Abstract
Standardisierung und Effizienzsteigerung in der Veterinärlabordiagnostik beruhen auf der Integration und Automatisierung von Probenvorbereitung, Beobachtung, Bildgebung und Analyse.Bei herkömmlichen Mikroskopen gibt es häufig Probleme wie eine instabile Bildqualität, komplexe Schnittstellenkompatibilität und operative Arbeitsflussunterbrechungen während der Digitalisierung.Diese Studie untersucht eine technische Lösung zur tiefgreifenden Integration eines Kameramoduls mit Standardschnittstellen und stabiler Bildgebungsleistung in ein neues vollautomatisiertes Mikroskopsystem für Tierarztwesen.Diese Integration zielt darauf ab, nahtlos hochauflösende digitale Bildgebungsfunktionen in automatisierte Bildvorbereitungs- und Beobachtungs-Workflows zu integrieren, wodurch eine kontinuierliche,zuverlässiger Arbeitsablauf von der Probenvorbereitung bis zur digitalen BildausgabeDieser Ansatz erfüllt die doppelten Anforderungen an Effizienz und Konsistenz, die die moderne Veterinärpathologie verlangt.
I. Engpässe bei der Bildgebung und Integrationsanforderungen für automatisierte Veterinärmikroskope
The design objective of modern fully automated veterinary microscopes is to complete the entire process—from slide preparation and staining of blood or tissue samples to digital imaging—within a limited timeframeDas Ziel stellt hohe Anforderungen an die Systemintegration und die Modulkoordination.Das digitale Bildmodul dient als kritische Verbindung zwischen physischen Proben und anschließender Computeranalyse.. Seine Leistung bestimmt unmittelbar die Qualität der von Pathologen erhaltenen Bilder und beeinflusst damit die diagnostische Genauigkeit.viele Systeme verwenden Bildgebungslösungen mit Kompatibilitätsbeschränkungen, Bildstabilität oder Bedienbequemlichkeit. Beispiele hierfür sind die Notwendigkeit zusätzlicher Treiberinstallationen, eingeschränkte Einstellbereiche für Bildparameter,oder inkonsistente Farbwiedergabe unter unterschiedlichen LichtverhältnissenDiese Faktoren können zu Effizienzengpässen oder Fehlerquellen in automatisierten Arbeitsabläufen werden.bietet eine stabile Bildqualität, und erlaubt softwarebasierte Anpassungen, gilt als wirksamer Ansatz zur Optimierung der allgemeinen Systemzuverlässigkeit und Benutzererfahrung.
II. Technische Merkmale des Bildgebungsmoduls und Anpassungsfähigkeit in Mikroskopie-Systemen
Das in dieser Studie untersuchte Bildgebungsmodul bietet durch seine Konstruktionsparameter und Funktionsmerkmale gezielte Lösungen für die oben genannten Herausforderungen.Das Modul verwendet einen 1/5 Zoll großen Bildsensor mit einer einzelnen Pixelgröße von 1Diese größere Pixelgröße erhöht das Signal-Rausch-Verhältnis und den dynamischen Bereich unter den schwachen Lichtbedingungen, die in mikroskopischen optischen Systemen häufig auftreten.Es gewährleistet eine ausreichende Bilddetaillierung und Gradationserfassung bei der Beobachtung leicht gefärbter oder hochtransparenter Proben.
Optisch bietet die Linse des Moduls ein 80-Grad-Sichtfeld (FOV) mit einem Brennweitenbereich von 25 mm bis 40 mm.Diese Fähigkeit ermöglicht die Anpassung an die Anforderungen an die Bildfelddeckung verschiedener Vergrößerungsobjekte auf Mikroskopen. Insbesondere bei der Beobachtung von Großflächenflächen unter leistungsarmen Objektiven reduziert es die Anzahl der Bildstichvorgänge und verbessert so die Scaneffizienz.8 ± 5%Diese Fähigkeit hilft, geringfügige Oberflächenunregelmäßigkeiten während der automatisierten Scan zu mildern.
Das Modul liefert 1920x1080 Full HD-Video-Streams im MJPEG-Format mit einer Geschwindigkeit von 20-30 Fps.Dies erfüllt nicht nur die Nachfrage nach hochauflösender Aufnahme statischer Proben, sondern bietet auch eine reibungslose Echtzeitvorschau für potenzielle dynamische Beobachtungen (e.Die integrierte Auto Exposure Control (AEC), Auto White Balance (AWB),und Auto Gain Control (AGC) -Algorithmen verarbeiten anpassungsfähig Farb- und Helligkeitsschwankungen, die durch verschiedene Färbungsmethoden verursacht werden (e.z.B. Giemsa-Färbung, Diff-Quick-Färbung), wodurch manuelle Eingriffe verringert und die Konsistenz der Bildgebung von Chargenproben gewährleistet wird.
