متافازیاب اتوماتیک بکمک پردازش تصویر

چکیده در حوادث هسته ای، تخمین میزان پرتوگیری افراد نیاز به اندازه گیری سریع و قابل اطمینان شاخص های بیولوژیکی می باشد. دزیمتری بیولوژیکی بوسیله شمارش ناهنجاری های کروموزومی یکی از روش های قابل اطمینان برای تخمین دز بوده که جهت آنالیز تعداد زیاد نمونه در کمترین زمان، نیاز به تکنیک های اتوماسیون دارد. سیستم میکروسکوپی متافازیاب اتوماتیک مجهز به نرم افزار پردازش تصویری می باشد که بصورت اتوماتیک در بزرگنمایی پایین میکروسکوپ(10x)، بعد از تصویر برداری از تمام سطح اسلاید حاوی نمونه و پردازش تصاویر، موقعیت دقیق متافازهای موجود در اسلاید را پیدا کرده و آنها را ثبت می نماید. این موقعیت ها جهت بررسی ناهنجاری های هر متافاز با بزگنمایی بالاتر(100x) مورد استفاده قرار می گیرند. یکی از مأموریت های آزمایشگاه دزیمتری بیولوژیکی مرکز نظام ایمنی هسته ای کشور تخمین دز دریافتی در حوادث پرتوی با استفاده از بررسی تغییرات پارامترهای بیولوژیکی می باشد. برای این منظور در این پایان نامه با استفاده از سیستم های قابل دسترس تجاری مانند میکروسکوپ، دوربین، صفحه و فوکوس اتوماتیک و طراحی نرم افزار کنترل سخت افزاری و پردازش تصویر، متافازیاب اتوماتیک با هزینه کمتر نسبت به سیستم های تجاری موجود و کارایی قابل قبول راه اندازی گردیده است. سخت افزار متافاز یاب مورد مطالعه در این پژوهش شامل یک دوربین 8 بیت ccd ، میکروسکوپ nikon80i و سیستم صفحه و فوکوس قابل کنترل با نرم افزار بوده و استقرار صفحه در دو محور x و y با دقت تقریبی حدود 5/0 میکرومتر و z (فوکوس) با دقت تقریبی در حدود 05/ میکرومتر انجام می گیرد. الگوریتم مورد استفاده در نرم افزار متافاز یاب inra بر پایه شکل شناسی ریاضی(mathematical morphology) بوده و جهت پیدا کردن متافازها از عملگرهای شکل شناسی روی تصاویر باینری حاصل از دوربین و تبدیل های تصویری استفاده گردیده است. متافاز یاب inra توانایی یافتن متافازها و ثبت موقعیت آنها در یک اسلاید با ابعاد 50×22 میلیمتر را در مدت 45 دقیقه دارا می باشد( در بزرگنمایی 10x). سرعت جستجو با احتساب حرکت در محور y,x و فوکوس مکانیکی جهت داشتن تصویر واضح، 25 میلیمتر مربع در دقیقه است. صحت عملکرد متافاز یاب تا حدود بسیار زیادی وابسته به کیفیت اسلاید تهیه شده می باشد. در اسلاید های با کیفیت خوب، کارایی متافازیاب بالای 80 درصد بوده و خطای میانگین مثبت سیستم 9% (%15-4) و خطای میانگین منفی 6% (%12-3) بدست آمده است. کیفیت اسلاید می تواند بوسیله مشاهده چشمی زیر میکروسکوپ تعیین گردیده و بزرگنمایی مناسب جهت داشتن بهترین کارایی در نرم افزار انتخاب گردد. یافتن متافازها در بزرگنمایی های بالاتر به افزایش کارایی سیستم منجر می گردد ولی زمان طولانی تر صرف پیدا کردن متافازها می شود. جهت صحه گذاری و برآورد میزان دقت و صحت سیستم متافازیاب، پانزده نمونه واقعی با کیفیت های مختلف بصورت دستی و اتوماتیک شمارش شده و باهم مقایسه گردیده است. نتایج حاصل از این مقایسه و مقایسه بین چندین متافازیاب موجود در دنیا نشان از کارایی قابل قبول این سیستم می باشند.