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Notas de aplicação

Entrando na Era da microscopia em 4K


Ao apresentar novas oportunidades para trabalhar na tela junto com as oculares, a tecnologia digital 4K está revolucionando as câmeras para microscopia. Graças a uma variedade de tecnologias avançadas, as câmeras 4K para microscopia revelam claramente os detalhes mais sutis da amostra na tela, mesmo quando se amplia. Agora, os usuários de microscópios podem desfrutar de uma operação rápida, confortável e intuitiva na tela, o que melhora a avaliação da amostra, facilita colaborações efetivas e envolve o público durante apresentações.

À primeira vista

Trabalhar na tela com microscopia 4K é ideal para usuários de microscópios
A câmera para microscopia 4K Olympus UC90 revela detalhes em contexto com um CCD de 1 polegada e 9 MP, permitindo uma avaliação detalhada
As imagens realistas envolvem o público e atraem todos os colegas para colaborações
A focagem rápida e o cancelamento de ruído introduzem um novo nível de velocidade e confiança para trabalhar na tela

Uma nova forma de trabalhar

A microscopia tem continuamente avançado e evoluído no decorrer dos anos. De fato, estamos atualmente testemunhando um momento particularmente interessante, no qual a tecnologia digital está ampliando as capacidades de formação de imagens e trazendo uma série de benefícios aos usuários de microscópios.

Desde o surgimento das câmeras digitais para microscopia, a operação na tela tem revelado ser uma forma valiosa de trabalhar em conjunto com as oculares. Contudo, as demandas da operação na tela são altas, e a análise exata de amostras depende de várias propriedades da câmera e da imagem:

  • Resolução – uma resolução maior captura um maior nível de detalhes para analisar as estruturas mais sutis de amostras biológicas
  • Equilíbrio de cor – a representação de cores de alta fidelidade é essencial para interpretar os padrões de coloração com exatidão e confiança
  • Campo de visão – um campo de visão maior permite uma análise representativa em contexto, possibilitando maiores insights
  • Ruído – uma imagem com baixo ruído permite que o observador veja a amostra claramente, mesmo com pouca iluminação
  • Velocidade de imagem em tempo real – a formação rápida de imagens independentemente das condições de iluminação facilita um processo de trabalho rápido e eficiente, enquanto a imagem em tempo real na tela pode ser visualizada confortavelmente durante o movimento panorâmico

As câmeras modernas concebidas para atender a essas demandas estão melhorando o tempo todo e, recentemente, foi alcançado um grande salto na qualidade de imagem com a introdução da imagem digital 4K. Familiares no contexto de televisores de consumo, os sistemas 4K UHD (ou ultra-alta definição) incluem monitores, câmeras e software com alta resolução para fornecer imagens maiores e mais detalhadas do que era possível antes. Para complementar a resolução aumentada, as câmeras 4K também implementam avanços tecnológicos adicionais para obter uma qualidade de imagem sem precedentes. A imagem digital 4K abre as portas para uma grande variedade de oportunidades interessantes em microscopia, melhorando a análise de amostras e as apresentações.

O valor da análise na tela

Ao considerar a visualização na tela frente à observação através das oculares, cada uma tem suas vantagens e limitações. Embora as oculares sem dúvida forneçam a visão mais realista da amostra, trabalhar por longos períodos podem ser desconfortável e lento, e a visualização na tela proporciona uma alternativa complementar e confortável. De fato, a qualidade de imagem da microscopia 4K evoluiu para um patamar em que as informações capturadas em uma imagem digital rivalizam com as observadas através das oculares.

Uma vez que economizam tempo ao diminuir a necessidade de confirmar as observações com as oculares, os usuários confiam cada vez mais em ambos os métodos de visualização.

Embora o termo 4K descreva a resolução da imagem, os benefícios de uma qualidade de imagem melhorada também se concretizam por meio de tecnologias digitais adicionais. Isso inclui a reprodução de cores, que progrediu para produzir perfis de cores realistas para uma análise exata, especialmente ao avaliar os matizes sutis da coloração de amostras de histologia. As melhorias na redução de ruído também permitem que detalhes ocultos se tornem visíveis. Por exemplo, o recurso Olympus Smart Image Averaging (OSIA) cancela completamente o ruído da imagem sem reduzir a taxa de quadros nem introduzir artefatos, e sem a necessidade de resfriamento ativo do sensor (Figura 1). A captura de detalhes adicionais sob uma variedade de condições de imagem faz com que a câmera seja adequada para muitas aplicações que eram tradicionalmente o domínio das câmeras refrigeradas. Dessa forma, os cientistas agora podem confiar em uma única câmera como uma alternativa rentável à mudança para uma câmera de baixo ruído especializada.

