Il professore Geisel rinnova il look digitale dei microscopi

DALI Lab aiuta a combinare il cervello di un computer con la progettazione di un microscopio.

I microscopi sono indispensabili nella diagnosi delle malattie e vengono utilizzati ogni giorno dai patologi che ingrandiscono frammenti di tessuto per rilevare segni rivelatori di infezioni, malattie del sangue e tumori.

Ora, invece di utilizzare campioni montati su vetrini, un nuovo microscopio intelligente creato dal dermatopatologo del Dartmouth Health Aravindhan Sriharan e dagli studenti del Digital Applied Learning and Innovation Lab consentirà ai medici di diagnosticare i disturbi dalle immagini digitali.

Combinando il cervello di un computer con il design di un microscopio medico, RavaOne: The SmartScope è pronto a integrare la microscopia tradizionale con le tecnologie sanitarie in rapida ascesa che si basano sull'intelligenza artificiale ed espandono le possibilità della telemedicina, afferma Sriharan, che è assistente professore di patologia e medicina di laboratorio presso la Geisel School of Medicine.

Come tanti altri campi, la patologia è sul punto di essere trasformata dagli algoritmi di intelligenza artificiale che possono rendere le diagnosi più accurate, snelle e convenienti. Per fare il salto verso l’adozione di questi strumenti, i patologi devono passare all’elaborazione di immagini digitali.

Un patologo esperto che impiegherebbe solo pochi secondi per fare una diagnosi di routine utilizzando un microscopio tradizionale probabilmente passerebbe diversi minuti a scorrere le immagini ad alta risoluzione su un monitor se utilizzasse solo un computer.

"Fare patologia digitale sullo schermo di un computer è incredibilmente oneroso", afferma Sriharan. "I microscopi medici sono stati testati per oltre 200 anni per fare una cosa veramente bene, ma i monitor dei computer sono generalisti", dice.

Per Sriharan, la soluzione stava nel combinare un computer con un microscopio in azione, in modo simile a come uno smartwatch unisce le funzioni.

Foto di Katie Lenhart/Video di Chris Johnson

"Uno smartwatch ha la forma di un orologio da polso all'esterno ma è essenzialmente un computer all'interno. E può fare cose che né un computer né un orologio da polso possono fare da soli", afferma Sriharan, che ha presentato la sua idea al DALI Laboratorio.

Lauren Goyette '23, una laureata in ingegneria con un interesse per il design del prodotto, ha iniziato a lavorare al progetto come designer lo scorso autunno.

"I patologi sono così efficienti con i microscopi; è davvero impressionante", afferma. La sfida, per come la vedeva Goyette, era aiutarli a lavorare velocemente mentre passavano al mondo della microscopia digitale. Ha lavorato alla creazione del telaio dello SmartScope utilizzando la stampa 3D.

Completo di oculare e tavolino su cui appoggiare il vetrino, SmartScope conserva la forma familiare di un microscopio da laboratorio.

La differenza è che al posto di un vetrino da laboratorio con tessuto colorato, il tavolino SmartScope contiene un vetrino "fittizio". Quando un utente sposta questa diapositiva, una telecamera e un sistema informatico ne tracciano la posizione. Questo movimento è collegato all'immagine digitalizzata e ad alta risoluzione di un campione di tessuto, che si muove mentre l'utente guarda attraverso l'oculare, rispecchiando l'esperienza di un microscopio convenzionale.

"Il solo fatto di riuscire a visualizzare un'immagine è stata una pietra miliare importante", afferma Alex Carney '23, che ha sempre collaborato al progetto come sviluppatore. Successivamente, ha lavorato per far sì che il file di immagine di grandi dimensioni si muovesse agevolmente nel campo visivo dell'utente mentre spostava il vetrino sul palco.

"L'obiettivo è creare un prodotto che qualcuno possa sentirsi a proprio agio nell'usare per più ore al giorno per svolgere un lavoro reale: ricerca e diagnostica reali. Ci stiamo ancora lavorando e siamo molto vicini, ma questa è stata la sfida più grande di questo progetto", dice Carney, che non aveva previsto quanto il progetto avrebbe affinato le sue capacità matematiche e informatiche quando ha iniziato.

Questa tecnologia ha il potenziale per cambiare la diagnostica consentendo ai fornitori di tutto il mondo di collaborare istantaneamente.

Il team ha ricevuto recensioni positive dagli utenti che hanno testato il loro prototipo durante il periodo invernale.