Geisel Professor dá aos microscópios uma transformação digital

O DALI Lab ajuda a combinar os cérebros de um computador com o design de um microscópio.

Os microscópios são indispensáveis ​​no diagnóstico de doenças e são empregados diariamente por patologistas que ampliam fragmentos de tecido para detectar sinais reveladores de infecção, distúrbios sanguíneos e cânceres.

Agora, em vez de usar amostras montadas em lâminas de vidro, um novo microscópio inteligente criado pelo dermatopatologista da Dartmouth Health, Aravindhan Sriharan, e alunos do Digital Applied Learning and Innovation Lab permitirá que os médicos diagnostiquem distúrbios a partir de imagens digitais.

Ao combinar o cérebro de um computador com o design de um microscópio médico, o RavaOne: The SmartScope está pronto para integrar a microscopia tradicional com tecnologias emergentes de saúde que dependem de inteligência artificial e expandem as possibilidades da telemedicina, diz Sriharan, que é assistente professor de patologia e medicina laboratorial na Geisel School of Medicine.

Como tantos outros campos, a patologia está prestes a ser transformada por algoritmos de IA que podem tornar os diagnósticos mais precisos, simplificados e acessíveis. Para dar o salto para a adoção dessas ferramentas, os patologistas devem mudar para trabalhar com imagens digitais.

Um patologista treinado que levaria apenas alguns segundos para fazer um diagnóstico de rotina usando um microscópio tradicional provavelmente passaria vários minutos percorrendo imagens de alta resolução em um monitor se estivesse usando apenas um computador.

"Fazer patologia digital em uma tela de computador é incrivelmente oneroso", diz Sriharan. "Os microscópios médicos foram iterados ao longo de 200 anos para fazer uma coisa muito bem, mas os monitores de computador são generalistas", diz ele.

Para Sriharan, a solução estava em combinar um computador com um microscópio em ação, semelhante a como um smartwatch mescla funções.

Foto de Katie Lenhart/Vídeo de Chris Johnson

"Um smartwatch tem o formato de um relógio de pulso por fora, mas é essencialmente um computador por dentro. E pode fazer coisas que nem um computador nem um relógio de pulso sozinhos podem fazer", diz Sriharan, que apresentou sua ideia ao DALI Laboratório.

Lauren Goyette '23, formada em engenharia com interesse em design de produtos, começou a trabalhar no projeto como designer no outono passado.

"Os patologistas são tão eficientes com microscópios; é muito impressionante", diz ela. O desafio, na visão de Goyette, era ajudá-los a trabalhar com velocidade durante a transição para o mundo da microscopia digital. Ela trabalhou na criação do chassi do SmartScope usando impressão 3D.

Completo com uma ocular e uma plataforma para colocar a lâmina de vidro, o SmartScope preserva a forma familiar de um microscópio de laboratório.

A diferença é que, no lugar de uma lâmina de laboratório com tecido corado, a plataforma SmartScope contém uma lâmina "fictícia". À medida que o usuário move esse slide, uma câmera e um sistema de computador rastreiam sua posição. Esse movimento está vinculado à imagem digitalizada de alta resolução de uma amostra de tecido, que se move conforme o usuário olha pela ocular, espelhando a experiência de um microscópio convencional.

"Apenas conseguir uma imagem para exibir foi um marco importante", diz Alex Carney '23, que também esteve no projeto o tempo todo como desenvolvedor. Posteriormente, ele trabalhou para fazer com que o grande arquivo de imagem se movesse suavemente pelo campo de visão do usuário enquanto ele movia a lâmina de vidro no palco.

"O objetivo é fazer um produto que alguém se sinta confortável usando várias horas por dia para fazer um trabalho real - pesquisas e diagnósticos reais. Ainda estamos trabalhando nisso e estamos muito perto, mas esse foi o maior desafio de este projeto", diz Carney, que não previu o quanto o projeto iria aprimorar suas habilidades matemáticas e de software quando ele começou.

Essa tecnologia tem o potencial de mudar o diagnóstico, permitindo que provedores em todo o mundo colaborem instantaneamente.

A equipe recebeu críticas positivas de usuários que testaram seu protótipo no período de inverno.