Gülfize Coşkun¹, Veysel Olgun², Hasan Şahin²,
¹Marmara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Mekatronik Mühendisliği, İstanbul, Türkiye
²Technomind Dijital Sistemler A. Ş., BÜDOTEK Teknopark, İstanbul, Türkiye
ÖZET
Amaç:
Dijital patolojinin uygulanabilmesi için yüksek çözünürlüklü görüntü eldesi en önemli konulardan biridir. Tarayıcı cihaza yüklenen preparatların hazırlanışı ve boyama kalitesi, ekrandaki görüntünün kalitesini etkilemektedir. Günümüzde kullanılan tarayıcılarda preparat hazırlama sürecindeki hataların (örneğin çift lamel ile kapama) tarama kalitesini doğrudan etkilediği ve tarama sürecinde lam kırılması oluşabildiği görülmüştür. Geliştirdiğimiz PANORA X-8 tarayıcı cihazı bu hataları ortadan kaldırarak numunelerin yüksek çözünürlüklü olarak dijitalleştirilmesini, arşivlenmesini ve paylaşılmasını sağlamaktadır. Gereç ve Yöntem: Yüksek çözünürlüklü dijital tüm slayt görüntü eldesi için beş mühendis (mekatronik, bilgisayar, biyomedikal, elektrik ve elektronik ve yazılım) tarafından geliştirilen tarayıcı cihaz, özgün tasarımlı (Z ekseni patentlenmiş EDF yöntemi) optik sistem (kamera/lens), gömülü yazılıma sahip elektronik devre, mekanik sistem ve kontrol yazılımı bileşenlerinden oluşturulmuştur. Tarayıcı cihazımız sekiz normal (76x26mm2), ve dört mega (76x52mm2) preparat yuvası ve brightfield ışık kaynağı özelliklerine sahiptir. Patoloğun yalnızca preparatı tarayıcıya yerleştirmesi ve bir web kontrol arayüz üzerinden taramayı başlatması ile kullanım kolaylığı sağlanmıştır. Bulgular: Geliştirdiğimiz tarayıcı, patoloji preparatlarından tam otomatik panoramik ve yüksek çözünürlüklü görüntü elde etme, üç eksende otomatik hareket için motorlu kontrol, 40x objektife sahip, LED kullanımı, sekiz normal ve dört mega lam tarayabilme, CMOS kamera kullanımı, preparatları web arayüzünden inceleme ve konsültasyon amaçlı diğer patologlar veya araştırmacılarla paylaşma özellikleri ile yeni teknolojik donanımlara ve kolay kullanıma sahiptir.
Sonuç:
Yeni geliştirdiğimiz sekiz adet lamı 40x objektif kullanarak tarama özelliğine sahip dijital patoloji tarayıcı cihazımız, özgün ve modern tasarımıyla patoloji laboratuvarlarında ve ilgili branşlarda tanı, arşivleme, araştırma, eğitim ve konsültasyon amacıyla maliyet etkin bir ürün olarak hizmete sunulacaktır. Anahtar Kelimeler: Dijital Patoloji, Dijital Görüntü, Otomatik Tarama, Whole Slide Scanner, 8 Lam Cihaz Amaç Dijital patolojinin uygulanabilmesi için yüksek çözünürlüklü görüntü eldesi en önemli konulardan biridir. Tarayıcı cihaza yüklenen preparatların hazırlanışı ve boyama kalitesi, ekrandaki görüntünün kalitesini etkilemektedir. Günümüzde kullanılan tarayıcılarda preparat hazırlama sürecindeki hataların (örneğin çift lamel ile kapama) tarama kalitesini doğrudan etkilediği ve tarama sürecinde lam kırılması oluşabildiği görülmüştür. Geliştirilen 8 Lam Tarayabilen Dijital Patoloji Tarayıcı Cihazı PANORA X-8, bu hataları ortadan kaldırarak numunelerin yüksek çözünürlüklü olarak dijitalleştirilmesini, arşivlenmesini ve paylaşılmasını sağlamaktadır.
Gereç ve Yöntem:
Yüksek çözünürlüklü dijital tüm slayt görüntü eldesi için beş mühendis (Mekatronik, Bilgisayar, Biyomedikal, Elektrik ve Elektronik ve Yazılım) tarafından geliştirilen tarayıcı cihazı, özgün tasarımlı (Z ekseni patentlenmiş EDF yöntemi) optik sistem (kamera/lens), gömülü yazılıma sahip elektronik devre, mekanik sistem ve kontrol yazılımı bileşenlerinden oluşmaktadır. PANORA X-8 patoloji tarayıcı cihazı, sekiz normal (76x26mm2), dört mega (76x52mm2) preparat yuvası ve brightfield ışık kaynağı özelliklerine sahiptir. Patoloğun yalnızca preparatı tarayıcıya yerleştirmesi ve bir web kontrol arayüz üzerinden taramayı başlatması ile kullanım kolaylığı sağlanmıştır. PANORA X-8’de birden fazla otofokus seçeneği bulunmaktadır. Bu opsiyonların her biri özel durumlar için geliştirilmiştir. Araştırma ve geliştirmelere dayanarak Real-time Autofocus (Gerçek Zamanlı Otofokus) yöntemi daha doğru ve daha net görüntüyü verecek şekilde her bir bölge için fokuslama işlemini otomatik olarak gerçekleştirmektedir. Bu yöntem preparatın iyi hazırlanmadığı, kesitin yüksekliğinin değişkenlik gösterdiği durumlarda iyi bir sonuç sergileyecektir. Bazı preparatlarda, örneğin sitoloji preparatlarında ise z-stack tarama yapmak gerekebilir.
Z-stack yönteminde merkez noktanın netlemesi yapıldıktan sonra objektif yukarı ve aşağı yönde belirli bir adımda hareket ettirilir ve bu durum tüm bölgelere uygulanarak tarama gerçekleştirilir. Oluşan yüksek çözünürlüklü görüntü üzerinde istenilen görüntünün farklı yüksekliklerdeki görüntüsü incelenebilir. Z-stack yönteminin en büyük dezavantajlarından birisi dosya boyutlarını z-stack içerisindeki katman sayısıyla doğru orantılı bir biçimde artırmasıdır. Örneğin, tek katman (single layer) ile taranan bir görüntünün boyutu 1 GB ise 10 katmanlı z-stack yöntemiyle taranan bir görüntünün boyutu 10 GB olacaktır. Bir diğer durum ise görüntüyü incelerken farklı katmanlar arasında geçişin patoloğu yormasıdır. Bu duruma çözüm olarak PANORA X-8 cihazında EDF (Genişletilmiş Alan Derinliği) yöntemi kullanılmaktadır. Bu yöntem tarama esnasında z-stack görüntüler alır ve sonrasında her bir bölge için farklı yüksekliklerdeki görüntülerin en net piksellerini alarak bunları tek bir görüntüde birleştirir. Bu yöntemin en büyük avantajı dosya boyutunu etkilememesi ve görüntüyü incelerken farklı katmanlardaki görüntüyü tek bir görüntüde gösterebilmesidir. Böylelikle patoloğun farklı katmanlar arasında dolaşmadan tek bir katmanda z-stack özelliğini kullanabilmesi kullanım kolaylığı ile birlikte zamandan tasarruf sağlar.