Entscheidend ist, dass das Modul vollständig mit dem UVC-Protokoll (USB Video Class) übereinstimmt und eine fahrerlose Plug-and-Play-Funktionalität ermöglicht.Diese Funktion ermöglicht eine nahtlose Integration in das eingebettete Steuerungssystem des Mikroskops ohne komplexe Treiberinstallation oder DebuggingDas Modul unterstützt zudem eine verbesserte Konnektivitätsflexibilität durch das USB 2.0 OTG-Protokoll.Seine offene Bildparameter-Anpassungsschnittstelle ermöglicht es der Systemsoftware, bestimmte Kombinationen von Helligkeit vorzusetzen und zurückzurufen, Kontrast-, Sättigungs- und Gammawerte für verschiedene Probentypen (z. B. Blutproben, Zellzentrifugeproben, Gewebeabdrücke).Es ermöglicht sogar eine Feinabstimmung des Farbbalances, um die unterschiedlichen Färbungseigenschaften von Eosinophilen und Basophilen zu berücksichtigen, wodurch die visuelle Erkennung spezifischer Zellen optimiert wird.
In Bezug auf die mechanische und elektrische Zuverlässigkeit verwendet das Modul eine 6-Pin-Lötungsoberfläche, arbeitet mit 5 V Gleichstrom und hat einen typischen Stromverbrauch von 100-120 mA,die Anforderungen an eingebettete Geräte für einen geringen Stromverbrauch und eine stabile Stromversorgung erfüllenDie Struktur ist gezielt mit Gewindehaften und Dichtungsmitteln konstruiert, die in bestimmten Längen und Positionen angewendet werden, um kritische mechanische Verbindungen zu verstärken. Bending and installation stresses on the FPC are standardized to withstand minor vibrations and stress variations that may occur during automated stage movements or mechanical adjustments after integration within the microscope.
III. Systematische Verbesserung der Leistungsfähigkeit des Veterinärmikroskopsystems durch Modulintegration
Die Integration dieses Bildgebungsmoduls in vollautomatisierte Veterinärmikroskope ermöglicht eine systemische Verbesserung des Arbeitsablaufs und nicht nur eine zusätzliche Funktionalität.Der bestehende automatisierte Schiebetransport des MikroskopsDas integrierte hochauflösende Bildgebungsmodul dient als "digitales Auge".- die Umwandlung optischer Bilder in hochwertige Bilder, reproduzierbare digitale Signale in Echtzeit.
Diese Integration ermöglicht eine echte Kontinuität im Prozess der "Bildvorbereitung".Das System kann das Modul sofort auslösen, um hochauflösende Bilder aufzunehmen.Die Bilddaten sowie die Positionsinformationen werden dann zur Näh- oder Analyse an eine Computersoftware übertragen, ohne dass der Bediener die Geräte wechseln oder die Bildsetzungen anpassen muss. The module's plug-and-play functionality and consistent color performance ensure comparability between images acquired across different instruments and time points—critical for long-term monitoring or multi-person collaborative diagnosis.
Aus ergonomischer und betriebswirtschaftlicher Sicht sind komplexe Bildverarbeitungsparameterkonfigurationen in der Mikroskopsteuerungssoftware enthalten.Voreinstellungsmodi wie Hämatologie und Zytologie ermöglichen es Benutzern, Einstellungen mit einem Klick auszuwählenDie robuste mechanische Konstruktion des Moduls gewährleistet auch die Kompatibilität mit der Tiermedizin.in Verbindung mit dem gesamten Gehäuse des Mikroskops arbeiten, um interne optische und mechanische Präzisionskomponenten zu schützen.
IV. Schlussfolgerung: Fortschritt in Richtung integrierter und intelligenter Veterinärlabordiagnostik
Durch die tiefe Integration standardisierter, leistungsstarker Bildgebungsmodule in vollautomatisierte VeterinärmikroskopiesystemeDiese Forschung zeigt einen klaren technischen Weg, um die Zuverlässigkeit zu verbessern., Effizienz und Konsistenz der digitalen Arbeitsprozesse im Veterinärlabor.Diese Integration löst nicht nur häufige Probleme im Bereich der digitalen Bildgebung der aktuellen automatisierten Systeme, sondern schafft auch eine stabile, eine verstellbare digitale Bildquelle, die den Grundstein für fortschrittlichere Anwendungen legt, darunter KI-basiertes vorläufiges Zellmorphologie-Screening, automatisierte Erkennung von Krankheitserregern,oder quantitative Analyse.
Diese Lösung zeigt, dass durch die Annahme modularer Bildgebungskomponenten, die für medizinische Umgebungen validiert sind, medical device developers can focus more intently on their core competencies—automated mechanical systems and software algorithm development—thereby accelerating product iteration and ultimately driving veterinary pathology diagnosis toward greater integration, Intelligenz und Standardisierung.
