Development of lens-free holographic microscopes using multiheight and multispectral phase recovery methods (2023)
- Authors:
- Autor USP: D'ALMEIDA, CAMILA DE PAULA - IFSC
- Unidade: IFSC
- Sigla do Departamento: FCM
- DOI: 10.11606/T.76.2023.tde-29052023-143103
- Subjects: MICROSCÓPIO ÓTICO; PROCESSAMENTO DE IMAGENS; ALGORITMOS
- Keywords: Microscópio óptico sem lentes; Código aberto; Lensless optical microscopy; Multiespectral; Multiheight; Multispectral; Opensource; Phase recovery; Recuperação de fase; Multialturas
- Agências de fomento:
- Language: Inglês
- Abstract: Desde a sua invenção no século XVI, a microscopia é uma das técnicas ópticas mais importantes. Seu uso revolucionou muitas áreas do conhecimento e essas aplicações têm impulsionado melhorias na própria técnica. O microscópio sem lentes surgiu como uma alternativa aos microscópios ópticos tradicionais. Esta técnica recente tem a vantagem de desacoplar a resolução da imagem do campo de visão, além de fornecer sistemas muito compactos e de baixo custo. Os microscópios sem lente baseados na aquisição de holograma produzem imagens de amplitude e fase da mesma cena observada, usando um processamento digital de imagem para realizar a recuperação de fase. Este estudo tem como objetivo desenvolver e testar microscópios holográficos sem lentes portáteis e automatizados, baseados em algoritmos computacionais de códigos abertos, aplicando dois métodos para aquisição e processamento das imagens: multialturas e multiespectral. O primeiro método aplicado é o multialturas, que registra uma sequência de hologramas com diferentes distâncias entre o sensor e a amostra e os utiliza como dados de entrada para recuperar os valores de fase da luz que melhor descrevem a cena gravada. O método multiespectral também foi usado para registrar hologramas, usando luz com emissão em diferentes faixas espectrais para compor imagens de amplitude e fase a partir dessas informações em forma de imagem. Algoritmos de código aberto foram desenvolvidos em linguagem Python para controlar os dispositivos quecompõem o sistema e realizar os processamentos digitais das imagens. Ambos os microscópios sem lentes foram testados usando alvo de teste padrão para definir a resolução espacial de cada um. Além disso, eles foram aplicados para observar diferentes tipos de amostras biológicas, de modo a analisar suas imagens de amplitude e fase em condições distintas. Assim, esses microscópios foram usados para observar diferentes tipos de células e microorganismos. Análises mais robustas foram realizadas para fornecer mais informações a respeito das amostras. Portanto, dois microscópios holográficos sem lentes portáteis, de baixo custo, automatizados e baseados em algoritmos computacionais de código aberto foram desenvolvidos e testados neste estudo, usando métodos multialturas e multiespectrais para realizar imagens de amplitude e fase com quase 30mm^[2] e cerca de 5μm de resolução. Ambos sistemas se mostraram eficientes para observar células e microorganismos sem a necessidade de marcação
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2023
- Data da defesa: 28.03.2023
- Status:
- Artigo publicado em periódico de acesso aberto (Gold Open Access)
- Versão do Documento:
- Versão publicada (Published version)
- Acessar versão aberta:
-
ABNT
D'ALMEIDA, Camila de Paula. Development of lens-free holographic microscopes using multiheight and multispectral phase recovery methods. 2023. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2023. Disponível em: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76134/tde-29052023-143103/. Acesso em: 02 abr. 2026. -
APA
D'Almeida, C. de P. (2023). Development of lens-free holographic microscopes using multiheight and multispectral phase recovery methods (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76134/tde-29052023-143103/ -
NLM
D'Almeida C de P. Development of lens-free holographic microscopes using multiheight and multispectral phase recovery methods [Internet]. 2023 ;[citado 2026 abr. 02 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76134/tde-29052023-143103/ -
Vancouver
D'Almeida C de P. Development of lens-free holographic microscopes using multiheight and multispectral phase recovery methods [Internet]. 2023 ;[citado 2026 abr. 02 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76134/tde-29052023-143103/ - Desenvolvimento e caracterização de um microscópio óptico holográfico sem lentes <i>in-line</i>
- Desenvolvimento de um microscópio óptico holográfico sem lentes
- Desenvolvimento de software de controle para um microscópio óptico sem lentes
- Desenvolvimento de algoritmos de reconstrução de fase para microscópio óptico sem lentes
- Recuperação de fase em imagens de microscopia óptica holográfica sem lentes
- Desenvolvimento de algoritmos de reconstrução de fase para microscópio óptico sem lentes
- Detecção e contagem de cistos de Giardia por um microscópio sem lentes
- Ensaio de migração celular com microscópio sem lentes
- Development of phase retrieval algorithms for lens-free optical microscope
- Interação das fontes de luz com tecido biológico
Informações sobre a disponibilidade de versões do artigo em acesso aberto coletadas automaticamente via oaDOI API (Unpaywall).
Por se tratar de integração com serviço externo, podem existir diferentes versões do trabalho (como preprints ou postprints), que podem diferir da versão publicada.
How to cite
A citação é gerada automaticamente e pode não estar totalmente de acordo com as normas
