Microscopio robotizzato per la lettura dei dosimetri

Author(s):
G. Giorni - Micos

Industry:
Imaging Equipment, Research, Medical/ Medical Instrumentation

Products:
LabVIEW, NI-IMAQ for IEEE 1394 Cameras

The Challenge:
Realizzazione di un microscopio automatico a trasmissione per la lettura automatica di rivelatori CR-39 e LR115 per dosimetria Radon e Neuroni. Obiettivi primari: riduzione dei costi e automazione misura di più componenti senza carico-scarico.

The Solution:
Un microscopio speciale, basato su uno scanner 8”x8” e un traslatore che muove verticalmente il tubo dell’ottica 100X, analizza automaticamente un piatto con 49 dosimetri. Il software sviluppato in LabVIEW con IMAQ Vision controlla motion, messa a fuoco e imaging.

Breve riassunto
Micos Italia ha realizzato per la soc. Mi.Am di Monza un microscopio robotizzato per automatizzare la lettura dei rivelatori per dosimetria radon e neutroni. Il software di controllo e di analisi, sviluppato al CESNEF c/o Politecnico di Milano, è dotato di algoritmo autofocus e misura automaticamente 49 campioni alla volta.

Articolo
Micos Italia ha realizzato un microscopio di misura qui descritto per la soc. Mi.Am di Monza curando la costruzione del sistema ottico e l’automazione di posizionamento dell’ottica e dei campioni da misurare. Il software di sistema e stato progettato dal Rr. Marco Caresana del CESNEF c/o Politecnico di Milano. Il prodotto ingegnerizzato denominato Politrack viene commercializzato da Mi.Am.

L’obiettivo prefissato era produrre un microscopio automatico con prestazioni equiparabili agli strumenti ottici da laboratorio ma con approccio e costi di tipo industriale. La macchina ottenuta doveva essere utilizzabile da un operatore non esperto nell’uso di un microscopio con il minimo intervento possibile.

Dato l’elevato ingrandimento ottico (per limitare le vibrazioni e accelerare l’acquisizione) alla base del sistema c’è un tavolo antivibrante a nido d’ape con supporto ammortizzato. Il movimento XY dei campioni è fissato direttamente al piano antivibrante mentre il movimento di messa a fuoco dell’ottica è sostenuto da una squadra sagomata in granito.

Per semplificare le fasi di carico-scarico abbiamo scelto di utilizzare uno scanner XY a lunga corsa (205x205mm) e montare i dosimetri su di un piatto porta pezzi contenente 49 unità. In questo modo con un’operazione di carico-scarico vengono misurati 49 pezzi sfruttando l’intera corsa dello scanner. Il componente utilizzato è una tavola standard MICOS mod. MS-8 con motori passo-passo e risoluzione 0,1 um.
Abbiamo Semplificato il microscopio ad un obiettivo, un tubo ottico e una telecamera firewire con adattatore passo C. L’illuminazione viene fatta in campo chiaro con un semplice illuminatore a led. La messo a fuoco viene realizzata muovendo il tubo ottico vericalmente con un traslatore MICOS mod. PLS-85 con motore passo-passo, corsa 1” e risoluzione 0.1 um.

I tre assi motorizzati si muovono con interpolazione lineare comandati dal controller MICOS mod. SMC Pci. Questo controller ad alta risoluzione minimizza le vibrazioni della meccanica ottimizzando precisione, affidabilità e comfort dello strumento.

Il software, facilmente personalizzabile, integra posizionamento, acquisizione e analisi di immagine e permette la misura automatica di dosimetri tipo CR-39 e LR115.
Tra le funzioni integrate:
1. lettura automatica del codice identificativo del rivelatore
2. analisi delle tracce attraverso la misura dei parametri morfologici
3. autofocus
4. mantenimento di fuoco lungo la scansione
5. impostazione arbitraria dell’area di lettura

Per realizzare l’intero sistema è stato utilizzato l’ambiente di sviluppo LabVIEW, NI IMAQ .
L’hardware impiegato è stato Meccaniche Micos mod. MS-8, PLS-85, controller SMC-Pci, tavolo antivibrante HD-06-08-05-3 con supporto TS-RB-45-65-06, obiettivo da microscopio 100x, telecamera FireWire.

Conclusioni
Il software IMAQ Vision e la piattaforma LabVIEW assieme alla perfetta compatibilità dei prodotti MICOS con quelli NI hanno permesso facile integrazione di uno strumento ottico ad alte prestazioni portando l’analisi al microscopio alla portata di un operatore del tutto inesperto del campo. Il sistema risulta decisamente innovativo rispetto alle altre soluzioni presenti sul mercato proponendo notevoli migliorie tecniche oltre che prezzo competitivo.

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