ES2853354B2 - Procedure to correct the effect of light scattering in planar laser beam microscope measurements - Google Patents
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Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Procedimiento para corregir el efecto de la dispersión de la luz en medidas de microscopio de haz láser planoProcedure to correct the effect of light scattering in planar laser beam microscope measurements
OBJETO DE LA INVENCIÓNOBJECT OF THE INVENTION
La invención pertenece en general al campo de la óptica, y más particularmente a la microscopía de haz láser plano.The invention generally pertains to the field of optics, and more particularly to planar laser beam microscopy.
El objeto de la presente invención es un procedimiento para revertir los efectos causado por la dispersión de la luz al atravesar la muestra en las imágenes de microscopía de haz láser plano.The object of the present invention is a method to reverse the effects caused by light scattering when passing through the sample in planar laser beam microscopy images.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓNBACKGROUND OF THE INVENTION
Los estudios de embriones y muestras biológicas de gran tamaño a través de microscopio óptico presentan, a diferencia de lo que sucede con muestras pequeñas, problemas particulares relacionados con las propiedades ópticas del tejido, absorción y dispersión de la luz, que causan una acusada pérdida en la resolución de las imágenes. Para solucionar estos problemas, en los últimos años se han desarrollado mejoras importantes sobre los microscopios de haz láser plano, cuya invención data del 1903.Studies of embryos and large biological samples through the light microscope present, unlike what happens with small samples, particular problems related to the optical properties of the tissue, absorption and light scattering, which cause a marked loss in the resolution of the images. To overcome these problems, significant improvements have been made in recent years over the planar laser beam microscopes, whose invention dates back to 1903.
Un microscopio de haz láser plano está formado por un medio de iluminación capaz de emitir una lámina delgada de luz según una dirección, denominada “dirección de iluminación” (x), y un medio de detección compuesto por una cámara acoplada a un objetivo de gran apertura numérica dispuestos según una dirección denominada “dirección de detección” (z), que es perpendicular a la dirección de iluminación, siguiendo la configuración original de Siedentopf y Zsigmondy.A planar laser beam microscope is made up of an illumination means capable of emitting a thin layer of light in one direction, called the "illumination direction" (x), and a detection means consisting of a camera coupled to a large objective. numerical aperture arranged according to a direction called "detection direction" (z), which is perpendicular to the direction of illumination, following the original configuration of Siedentopf and Zsigmondy.
Con esta configuración, la cámara puede obtener una imagen 2D de la fluorescencia emitida por la sección de la muestra excitada por el plano de iluminación. Si además se traslada la muestra en la dirección del eje de detección y se toman imágenes en diferentes posiciones, se genera un conjunto o pila de imágenes 2D donde cada una de las imágenes 2D corresponde a la fluorescencia emitida por la sección excitada por el plano de iluminación en cada posición con respecto a la muestra. Esta pila de imágenes 2D contiene información de la posición en z (profundidad de la muestra según la dirección de detección) obtenida al mover la muestra, y de las posiciones x e y, presentes en cada imagen 2D. La pila de imágenes 2D puede entonces fusionarse para generar una imagen 3D de la muestra, como se describe en el documento US 7,554,725 de Stelzer et al. Posteriormente, se propuso hacer rotar la muestra alrededor de su propio eje, normalmente vertical, para captar varias pilas de imágenes 2D (comúnmente denominadas "medidas angulares”) y fusionarlas posteriormente, lo que permite mejorar la anisotropía y la calidad de las imágenes (S. Preibisch et al, Nature Methods 7 (2010)).With this configuration, the camera can obtain a 2D image of the fluorescence emitted by the sample section excited by the illumination plane. If the sample is also moved in the direction of the detection axis and images are taken at different positions, a set or stack of 2D images is generated where each of the 2D images corresponds to the fluorescence emitted by the section excited by the detection plane. illumination at each position with respect to the sample. This stack of 2D images contains information about the position in z (depth of the sample according to the detection direction) obtained by moving the sample, and of the x and y positions, present in each 2D image. The 2D image stack can then be merged to generate a 3D image of the sample, as described in US 7,554,725 to Stelzer et al. Subsequently, it was proposed to rotate the sample around its own axis, usually vertical, to capture several stacks of 2D images (commonly called "angular measurements") and subsequently merge them, which allows to improve the anisotropy and the quality of the images (S Preibisch et al, Nature Methods 7 (2010)).
