title: Integrated hyper spectral microscopy system: application accuracy improvement in leukemia diagnosis
title: Ολοκληρωμένο σύστημα υπερφασματικής μικροσκοπίας εφαρμογή: βελτίωση της ακρίβειας στη διάγνωση της λευχαιμίας
Creators: name: Βαρδουλακης Εμμανουηλ
Publisher: name: Technical University of Crete
Year: 2017

description: Microscopy is an invaluable tool employed by researchers and medical professionals of numerous fields for extracting crucial information about a sample. In the present thesis, microscopy is combined with spectral imaging in order to provide a novel, powerful instrument aiming to improve the diagnostic accuracy of the cancerous disease known as leukemia or blood cancer. An accurate diagnosis is of utmost importance as it determines the cancer type, stage and, ultimately, treatment, all of which directly affect the patient’s life expectancy and quality. Current diagnostic methods are qualitative and subjective, hence prone to human error. The presented system provides accurate, objective and quantitative measurements that can be evaluated by the medical professional during the diagnostic procedure.
The system consists of three major components: The data analysis algorithms, the user interface and the hardware. Analysis algorithms are responsible for the resulting measurements and are implemented and optimized in C++. The user interface incorporates those algorithms and provides a practical and friendly way to obtain, analyze, view and locate the areas of interest. Lastly, the hardware is a custom microscope developed in the TUC Electronics Lab, including but not limited to a custom light source of various wavelengths relevant to the sample analysis and a positioning subsystem.
description: Η μικροσκοπία αποτελεί ένα πολύτιμο εργαλείο για τους ερευνητές και ιατρούς διαφόρων πεδίων, που χρησιμοποιείται για τη εξαγωγή κρίσιμων πληροφοριών ενός δείγματος. Στην παρούσα διπλωματική εργασία, η μικροσκοπία συνδυάζεται με τη φασματική απεικόνιση ώστε να δομήσουν ένα καινοτόμο, ισχυρό σύστημα που έχει ως στόχο τη βελτίωση της διαγνωστικής ακρίβειας της λευχαιμίας, μια ασθένεια γνωστή και ως καρκίνος του αίματος. Η ακρίβεια της διάγνωσης είναι εξαιρετικά σημαντική καθώς καθορίζει τον τύπο, το στάδιο και, εν τέλει, τη θεραπεία της ασθένειας, επηρεάζοντας άμεσα το προσδόκιμο και την ποιότητα ζωής του ασθενή. Οι τωρινές διαγνωστικές μέθοδοι είναι κυρίως ποιοτικές και υποκειμενικές, κάτι που τις καθιστά επιρρεπής στο ανθρώπινο λάθος. Το παρόν σύστημα παρέχει ακριβείς, αντικειμενικές και ποσοτικές μετρήσεις που μπορούν να αξιολογηθούν από τον αρμόδιο κατά τη διαγνωστική διαδικασία.
Το σύστημα αποτελείται από τρία κύρια δομικά στοιχεία: Τους αλγόριθμους ανάλυσης, το γραφικό περιβάλλον και το υλικό. Οι αλγόριθμοι ανάλυσης είναι υπεύθυνοι για τα τελικά αποτελέσματα και έχουν υλοποιηθεί και βελτιστοποιηθεί σε C++. Το γραφικό περιβάλλον ενσωματώνει τους εν λόγω αλγορίθμους, και παρέχει ένα πρακτικό και φιλικό τρόπο στο χρήστη να λάβει, να αναλύσει, να δει και να προσδιορίσει περιοχές ενδιαφέροντος επάνω στο πλακάκι. Τέλος, το υλικό αποτελεί ένα μικροσκόπιο που έχει σχεδιαστεί και αναπτυχθεί εξ’ ολοκλήρου στο Εργαστήριο Ηλεκτρονικής του Πολυτεχνείου Κρήτης, και συμπεριλαμβάνει μια πηγή φωτός διαφόρων μηκών κύματος άμεσα σχετιζόμενες με την ανάλυση δειγμάτων καθώς και ένα υποσύστημα εντοπισμού θέσης.