Além de melhorar a qualidade da imagem, os recursos digitais também aumentam a usabilidade da câmera, levando em consideração a necessidade de navegar rapidamente para uma área de interesse e focalizá-la facilmente. A velocidade e o conforto têm importância especial ao avaliar um alto volume de amostras todos os dias, e isso é facilitado por uma imagem em tempo real rápida que mantém a fluidez durante o movimento panorâmico, o que é ideal ao navegar por amostras. Além disso, visto que muitas vezes pode ser interessante focar diferentes camadas de uma amostra de tecido, ajustar continuamente o foco para encontrar a configuração desejada pode ser demorado ao analisar muitas regiões. É possível economizar tempo com uma nova tecnologia conhecida como Focus Peaking (Figura 2). Essa função destaca diretamente todas as áreas focadas na imagem em tempo real, permitindo que o usuário evite tirar várias fotografias da mesma região somente para encontrar o foco necessário.

Figura 1: observando os detalhes, não o ruído
Figura 1: observando os detalhes, não o ruído
A redução ativa do ruído com a tecnologia Olympus Smart Image Averaging (OSIA) possibilita a captura de detalhes que de outra forma seriam borrados pelo ruído.
(Espécime: cólon humano)
Figura 2: aquisição rápida de imagens focadas
Figura 2: aquisição rápida de imagens focadas
O cientista pode selecionar de forma rápida e fácil as áreas que deseja focar com a tecnologia Focus Peaking (as áreas focadas mostradas em vermelho) da câmera Olympus UC90.

 

Colaborações efetivas e apresentações envolventes

Os processos de trabalho bem-sucedidos dependem de colaborações efetivas, que são rotineiramente essenciais para garantir uma tomada de decisões exata. Portanto, o compartilhamento eficaz de informações detalhadas e exatas entre colegas é fundamental. Com sua resolução mais alta combinada com um grande campo de visão, a microscopia 4K facilita as avaliações de imagens conjuntas e também melhora as apresentações, pois as estruturas são exibidas na tela com detalhes e em contexto. Como mostrado na Figura 3, imagens grandes, como uma secção de tecido cerebral, fornecem uma visualização representativa da amostra com a complexa arquitetura do tecido visível. Ao mesmo tempo, os detalhes capturados com a resolução 4K permitem que essa imagem seja ampliada, revelando detalhes adicionais da morfologia neuronal para análise e debates a nível tecidual e celular. Essa vastidão de informações apresentadas a vários cientistas possibilita que toda a equipe obtenha uma compreensão profunda do estudo por meio da imagem na tela. Para a análise de regiões ainda maiores, a união de imagens digitais pode expandir ainda mais o campo de visão, mesclando várias aquisições de várias regiões de amostras em uma única imagem panorâmica de campo claro de alta qualidade. A microscopia 4K agiliza esse processo e requer muito menos aquisições individuais para formar a imagem panorâmica final. Por meio dessas capacidades, as imagens realistas obtidas com microscopia 4K também permitem que os cientistas mostrem os resultados na sua melhor forma durante apresentações em conferências ou sessões de ensino, o que envolve todo o público.

Existem vários cenários onde isso pode ser benéfico, como quando um professor universitário usa um feed de imagens em tempo real do microscópio durante um seminário. À medida que o apresentador percorre panoramicamente a amostra e aumenta o zoom para mostrar os detalhes mais sutis em uma tela grande, a formação rápida de imagens proporciona uma navegação fluida que mostra rapidamente a área de interesse para o público. Em contraste com o uso de microscópios com vários tubos de observação, por exemplo, em um ambiente de ensino, um grande grupo de cientistas pode facilmente visualizar e debater a amostra com clareza e compreensão, simplesmente com um microscópio padrão equipado com uma câmera 4K e uma tela 4K grande.

Figura 3: análise abrangente do tecido cerebral em uma única imagem
Figura 3: análise abrangente do tecido cerebral em uma única imagem
Para obter uma compreensão mais completa, um grande campo de visão permite que as amostras sejam analisadas com contexto e em uma única imagem, enquanto a alta resolução permite aumentar o zoom para revelar as estruturas mais detalhadas. Isso é possível devido ao CCD de 1 polegada e 9 megapixels da câmera Olympus UC90.

Resumo

As tecnologias de formação de imagens digitais avançaram agora para um nível em que as amostras podem ser analisadas pelo monitor com exatidão e confiança. Com as mais recentes câmeras de microscopia 4K, como a Olympus UC90, o aumento da resolução e do campo de visão é combinado com capacidades digitais inovadoras para possibilitar uma análise profunda e uma comunicação clara. Além da qualidade de imagem melhorada na tela, é possível economizar tempo mediante a formação rápida de imagens em tempo real e focagem rápida, enquanto as observações podem ser confirmadas diretamente na tela, necessitando somente de uma observação ocasional pelas oculares. Na era da microscopia 4K, as imagens estão realmente ganhando vida para que os usuários de microscópios explorem as suas amostras como nunca antes.

Produtos usados nesta aplicação

Câmera digital para microscópio

UC90

  • Câmera CCD de 9 megapíxeis
  • Uma Câmera para várias aplicações
  • Até 4K UHD de captura de imagem

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