Real time total 3D reconstruction of red blood cells

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Universidade Federal de Minas Gerais

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Tipo

Dissertação de mestrado

Título alternativo

Reconstrucão 3D total de hemácias em tempo real

Primeiro orientador

Membros da banca

Oscar Nassif de Mesquita
Leonardo Teixeira Neves
Pietro Cicuta

Resumo

Defocusing Microscopy (DM) is a quantitative phase contrast microscopy technique based on the propagation of the electrical field through the microscope, which is used to obtain morphological and biomechanical parameters of different cells. On this dissertation, a geometrical model of the surface of a red blood cell was used to make a proof of concept for the total 3D reconstruction using DM. Furthermore, a new model for the angular spectrum of a phase object was studied and compared with the one used in previous works. Finally, we were able to make a computational routine to achieve the total 3D reconstruction of red blood cells in mediums with different osmolalities. Using this new routine, the results were obtained in 0.4s with high accuracy, representing an improvement from previous results, and enabling the total 3D reconstruction in real time.

Abstract

A Microscopia de Desfocalização (MD) é uma técnica de microscopia de contraste de fase quantitativa baseada na propagação do campo elétrico pelo microscópio, que é utilizada para obter parâmetros morfológicos e biomecânicos de diferentes células. Neste trabalho, foi utilizado um modelo geométrico para a superfície de uma hemácia a fim de realizar uma prova de conceito para a reconstrução 3D total utilizando-se da MD. Além disso, foi estudado um novo modelo para o espectro angular de um objeto de fase e comparado o contraste obtido anteriormente e o obtido atualmente. Por fim, uma rotina computacional foi desenvolvida para a reconstrução 3D total de hemácias em meios com diferentes osmolalidades. Utilizando o programa, resultados são obtidos em cerca de 0.04s com alta acurácia, um avanço ao obtido anteriormente, e que viabiliza a reconstrução de células em tempo real.

Assunto

Microscopia de desfocalização, Eritrócitos

Palavras-chave

Defocusing microscopy, Total 3D reconstruction, Red blood cells, Real time

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