Para una comprensión más clara de esta técnica, se adjuntan las Figs. 1a y 1b que muestran un primer ejemplo de microscopio (100) de haz láser plano. La muestra (107) se dispone en un soporte (101) dentro de una cubeta (102) rellena con un líquido. Un haz (103) de iluminación lineal Gaussiano, Bessel, Airy o similar, incide sobre una lente (104) cilindrica que lo enfoca gracias a un objetivo (105) de iluminación para generar la lámina (106) de iluminación plana vertical. Esta lámina (106) de iluminación plana vertical incide sobre la muestra (107) según la dirección de iluminación (DI), y la luz fluorescente (108) emitida por ese plano concreto de la muestra (107) es recogida por un objetivo (109) de detección orientado según la dirección de detección (DD), que es perpendicular a la dirección de iluminación (DI). Se obtiene así una imagen correspondiente a la porción de muestra (107) iluminada por la lámina (106) de iluminación. Para obtener una imagen completa de la muestra (107), es posible desplazar el soporte (101) según la dirección de detección (DD) para la toma de medidas correspondientes a varias secciones de la muestra (107), o bien el soporte (101) puede girar alrededor de su eje vertical para permitir la toma de varias medidas angulares de acuerdo con la técnica propuesta por Preibisch.For a clearer understanding of this technique, Figs. 1a and 1b showing a first example of a planar laser beam microscope (100). The sample (107) is placed in a support (101) inside a cuvette (102) filled with a liquid. A beam (103) of Gaussian, Bessel, Airy or similar linear lighting falls on a cylindrical lens (104) that focuses it thanks to a lighting objective (105) to generate the sheet (106) of vertical flat lighting. This sheet (106) of vertical plane illumination falls on the sample (107) according to the direction of illumination (DI), and the fluorescent light (108) emitted by that particular plane of the sample (107) is collected by an objective (109). ) of detection oriented according to the direction of detection (DD), which is perpendicular to the direction of illumination (DI). An image corresponding to the sample portion 107 illuminated by the illumination sheet 106 is thus obtained. To obtain a complete image of the sample (107), it is possible to move the support (101) according to the detection direction (DD) to take measurements corresponding to several sections of the sample (107), or the support (101 ) can rotate around its vertical axis to allow various angular measurements to be taken according to the technique proposed by Preibisch.
Desde el año 2015, los inventores de la presente solicitud han presentado varias solicitudes de patente dirigidas a diversas mejoras en este tipo de microscopios. Estas solicitudes de patente son las siguientes:Since 2015, the inventors of the present application have filed several patent applications aimed at various improvements in this type of microscope. These patent applications are the following:
PCT/ES2015/070455 titulada “Microscopio y procedimiento para la generación de imágenes 3D de una colección de muestras” que describe un nuevo microscopio que combina la técnica de haz láser plano de tipo SPIM (Selective Plane Illumination Microscope) con la técnica de la tomografía de proyección óptica (OPT, Optical Projection Tomography).PCT/ES2015/070455 entitled "Microscope and procedure for generating 3D images of a collection of samples" that describes a new microscope that combines the SPIM (Selective Plane Illumination Microscope) planar laser beam technique with the tomography technique optical projection (OPT, Optical Projection Tomography).
PCT/ES2016/070714, titulada “Dispositivo de carga múltiple para microscopio de haz láser plano’’ que describe un dispositivo de carga múltiple para la alimentación a un microscopio de haz láser plano de un flujo continuo y secuencial de muestras.PCT/ES2016/070714, titled “Multiple Loading Device for Beam Microscope planar laser'' describing a multiple loading device for feeding a continuous and sequential flow of samples to a planar laser beam microscope.
PCT/ES2017/070028, titulada “Dispositivo automático de cambio de objetivo para microscopio de haz láser plano", que describe un dispositivo que permite cambiar de manera automática el objetivo de adquisición de imágenes de un microscopio de haz láser plano en función de la magnificación deseada en cada momento.PCT/ES2017/070028, entitled “Automatic objective change device for planar laser beam microscope”, which describes a device that allows the image acquisition objective of a planar laser beam microscope to be automatically changed depending on the magnification desired at all times.
PCT/ES2017/070028, titulada “Dispositivo rotativo de cambio de objetivo para microscopio de haz láser plano”, que describe un dispositivo donde el cambio de objetivo se realiza a través de rotaciones de la propia cubeta.PCT/ES2017/070028, entitled "Rotary objective change device for flat laser beam microscope", which describes a device where the objective change is carried out through rotations of the cuvette itself.
PCT/ES2017/070184 titulada “Dispositivo de sujeción de muestras para microscopio” , que describe un dispositivo para poder montar las muestras y medirlas en un equipo de haz láser plano.PCT/ES2017/070184 entitled "Sample holding device for microscope", which describes a device to be able to mount samples and measure them in flat laser beam equipment.
