alkalmas többek között:
- sejtszámlálásra,
- sejtméret mérésre,
- morfológiai osztályozásra,
- automatikus objektumfelismerésre,
- valamint AI alapú képszegmentálásra.
Numerikus apertúra (NA) – az objektívek egyik legfontosabb paramétere
Lássuk mit ír le a numerikus apertúra (NA) vesszük át. Ez az érték minden mikroszkóp objektíven megtalálható, mivel az objektív egyik legfontosabb jellemzője: alapvetően meghatározza a rendszer felbontóképességét.
Egyszerűen megfogalmazva a numerikus apertúra azt mutatja meg, hogy az objektív mennyi optikai információt képes összegyűjteni a mintából. Ez nemcsak a begyűjtött fény mennyiségével függ össze, hanem közvetlenül a részletfelbontással is. Minél nagyobb az NA érték, annál finomabb részletek jeleníthetők meg a mikroszkópos képen.
Példa
Az alábbi példában két különböző 100x olajimmerziós objektív szerepel:
- egy standard akromatikus objektív 1.25 NA értékkel,
-
valamint egy nagy teljesítményű, erősen korrigált objektív 1.49 NA értékkel.
Az 1.49-es numerikus apertúra már közel van az olajimmerziós optikával fizikailag elérhető maximumhoz. Az ilyen extrém nagy apertúrájú objektívek speciális korrekciós mechanizmusokat — például korrekciós gyűrűket — is alkalmaznak a szférikus aberrációk csökkentésére.
A nagyobb numerikus apertúra:
- több fényt gyűjt,
- jobb kontrasztot biztosít,
- nagyobb részletfelbontást eredményez,
- és pontosabb képi információt szolgáltat.
Ez különösen fontos:
- citológiai,
- hematológiai,
- fluoreszcens,
- digitális patológiai,
- valamint AI alapú képelemző rendszerek esetében.
Numerikus apertúra és felbontás kapcsolata
2. ábra – Mit jelent a nagyobb numerikus apertúra?
A 2. ábra jól szemlélteti a numerikus apertúra működését. A bal oldali 10x objektív alacsony NA értékkel rendelkezik, ezért csak egy szűkebb „fénykúpból” képes információt gyűjteni a mintáról. A jobb oldali 10x objektív ezzel szemben jóval nagyobb numerikus apertúrával rendelkezik, így egy sokkal szélesebb szögből képes a mintából érkező fényt összegyűjteni.
A szélesebb fénykúp nemcsak több fényt jelent, hanem több optikai információ — köztük magasabb rendű diffrakciós mintázatok — rögzítését is lehetővé teszi. Ez a nagyobb felbontás alapja.
Nagyobb NA = nagyobb részletfelbontás
A 3. ábrán egy standard 10X/0.25 objektív és egy nagyobb teljesítményű, apokromatikus 10X/0.40 objektív képe látható összehasonlításban. A nagyobb NA értékű objektív jelentősen élesebb képet és finomabb részleteket jelenít meg.
Hasonló jelenség figyelhető meg a 4. ábrán is:
- bal oldalon: 20X/0.40 objektív,
-
jobb oldalon: 20X/0.75 objektív
Itt a különbség még látványosabb: a magasabb numerikus apertúrájú objektív olyan részleteket képes megjeleníteni, amelyek az alacsonyabb NA esetén teljesen elvesznek.
A felbontás és a numerikus apertúra kapcsolata közel lineáris:
ahol:
- = felbontás,
- = a fény hullámhossza,
- = numerikus apertúra.
Ez azt jelenti, hogy a numerikus apertúra megduplázásával közel kétszeres felbontás érhető el.
A nagyobb apertúra más optikai rendszereknél is kulcsfontosságú
Ugyanez az elv érvényes a csillagászatban is. A nagyobb apertúrájú távcsövek több fényt és több információt képesek gyűjteni, így nagyobb felbontást biztosítanak.
Jó példa erre:
- a Hubble Űrteleszkóp 2.4 méteres tükre,
- valamint a James Webb Űrteleszkóp 6.5 méteres főtükre.
A James Webb jelentősen nagyobb apertúrája sokkal részletgazdagabb képek készítését teszi lehetővé, hasonlóan ahhoz, ahogy egy magas NA értékű mikroszkóp objektív is nagyobb részletfelbontást biztosít.
Miért korlátozott a felbontás fizikailag?
A fény hullámtermészetű jelenség. Emiatt a mikroszkóp objektív nem tökéletes pontként képezi le az apró objektumokat, hanem úgynevezett Airy-korongot hoz létre.
Az objektív által összegyűjtött fény interferenciája világos és sötét gyűrűkből álló mintázatot eredményez. Minél nagyobb a numerikus apertúra, annál kisebb ez az Airy-korong, és annál finomabb részletek különíthetők el egymástól.
Ez a modern nagy felbontású mikroszkópia — valamint az AI alapú Super-Resolution technológiák — egyik legfontosabb fizikai alapja.
Airy-korong, interferencia és felbontás
6. ábra – Hogyan alkot képet egy objektív?
A 6. ábra azt szemlélteti, hogyan jön létre a kép interferencia révén. Amikor a fényhullámok azonos fázisban találkoznak, egymást erősítik, így világos pontok keletkeznek (konstruktív interferencia). Amikor a hullámok fél periódussal eltérő fázisban érkeznek, kioltják egymást, így sötét területek alakulnak ki (destruktív interferencia).
A fókuszsíkban kialakuló világos és sötét mintázat együtt alkotja azt az interferenciaképet, amelyből a mikroszkópos kép létrejön.
7. ábra – A numerikus apertúra és az Airy-korong kapcsolata
A 7. ábra a numerikus apertúra, az Airy-korong és a felbontás közötti összefüggést mutatja be.
Ugyanazt a pontszerű objektumhalmazt látjuk három különböző NA értékű objektívvel:
-
Bal oldal – alacsony NA:
Az Airy-korongok nagy méretűek, erősen átfedik egymást, ezért a pontok összemosódnak és nem különíthetők el. -
Középső kép – közepes NA:
A nagyobb numerikus apertúra kisebb Airy-korongokat eredményez, így az egyes pontok már részben elkülöníthetők. -
Jobb oldal – magas NA:
Az Airy-korongok jóval kisebbek és élesebbek, ezért az egyes pontforrások különálló objektumként jelennek meg. Ez eredményezi a nagyobb felbontást és részletgazdagságot.
Miért fontos a numerikus apertúra?
Minden pontszerű objektum egy jellegzetes interferenciamintázatot — Airy-korongot — hoz létre. Ennek méretét és élességét elsősorban:
- a numerikus apertúra,
- valamint a használt fény hullámhossza
határozza meg.
A nagyobb NA értékű objektívek:
- kisebb és élesebb Airy-korongot hoznak létre,
- több diffrakciós információt képesek rögzíteni,
- így jelentősen nagyobb részletfelbontást biztosítanak.
Ez a modern nagyfelbontású mikroszkópia egyik legfontosabb optikai alapelve, amelyre a digitális képfeldolgozás és az AI alapú Super-Resolution algoritmusok is épülnek.
