تأثیر وجود آلودگی در دوربین‌های پزشکی باسلر و راه حل آن

روش‌های میکروسکوپی با بزرگ‌نمایی نوری برای تصویربرداری در آزمایشگاه‌های پزشکی یا علمی به طور گسترده‌ای استفاده می‌شوند، زیرا غالباً کوچک‌ترین ساختارها مانند سلول‌های بافتی مورد بررسی قرار می‌گیرند. این بزرگ‌نمایی‌ها معمولاً توسط دیافراگم‌های کوچک – عدد f به طور معمول> 20 – انجام می‌شود که برای دستیابی به وضوح موردنیاز، نور سرگردان را به حداقل می‌رساند. بااین‌حال، آنچه تأثیر مثبتی در تصویربرداری از نمونه‌های میکروسکوپی دارد، می‌تواند به‌محض قرارگرفتن ذرات ناخواسته در مسیر نوری، تأثیرات منفی داشته باشد. در ادامه مقاله به بررسی اثر وجود آلودگی در دوربین‌های پزشکی پرداخته و راه حل med ace باسلر برای این مشکل را شرح خواهیم داد.

آلودگی در دوربین‌های پزشکی

آلودگی در دوربین‌های پزشکی که با لنز معمولی و دیافراگم وسیع دیده نمی‌شود، در بزرگ‌نمایی‌های میکروسکوپی پایین می‌تواند در تصویر به‌وضوح دیده شود؛ بنابراین اطلاعات تصویر را می‌پوشاند و احتمالاً ارزیابی آن را پیچیده می‌کند. به همین دلیل، باید به تمیز نگه‌داشتن کل سیستم نوری در برنامه‌هایی با دیافراگم کوچک توجه ویژه شود. باسلر با کمک تکنولوژی ممتاز MED، دوربین‌های طراحی کرده که که به طور خاص برای پاسخگویی به نیاز سیستم‌های علوم پزشکی و زیستی طراحی شده است. از ویژگی‌های خاص دوربین‌ های پزشکی باسلر مانند سری ممتاز MED، محفظۀ محافظت دوربین در برابر گردوغبار است که حسگر دوربین را می‌پوشاند. این مطلب توضیح می‌دهد که چرا باید به آلودگی احتمالی مسیر نوری در کاربردهای پزشکی و علوم زیستی توجه ویژه شود.

تأثیر دیافراگم بر رویت ذرات

تأثیر دیافراگم بر رویت ذرات را می‌توان بر اساس مسیر پرتو به‌راحتی درک کرد. اگر دیافراگم بزرگ باشد و بنابراین عدد f کوچک باشد، مخروط نور بسیار بزرگ است و اشعه‌های نور با زاویه بازتر روی حسگر تصویر می‌افتند. سایۀ ذرۀ غبار کوچک است، زیرا منطقه کاملاً سایه‌دار روی حسگر کوچک است. سایه‌ای اطراف سایه اصلی ایجاد می‌شود که به‌صورت بسیار جزئی در تصویر مشخص می‌شود.

شکل 1: تأثیر دیافراگم بر رویت یک ذره. این تصاویر ساده ارتباط دیافراگم و نمای ذره‌ای را که مستقیماً روی شیشه حسگر تصویر قرار دارد، نشان می‌دهد. با باز شدن دیافراگم بزرگ در تصویر بالا (عدد کوچک f)، سایۀ مرکزی به طور قابل‌توجهی کوچک‌تر از خود ذره است. این اثر که توسط مسیر اشعه، انکسار نور در ذره و زاویه بزرگ انتشار ایجاد می‌شود به نورِ نسبتاً پراکنده اجازه عبور می‌دهد. در بخش زیر، سناریوی مشابه با دیافراگم بسیار کوچکتر (عدد f بالاتر) نشان داده شده است. به دلیل زاویه کوچکتر انتشار، سایۀ مرکزی ذره بزرگتر و تیره تر است: ذره به وضوح در تصویر قابل مشاهده است(تصاویر بدون در نظر گرفتن مقیاس).

شکل 2: قابلیت تشخیص ذره در ایستگاه های مختلف f. برای نشان دادن تأثیر دهانه دیافراگم، دوربینی با 3.45 میکرومتر پیکسل با یک ذرۀ گرد تهیه شد. این ذره مستقیماً روی شیشه حسگر اعمال شده و قطر آن 13 میکرومتر است. از چپ به راست، دیافراگم کاهش می‌یابد و منجر به افزایش دید ذره می‌شود. از دیافراگم 32 به بعد، حلقه‌های انکسار نور قابل مشاهده هستند و ذرات برجسته‌تر می‌شوند. انحرافات مقدار خاکستری از 3٪ در f-stop 8 به 21٪ در f-stop 32 افزایش می‌یابد.