PCT/ES2019/070629 titulada “Microscopio y procedimiento de haz láser plano para muestras extensas”, que describe un sistema para permitir la obtención de imágenes 3D de gran tamaño sin necesidad de desplazarla muestra.PCT/ES2019/070629 entitled "Microscope and planar laser beam method for large samples", which describes a system to allow large 3D images to be obtained without the need to move the sample.
En sistemas de microscopía de haz láser plano, el tamaño de la muestra condiciona la calidad máxima de imagen que puede ser obtenida. A medida que se obtienen imágenes de planos a mayor profundidad la resolución de las mismas se ve afectada, entre otros factores, por la dispersión que sufre la luz en su camino hasta el objetivo de detección.In planar laser beam microscopy systems, the size of the sample determines the maximum image quality that can be obtained. As images of planes at greater depths are obtained, their resolution is affected, among other factors, by the dispersion suffered by the light on its way to the detection objective.
En efecto, la fluorescencia emitida por un plano excitado de la muestra debe propagarse por la misma una determinada distancia. Por ello, cuanto más lejos del objetivo de detección esté dicho plano, mayor es la distancia que recorre la luz a través de la muestra, y por tanto mayor es el deterioro de las imágenes. Por ese motivo, actualmente el uso de esta técnica está limitado al estudio de muestras muy transparentes (previamente clareadas) o de tamaño lo suficientemente pequeño como para que la pérdida de resolución por dispersión sea casi despreciable.Indeed, the fluorescence emitted by an excited plane of the sample must propagate through it a certain distance. Therefore, the further away from the detection objective this plane is, the greater the distance that the light travels through the sample, and therefore the greater the deterioration of the images. For this reason, the use of this technique is currently limited to the study of very transparent samples (previously cleared) or of a size small enough that the loss of resolution due to scattering is almost negligible.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓNDESCRIPTION OF THE INVENTION
La presente invención describe un procedimiento que permite revertir el efecto de la dispersión de la luz en imágenes de microscopía de haz plano con el objetivo de mejorar la calidad de las mismas. Para ello, en primer lugar se estima el grado de dispersión de la luz en la muestra y, posteriormente, se aplica un post-procesado a las imágenes obtenidas para recuperar parte de la resolución perdida. Esta mejora permite el uso de técnicas de haz láser plano para estudiar muestras cuyo tamaño o limitada transparencia impiden su visualización con las técnicas de haz láser plano actuales.The present invention describes a procedure that allows reversing the effect of dispersion of light in plane beam microscopy images in order to improve their quality. To do this, first the degree of light scattering in the sample is estimated and, subsequently, post-processing is applied to the images obtained to recover part of the lost resolution. This improvement allows the use of planar laser beam techniques to study samples whose size or limited transparency prevent their visualization with current planar laser beam techniques.
En este documento se define un sistema de coordenadas x, y, z donde: la “dirección x” se refiere a la dirección de iluminación; la “dirección z” se refiere a la dirección de detección, o dirección de profundidad de la muestra; y la “dirección y” es perpendicular a las direcciones x y z, es decir, es la dirección vertical en la posición natural de uso de un microscopio de haz láser plano tal como muestran las figuras.An x,y,z coordinate system is defined herein where: "x-direction " refers to the direction of illumination; the "z direction " refers to the detection direction, or sample depth direction; and the "y direction " is perpendicular to the x and z directions, that is, it is the vertical direction in the natural use position of a planar laser beam microscope as shown in the figures.
En este documento, el término “profundidad’ referido a una imagen o plano de la muestra se refiere a la distancia entre el plano de la muestra excitado por la lámina de iluminación y la cámara de detección. Cuanto mayor sea esta distancia, mayor será la profundidad de dicha imagen o plano. La profundidad, por tanto, se corresponde con la dirección z.In this document, the term "depth" referring to an image or sample plane refers to the distance between the sample plane excited by the illumination sheet and the detection chamber. The greater this distance, the greater the depth of said image or plane. The depth therefore corresponds to the z-direction.
En este documento, el término “haz gaussiano” se refiere a un haz monocromático cuyo perfil de intensidad transversal al eje de propagación sigue una función Gaussiana. Este tipo de haces es la salida más común de cualquier fuente luz láser, correspondiendo al modo fundamental TEM00.In this document, the term "Gaussian beam " refers to a monochromatic beam whose intensity profile transverse to the propagation axis follows a Gaussian function. This type of beam is the most common output of any laser light source, corresponding to the fundamental mode TEM 00 .
