Модернизация микроскопов для целей компьютерной микроскопии

А) Моторизованный привод фокусировки.

Включение в состав этого элемента, увеличивающего цену системы на 10-30% от стоимости микроскопа (при использовании моторизованного винта тонкой фокусировки), может значительно увеличить эффективность работы при массовом диалоговом визуальном анализе, особенно в случае толстых препаратов или объемных объектов. Такой КАМ минимальной комплектации оборудования автоматизации эффективно дополняется программами, имеющими средства автофокуса и мультифокуса. Моторизованный винт тонкой фокусировки в простейшем случае обеспечивает минимальный шаг фокуса, соответствующий глубине резкости объектива 100х (0,15-0,2 мкм). Управляемая программно автофокусировка с таким оборудованием выполняется за 0,3-1 с.

В последнее время появились устройства автофокусировки на базе пьезоэлементов, вставляемые в гнездо объектива и перемещающие, не предметный стол, а объектив. Такие достаточно дорогие устройства позволяют выполнять автофокусировку с весьма высокой точностью и скоростью.

Б) Моторизованный предметный стол (МПС).

Этот элемент предоставляет системе возможность перемещать препарат по горизонтали. МПС может быть снабжен препаратодержателем на несколько предметных стекол (до 8), что позволяет обрабатывать в одном цикле несколько препаратов с уменьшением времени обслуживания системы персоналом. В большинстве случаев МПС поставляется в комплекте с моторизованным блоком тонкого винта фокусировки и с общим блоком управления.

В) Моторизованный револьвер смены объективов.

Этот элемент полезен как дополнение к элементам перемещения препарата при анализах, требующих многократного (систематического) возврата к ранее обнаруженным объектам для просмотра на другом увеличении. Примером такого анализа является поиск яиц гельминтов и простейших в препаратах фекалий и смывов.

Г) Видеокамеры и фотоаппараты.

На рынке представлены сотни типов аналоговых и цифровых видеокамер и цифровых фотоаппаратов для микроскопии различных по разрешению, чувствительности, уровню шума, качеству цветопередачи, скорости ввода, качеству "живого видео", управляемости, адаптируемости, универсальности.

Различные видеокамеры (фотоаппараты) и платы ввода могут формировать цифровое изображение с количеством пространственных элементов (пикселей) в диапазоне от 0,4 до 24 М (миллионов). Столь же велик диапазон качества каждого пикселя: могут применяться весьма разные диапазоны градаций яркости, уровня шума, чувствительности, качества цветопередачи. Поэтому часто используемая характеристика "число пикселей на микрон объекта" далеко не всегда пропорциональна реальному разрешению.

Воспользоваться высоким разрешением видеокамеры можно только за счет довольно медленной передачи кадров в компьютер, поскольку кадры высокого' разрешения имеют большой объем. При разрешении 0,4 М пикселей современные платы ввода обеспечивают удобные для зрения 25 и более кадров в секунду, а при разрешении, например, 4 М пикселей - не более 10 кадров в секунду. Скорость 10 кадров/с может быть мала для наблюдений живых объектов и для приложений, где необходима высокая скорость просмотра препарата, например для анализа живой спермы рекомендуются камеры со скоростью от 30 кадров/с.

Высокочувствительные камеры с охлаждением позволяют видеть на экране слабосветящиеся неразличимые глазом объекты. Камеры с внутренней памятью визуализируют быстротекущие процессы, накапливая с высокой скоростью кадры высокого разрешения для последующей более медленной передачи в компьютер.

Цифровые фотоаппараты при высоком разрешении матрицы имеют дешевые интерфейсы связи с компьютером и небольшую скорость ввода изображений в компьютер, что не позволяет их использовать в методиках с анализом большого числа изображений. Фотоаппараты с несъемным объективом требуют для подключения громоздкого специального оптического адаптера, существенно увеличивающего стоимость и снижающего итоговое разрешение.

Диапазон цен, как и диапазон рассмотренных, характеристик видеокамер и цифровых фотоаппаратов медицинского назначения, весьма широк: 25-300% цены собственно микроскопа.

Д) Адаптеры присоединения видеокамеры к микроскопу.

Адаптеры присоединения видеокамеры к микроскопу позволяют механически закрепить видеокамеру (или фотоаппарат) на видео (фото) выходе тринокуляра или в гнезде окуляра. Адаптеры выполняют также оптическое согласование, обеспечивая передачу изображения поля зрения на матрицы видеокамеры. Качество этого согласования зависит от оптики микроскопа, поэтому обычно адаптеры, поставляют производители микроскопов.