Экспонат выставки НТЦ УП РАН
«Аппаратно-программный комплекс для контроля состояния сердечно-сосудистой системы эмбрионов низших позвоночных»
Мачихин А.С., Хохлов Д.Д.
Краткое описание
Аппаратно-программный комплекс построен на основе стандартного микроскопа светлого поля с КМОП-матрицей в качестве приемника оптического излучения. Для визуализации двумерной карты кровеносных сосудов и определения параметров кровотока используются серии из 3000 12-битных изображений, получаемых с частотой 50 кадров в секунду. Разрешение отдельного изображения в серии составляет 1200×1200 пикселей.
Процедура предварительной обработки изображений включает в себя удаление фоновой составляющей, коррекцию неравномерности освещенности, а также коррекцию смещения и поворота эмбриона в оболочке в процессе регистрации серии изображений. По результатам предварительной обработки формируется пространственно-временной массив данных I(x,y,t), содержащий информацию о временной зависимости интенсивности излучения I(t) в каждой точке изображения с пространственными координатами x,y. Дальнейший анализ временных зависимостей позволяет определить характерные для кровотока частоты осцилляций интенсивности излучения и визуализировать карту кровотока за счет выделения на изображении тех пространственных зон, для которых такие осцилляции наиболее выражены. Отслеживание траектории движения отдельных частиц по кровеносным сосудам позволяет зарегистрировать изменение скорости кровотока в различных отделах сердечно-сосудистой системы с течением времени.
Схема макета аппаратно-программного комплекса представлена на рисунке 1.
Технические характеристики
Тип приемника излучения: КМОП-матрица.
Размер приемника излучения: 1/1.2”.
Максимальное разрешение приемника излучения: 1936 × 1216 пикселей.
Увеличение микрообъектива: 10 крат.
Числовая апертура микрообъектива: 0.25.
Частота кадров при съемке серии исходных изображений: 50 кадров в секунду.
Тип источника излучения: широкополосный (белый) светодиод.
Мощность источника света: 5 Вт.
Цветовая температура источника света: 4600 К.
Рис. 1. Схема макета аппаратно-программного комплекса.