La presente invención describe un procedimiento para corregir el efecto de dispersión de la luz en un microscopio de haz láser plano que comprende fundamentalmente los siguientes pasos:The present invention describes a procedure for correcting the light scattering effect in a plane laser beam microscope that basically comprises the following steps:
a. Generación de una base de datos de funciones de transferencia para medios semitransparentesto. Generation of a database of transfer functions for semi-transparent media
El objetivo de este paso es caracterizar la pérdida de resolución de una imagen al propagarse en un medio semitransparente con baja dispersión. Para ello se realizan simulaciones con el objetivo de estimar una función de transferencia H(kx ,ky ;z) para el medio que cuantifique la atenuación que sufre cada componente espectral (kx , ky ) de una imagen para una profundidad z. The objective of this step is to characterize the loss of resolution of an image when propagated in a semi-transparent medium with low dispersion. For this, simulations are carried out with the aim of estimating a transfer function H(k x ,k y ;z) for the medium that quantifies the attenuation suffered by each spectral component (k x , k y ) of an image for a depth z .
En este contexto, los parámetros kx y ky se refieren a frecuencias espaciales en una imagen. Éstas se expresan como ciclos o pares de línea por milímetro. En técnicas de microscopía limitadas por difracción, la frecuencia máxima en la imagen corresponde con el límite teórico de Abbe.In this context, the parameters kx and ky refer to spatial frequencies in an image. These are expressed as cycles or line pairs per millimeter. In diffraction-limited microscopy techniques, the maximum frequency in the image corresponds to the theoretical Abbe limit.
El método de Monte Carlo permite la simulación de la propagación de la luz en medios con dispersión con gran precisión. Además de estimar la distribución espacial de la intensidad lumínica, esta técnica puede ser empleada para calcular la respuesta en frecuencia del medio a un impulso unitario. Para ello, se realiza una simulación de la propagación de una fuente colimada de tipo ‘pencil’, en la cual los fotones son generados en dirección z en un punto (x, y) = (0, 0) en un volumen tridimensional. Una vez completada la simulación, se calcula la transformada de Fourier para cada plano z para obtener así la respuesta en frecuencia del sistema.The Monte Carlo method allows the simulation of light propagation in scattering media with great precision. In addition to estimating the spatial distribution of light intensity, this technique can be used to calculate the frequency response of the medium to a unit impulse. For this, a simulation of the propagation of a collimated source of the 'pencil' type is carried out, in which the photons are generated in the z direction at a point (x, y) = (0, 0) in a three-dimensional volume. Once the simulation is complete, the Fourier transform is calculated for each z-plane to obtain the frequency response of the system.
Este proceso se repetirá para distintos valores del coeficiente de dispersión con el objetivo de crear una base de datos de funciones de transferencia correspondientes a cada coeficiente de dispersión.This process will be repeated for different values of the dispersion coefficient in order to create a database of transfer functions corresponding to each dispersion coefficient.
En definitiva, en este paso se calcula, mediante simulaciones usando el método de Monte Carlo, la función de transferencia de un medio para diferentes coeficientes de dispersión y profundidades de escaneo, creando una base de datos de funciones de transferencia correspondientes a cada coeficiente de dispersión y profundidad de escaneo.In short, in this step, through simulations using the Monte Carlo method, the transfer function of a medium for different scattering coefficients and scanning depths is calculated, creating a database of transfer functions corresponding to each scattering coefficient. and scan depth.
b. Estimación experimental del coeficiente de dispersión de la muestra empleando un microscopio de haz planob. Experimental estimation of the scattering coefficient of the sample using a plane beam microscope
Para poder realizar la deconvolución correctamente es necesario emplear la función de transferencia de un medio con un coeficiente de dispersión equivalente al de la muestra. Dado que el valor del mismo es desconocido a priori, se debe realizar una estimación experimental in situ del mismo. Es importante recalcar que la medida se realizará en el microscopio de haz láser plano con la muestra montada como procedimiento previo a la adquisición de imagen.In order to perform the deconvolution correctly, it is necessary to use the transfer function of a medium with a dispersion coefficient equivalent to that of the sample. Since its value is unknown a priori, an in situ experimental estimate of it must be made. It is important to emphasize that the measurement will be carried out in the flat laser beam microscope with the sample mounted as a procedure prior to image acquisition.
Así, asumiendo que la muestra tiene un coeficiente de dispersión relativamente homogéneo, antes de escanear la muestra y una vez montada en el microscopio de haz plano, se ilumina la misma con un haz gaussiano en diferentes profundidades (z) y posiciones (y) respecto a la cámara. Esto se puede hacer bien de manera simultánea o bien de manera secuencial, dependiendo de si la frecuencia de proyección es mayor que la frecuencia de medidas de la cámara (frames per second, fps).Thus, assuming that the sample has a coefficient of dispersion relatively homogeneous, before scanning the sample and once mounted in the plane beam microscope, it is illuminated with a Gaussian beam at different depths (z) and positions (y) with respect to the camera. This can be done either simultaneously or sequentially, depending on whether the projection rate is greater than the camera's measurement rate (frames per second, fps).
