PROTOTIPI

Scanner 3D

Il sistema di misura non a contatto 3D, denominato CRAWLER è stato studiato e sviluppato dalla POEMA su richiesta del Dipartimento di Medicina interna - Divisione di Farmacologia e Chemioterapia dell’Università degli studi di Pisa che si occupa di testare l’efficacia di farmaci anti-tumorali, sia con esperimenti pre-clinici che clinici in vitro ed in vivo.

I tumori sono inducibili nel topo mediante iniezione (intraperitoneale, intramuscolare, sottocutanea) di cellule tumorali. In questi modelli il principale parametro di valutazione dell’efficacia è il volume tumorale dei topi trattati rispetto ai controlli. Una volta che le cellule tumorali vengono inoculate, i ricercatori effettuano i trattamenti con i farmaci antitumorali da soli e in combinazione e seguono le fasi della crescita e  proliferazione tumorale nei topolini trattati, misurando giornalmente le variazioni della forma e delle dimensioni del tumore. Questa misura viene fatta generalmente utilizzando un calibro a scorsoio con il quale vengono misurati la lunghezza e la larghezza del tumore e dalle quali con la semplice formula matematica V=0.5xLxWxW con L lunghezza e W larghezza del tumore viene derivato il volume V della massa tumorale.

Questo tipo di  misura del volume, presenta numerosi errori che dipendono sia dall'approssimazione nel calcolo del volume, dallo strumento di misura utilizzato ma anche  dall'operatore stesso che la effettua. Si tratta infatti di misurare dei volumi molto piccoli, dell'ordine massimo di qualche centinaio di mm3  in cui la forma viene molto grossolanamente approssimata da un ellissoide di rivoluzione. Per calcolare questo volume vengono misurate solamente due dimensioni (L e W), approssimando l'altezza a quella della larghezza. I tumori hanno generalmente delle forme abbastanza irregolari per cui l'approssimazione di considerarli degli ellissoidi introduce errori nella misura del volume che possono essere dell'ordine del 20% e più. Il calibro a scorsoio ha una lettura millimetrica, con un nonio nel quale si può apprezzare visivamente il decimo di millimetro. Durante la misura con il calibro, le lunghezze da misurare vengono modificate dalla misura stessa, poiché si tratta di tessuti molli che possono venire deformati a seconda dalla pressione con cui si chiude il calibro stesso, introducendo errori dell'ordine del 5%. Inoltre l'operatore che effettua la misura  sceglie a priori la lunghezza e la larghezza del volume da misurare, per cui i valori registrati possono variare di diversi punti percentuali, non per un effettivo aumento o diminuzione del volume ma semplicemente per un diverso modo di considerare le dimensioni. .

 Descrizione dello scanner

Il sistema di misura mostrato nella figura seguente, è formato essenzialmente da tre parti:

  1. un sistema di illuminazione e proiezione di un pattern predefinito;
  2. un sistema ottico di lettura e acquisizione delle immagini;
  3. un sistema di elaborazione e produzione dei risultati della misura;

Il sistema di illuminazione e proiezione è costituito da un illuminatore a LED, da un pattern di linee e da un obiettivo di proiezione mentre il sistema ottico di lettura e acquisizione delle immagini è costituito da una camera digitale e da un obiettivo macro come mostrato nella foto sottostante che mostra il CRAWLER aperto.

Il sistema di elaborazione e produzione dei risultati della misura ha il compito di fare la ricostruzione 3D e la misura del volume dell’oggetto fotografato. Nell'immagine sottostante mostriamo la schermata del software di controllo ed elaborazione del CRAWLER

Naturalmente lo strumento può avere svariate tipologie di applicazioni, visto che sarà in grado di misurare i volumi esterni di qualunque tipologia di forma e massa, come ad esempio quella dei nei, dei porri o delle rughe della cute umana.

 

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