وابستگی نمایش ذره به موقعیت آن در مسیر پرتو

میزان ظهور یک ذره در تصویر نه تنها به دیافراگم بلکه به موقعیت ذره در مسیر پرتو بستگی دارد. سایه ذرات (اندازه و خاموشی) با کاهش فاصله بین ذره و حسگر افزایش می‌یابد. به‌عنوان‌مثال ، ممکن است ذره‌ای که روی فیلتر برش IR در دوربین‌های رنگی است دیده نشود یا به سختی در تصویر دیده شود، در حالی که همان ذره روی شیشه حسگر در تصویر بسیار برجسته است. به همین دلیل، مهم‌ترین چیز این است که فضای بین فیلتر برش IR و حسگر از ذرات پاک شود.

شکل 3: تأثیر موقعیت ذرات بر میزان دید. این شکل نشان می‌دهد که چگونه موقعیت ذره در مسیر نوری بر دید آن در تصویر تأثیر می‌گذارد. در سمت چپ، ذره مستقیماً روی شیشه حسگر قرار گرفته و سایۀ مرکزی قابل رویت را ایجاد می‌کند. در تصویر سمت راست، ذره روی فیلتر برش IRقرار دارد، دیافراگم با آنچه در تصویر سمت راست است، یکسان است. به دلیل فاصله بیشتر بین ذره و حسگر، اشعه‌های نوری پشت ذره بیشتر به سمت یکدیگر می‌روند، بنابراین سایۀ مرکزی بسیار کوچکتری ایجاد می‌شود. سایه اطراف به طور قابل توجهی ضعیف‌تر است، زیرا بسیاری از اشعه‌های نور می‌توانند ذره را دور بزنند و اثرات انکسار نور باعث محو شدن تقریبی سایه می‌شود.

شکل 4: مقایسه دید یک ذره روی فیلتر برش IR و شیشه حسگر. همانطور که در شکل 2، یک دوربین (3.45 میکرومتر اندازه پیکسل) با یک ذرۀ گرد13 میکرومتر تهیه شده است، که در این حالت روی فیلتر برش IR قرار دارد. با دیافراگم یکسان، ذرۀ گرد روی شیشه حسگر (تصاویر سمت راست) به وضوح بیشتر از همان ذره موجود در فیلتر برش IR (تصاویر سمت چپ) قابل مشاهده است.

ویژگی ضدغبار باسلر

تمام دوربین‌های MED باسلر با احتیاط فراوان و در شرایط اتاق تمیز مطابق با استاندارد ISO 14644 کلاس 8 ساخته می‌شوند. هوای منطقه تولید به طور دائمی فیلتر شده و به صورت دوره‌ای کنترل می‌شود. اگر تعداد ذرات در هوا بیش از حد تعیین شده باشد، هیچ تولیدی انجام نمی‌شود و اقدامات متقابل مناسب آغاز می شود. کل کارکنان تولید به‌طور ویژه برای این منطقه آموزش دیده اند و فقط از طریق قفل هوا می‌توانند به منطقه تولید دسترسی پیدا کنند. برای جلوگیری از آلودگی در دوربین‌های پزشکی به عبارت خاص، جلوگیری از نفوذ ذرات به منطقه حساس باید از روپوش، سرپوش و دستکش مخصوص استفاده شود.

دوربین ضدغبار پزشکی باسلر

از آنجا که فیلتر برش IR استفاده شده در دوربین‌های رنگی، تمیز کردن حسگر را در صورت بروز آلودگی غیرممکن می‌کند، باسلر ویژگی محافظت از گرد و غبار را به صورت انتخابی برای دوربین‌های ممتاز MED ارائه می‌دهد. این ویژگی شامل یک حلقه آب‌بندی است که بین فیلتر برش IR و شیشه حسگر نصب می‌شود. این حلقه با محافظت ویژه از محفظه حسگر در برابر لرزش توسط ذرات، از آلودگی قابل‌مشاهده مناطق غیرقابل دسترسی در مسیر نوری دوربین جلوگیری می‌کند. علاوه بر بازرسی نهایی محصولات توسط سیستم تست دوربین‌ها، سنسور اصلی دوربین و فیلتر برش IR در حین تولید برای عدم وجود آلودگی‌های احتمالی بررسی می‌شوند. در صورت لزوم می‌توان این بخش‌ها را قبل از مونتاژ نهایی نیز از ذرات تمیز کرد. این موضوع به طور موثر از مشکلات بعدی در برنامه‌های میکروسکوپی جلوگیری می‌کند.

شکل 5: محفظۀ محافظت در برابر گرد و غبار. دوربین‌های MED مجهز به ست ضدغبار، دارای تنظیمات سخت افزاری سازگار برای محافظت ویژه از محفظه حسگر در برابر ذرات ناخواسته هستند: یک حلقه آب‌بندی (به رنگ آبی روشن) در حین تولید بین فیلتر برش IR و شیشه حسگر قرار می‌گیرد. این آب‌بندی از نفوذ ذرات در حین حمل‌و‌نقل، نصب در محل موردنظر مشتری و البته در حین انجام مرحلۀ نهایی کار جلوگیری می‌کند. این موضوع باعث می‌شود تا از تمام آلودگی در دوربین‌های پزشکی نگه بدارد و پاکیزگی بررسی شده در بازرسی نهایی در کل طول عمر دوربین حفظ شود.