Imagens biomédicas mais nítidas com técnica inovadora de microscopia computacional da Caltech

São PauloEngenheiros do Caltech desenvolveram uma nova técnica de microscopia chamada APIC (Imagem Angular Pticográfica com Método de Forma Fechada). Este método supera a antiga Microscopia Pticográfica de Fourier (FPM) ao capturar imagens nítidas e de alta resolução em grandes áreas, sem borrões ou distorções.

Microscópios tradicionais têm limitações devido às suas lentes ópticas. Os cientistas tinham que escolher entre ver pequenos detalhes em uma área minúscula ou enxergar uma área maior com menos detalhes. Em 2013, engenheiros do Caltech desenvolveram o FPM, uma nova maneira de usar computadores para criar imagens mais claras e detalhadas, oferecendo o melhor de ambas as opções.

FPM ganhou popularidade por sua capacidade de gerar imagens nítidas e detalhadas em uma ampla área sem a necessidade de equipamentos caros. No entanto, tinha uma desvantagem significativa: utilizava um método de tentativa e erro para determinar a informação de fase da luz, o que resultava em um processo repetitivo que poderia comprometer a precisão da imagem final.

APIC, desenvolvido por Changhuei Yang e sua equipe, resolve esse problema. A nova técnica evita etapas repetitivas ao resolver diretamente uma simples equação para identificar problemas ópticos. Esse método garante imagens precisas e claras. Ruizhi Cao, coautor do estudo e ex-aluno de pós-graduação do laboratório de Yang, afirma que esse método garante os detalhes reais de uma amostra.

APIC facilita a obtenção de imagens nítidas em uma área ampla. Com FPM, os usuários frequentemente precisavam refocar o microscópio quando a altura da amostra mudava. APIC elimina a necessidade desse refoco, agilizando o processo de imagem e reduzindo erros.

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Principais vantagens do APIC incluem:

• Aquisição de imagens mais rápida
• Resultados mais precisos
• Necessidade mínima de refoco
• Capacidade de corrigir aberrações ópticas
• Resolução aprimorada

Cheng Shen, atualmente engenheiro de algoritmos de visão computacional na Apple, destaca que o APIC proporciona uma maneira mais fácil e eficiente de interpretar informações de fase. Este método aproveita um profundo conhecimento dos sistemas ópticos.

O laboratório de Yang está desenvolvendo métodos para aprimorar o uso de imagens em aplicações de IA. Recentemente, eles demonstraram que a IA pode superar médicos especialistas na previsão da disseminação do câncer de pulmão a partir de lâminas de tecido. Imagens de microscópio claras, nítidas e de alta qualidade são fundamentais para essas tarefas de IA, tornando a tecnologia APIC ideal para esse propósito.

Cao acredita que a técnica desenvolvida com APIC pode ser aplicada a diferentes sistemas de imagem, aprimorando a qualidade e nitidez das imagens. Isso poderia trazer grandes benefícios para áreas como imagem biomédica, patologia digital e testes de medicamentos.

O APIC elimina a incerteza na captura de imagens de alta qualidade, tornando o processo mais confiável e eficiente. A nova tecnologia supera os métodos de microscopia mais antigos ao oferecer imagens mais nítidas e precisas, beneficiando diversas áreas científicas e médicas.