Nova técnica de microscopia APIC: imagens mais nítidas e rápidas

São PauloUma nova técnica chamada APIC (Imagem Angular Ptychográfica com Método de Solução Fechada) oferece imagens mais nítidas em áreas maiores. Desenvolvida pela equipe de Changhuei Yang no Caltech, a APIC é mais precisa e rápida do que a microscopia ptychográfica de Fourier (FPM). Diferente da FPM, não necessita de estimativas repetidas e resolve diretamente uma equação linear para resultados mais precisos.

Por muitos anos, os fabricantes de microscópios enfrentaram dificuldades para alcançar alta resolução e um amplo campo de visão ao mesmo tempo. Eles tinham que escolher um ou outro. Em 2013, engenheiros do Caltech desenvolveram a Microscopia Computacional e introduziram a Microscopia Fourier Ptychographic (FPM). Esta nova tecnologia utilizava algoritmos de computador junto com métodos tradicionais para produzir imagens mais claras e detalhadas em áreas maiores. Embora eficaz, a FPM tinha uma desvantagem: ela usava um método de tentativa e erro, o que às vezes resultava em imagens imprecisas.

A nova técnica APIC resolve esse problema. Veja o que torna o APIC superior:

• Solução direta sem necessidade de suposições iterativas
• Processamento de imagem mais rápido
• Elimina borrões e distorções
• Mantém alta resolução em um amplo campo de visão

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Sob a liderança de Yang, a equipe do Caltech conseguiu simplificar o algoritmo ao eliminar passos repetitivos. O sistema APIC utiliza uma equação linear para identificar erros causados pela óptica do microscópio. Após detectar esses erros, o sistema pode corrigi-los, resultando em imagens nítidas em grandes áreas sem a necessidade de ajustes constantes.

APIC permite aos pesquisadores capturar imagens nítidas de grandes áreas sem precisar ajustar o foco constantemente. Por outro lado, o FPM exige a refocalização até com pequenas variações na altura da amostra, o que pode resultar na necessidade de combinar mais de 100 imagens de baixa resolução para obter uma visão mais ampla.

Yang destaca a importância do APIC para os trabalhos de seu laboratório na melhoria de dados imagéticos para uso em inteligência artificial. Seu laboratório demonstrou que a IA pode superar médicos especialistas na previsão da disseminação do câncer de pulmão a partir de lâminas de patologia, mas para isso, eles precisam de imagens nítidas e de alta qualidade. O APIC ajuda a alcançar essa qualidade, melhorando tanto a captação de imagens quanto o desempenho da IA.