Visão de profundidade em microscopia óptica para detecção de anomalias em tecidos biológicos - Pinho, Cátia Manuela Rodrigues (2011)
A visualização tridimensional de uma anomalia num tecido biológico constitui um problema prático em diagnóstico clínico. A escolha de medidas terapêuticas depende do conhecimento mais preciso da localização e de outras características morfológicas da patologia. A informação tridimensional é produzida através do processamento de uma pilha de imagens digitalizadas do objecto em análise, obtidas a diferentes níveis de profundidade de campo, num microscópio óptico equipado com varrimento vertical. Apesar de comercialmente se encontrarem disponíveis vários métodos de reconstrução tridimensional de objectos a partir de imagens bidimensionais adquiridas em planos axiais onde a dimensão linear do objecto é da gama do cm, pouca informação se encontra disponível nas condições limite de visualização de patologias a nível celular. É de notar que a espessura típica do glóbulo vermelho é da ordem de grandeza do mícron e dimensão de estruturas sub celulares da gama dos sub-mícron. Este trabalho foi motivado pelo problema prático de interpretação clínica das inclusões citoplasmáticas em glóbulos vermelhos, denominadas de pontuado basófilo, observados em imagens de esfregaços de sangue de pacientes com patologia associada à deficiência de P5’N. As imagens foram obtidas em microscopia óptica de elevada resolução. O principal objectivo da dissertação apresentada consiste na avaliação de desempenho de algoritmos de desconvolução para reconstrução tridimensional a partir de uma pilha de imagens referentes a planos axiais de células de glóbulos vermelhos com estruturas patológicas. Foram estudadas duas classes de algoritmos, algoritmos iterativos e não iterativos. O procedimento de desconvolução necessita do conhecimento prévio da resposta impulsional do sistema de formação de imagem (Point-Spread-Function - PSF). Foram testados dois procedimentos diferentes para determinação da PSF. Num dos casos, a PSF foi extraída de pequenas estruturas visíveis na própria imagem e, no outro, foram usadas PSFs teóricas de parâmetros variáveis. A eficiência dos algoritmos foi primeiro testada em dados obtidos por simulação do processo de formação de imagem sobre dados sintéticos, tendo em conta que objectos experimentais com estruturas na gama dos sub-mícron não se encontravam disponíveis. Os resultados do estudo mostram que, apesar das estruturas analisadas serem da ordem de grandeza do comprimento de onda da luz, os algoritmos iterativos optimizados podem contribuir para a melhoria do contraste global das imagens e em alguns casos são conseguidas estimativas da profundidade relativa das estruturas anómalas. No sentido de fornecer informação adicional ao estudo foram efectuadas estimativas de parâmetros morfológicos do pontuado basófilo.