EdgePhase: un microscopio portátil de computación de borde para imágenes cuantitativas de fase en el punto de...

Área de la Ciencia:

• Microscopía; Ingeniería Biomédica; Imagenología Computacional

Sus antecedentes:

• Los microscopios convencionales son voluminosos y requieren plataformas externas para el procesamiento de datos, lo que limita las aplicaciones de pruebas en el punto de atención (PoCT).
• Los microscopios portátiles existentes a menudo carecen de computación y pantalla integradas, lo que dificulta su implementación en el campo.
• Existe la necesidad de soluciones de microscopía autocontenidas y portátiles para diagnósticos remotos y de campo.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un microscopio computacional portátil todo en uno para aplicaciones de campo.
• Integrar imágenes, computación de borde, almacenamiento y visualización en un solo dispositivo compacto.
• Superar las limitaciones de la dependencia de plataformas externas en los microscopios portátiles actuales.

Principales métodos:

• Se desarrolló EdgePhase, un microscopio computacional de borde portátil (18,80 × 20,34 × 19,57 cm³).
• Se integró un sistema compacto de imagenología de fase cuantitativa con una plataforma de computación de borde, un monitor y una fuente de alimentación recargable.
• Se utilizó computación paralela para la adquisición de imágenes de doble enfoque, recuperación de fases, almacenamiento de datos y visualización a >10 fps para imágenes de 1024 × 1024 píxeles.

Principales resultados:

• Se logró una velocidad de fotogramas de >10 fps con computación paralela integrada para la adquisición de imágenes, la recuperación de fases y la visualización.
• Se validó la precisión de la reconstrucción de fases y se demostraron las capacidades de imagenología de fases dinámica y de campo.
• Se obtuvieron imágenes exitosas de células vivas y frotis de sangre utilizando el sistema portátil autocontenido.

Conclusiones:

• EdgePhase proporciona una solución práctica y portátil para la microscopía computacional de borde.
• El diseño integrado permite la operación independiente para diagnósticos basados en campo y PoCT.
• Este desarrollo avanza el potencial de la microscopía móvil para el análisis en tiempo real en diversos entornos.