La cámara (sin filtro) captura la distribución de la luz dispersada por la muestra como consecuencia de la propagación de cada uno de los haces tal y como se muestra en la Fig. 2. La divergencia de los haces en cada una de las imágenes debida a la dispersión permite estimar el coeficiente de dispersión. Para ello, durante el post procesado se miden perfiles de intensidad en la imagen y se cuantifica el ensanchamiento del haz en varios puntos del eje x (el de propagación del haz), tal y como se muestra en la Fig. 3. Minimizando la medida del error entre las curvas experimentales y las de los datos de las simulaciones de Monte Carlo del paso anterior, se determina cuál es el coeficiente de dispersión que se ajusta mejor.The camera (without filter) captures the distribution of the light scattered by the sample as a consequence of the propagation of each of the beams, as shown in Fig. 2. The divergence of the beams in each of the images due to dispersion allows estimating the dispersion coefficient. To do this, during post-processing, intensity profiles are measured in the image and beam broadening is quantified at various points on the x-axis (beam propagation axis), as shown in Fig. 3. Minimizing the measurement From the error between the experimental curves and those of the data from the Monte Carlo simulations of the previous step, the dispersion coefficient that best fits is determined.
Para incrementar la precisión del procedimiento, este se repite para cada una de las posiciones de medida (y, z) con el fin de estimar un coeficiente de dispersión medio de la muestra.To increase the precision of the procedure, it is repeated for each of the measurement positions (y, z) in order to estimate an average dispersion coefficient of the sample.
En definitiva, este paso comprende estimar experimentalmente usando el microscopio de haz láser plano el coeficiente de dispersión de una muestra suponiendo que es uniforme en toda la misma, donde la estimación comprende los siguientes pasos:In short, this step comprises experimentally estimating, using the plane laser beam microscope, the scattering coefficient of a sample assuming that it is uniform throughout the sample, where the estimation comprises the following steps:
b1) montar la muestra en el microscopio de haz laser plano;b1) mount the sample on the flat laser beam microscope;
b2) iluminar cada plano de la muestra con un haz gaussiano; b3) capturar imágenes de la propagación del haz gaussiano en la muestra y repetir el proceso en diferentes posiciones; yb2) illuminate each sample plane with a Gaussian beam; b3) capture images of the Gaussian beam propagation in the sample and repeat the process in different positions; and
b4) estimar el coeficiente de dispersión de la muestra midiendo la divergencia de los haces causada por la dispersión;b4) estimate the scattering coefficient of the sample by measuring the divergence of the beams caused by the scattering;
c. Escaneo de la muestrac. sample scan
Se escanea ahora normalmente la muestra mediante el microscopio de haz láser plano, obteniendo un conjunto de imágenes correspondientes a diferentes secciones de la muestra. Es decir, la toma de imágenes de la muestra se realiza en un microscopio de haz láser plano siguiendo un protocolo convencional de adquisición, bien sea iluminando con un haz plano o con escaneo digital.The sample is now scanned normally by the planar laser beam microscope, obtaining a set of images corresponding to different sections of the sample. That is, the taking of images of the sample is carried out in a plane laser beam microscope following a conventional acquisition protocol, either by lighting with a flat beam or with digital scanning.
Las imágenes obtenidas presentarán artefactos causados por la dispersión, especialmente en las que corresponden a planos de escaneo situados a mayor profundidad respecto al objetivo de detección.The images obtained will present artifacts caused by scattering, especially in those corresponding to scanning planes located at greater depths with respect to the detection objective.
d. Corrección del efecto de la dispersión en las imágenes del escaneod. Correction of the effect of dispersion in the scan images
Con el fin de revertir y reducir los efectos de la dispersión en las imágenes obtenidas, se debe calcular la deconvolución de cada imagen con su correspondiente función de transferencia del medio, calculadas en el paso a. Para ello, se buscará en la base de datos de simulaciones el volumen que corresponda con el coeficiente de dispersión estimado en el paso b, y se calculará para cada imagen la convolución con la función de transferencia para dicho volumen.In order to reverse and reduce the effects of dispersion in the images obtained, the deconvolution of each image must be calculated with its corresponding medium transfer function, calculated in step a. To do this, the simulation database will be searched for the volume that corresponds to the dispersion coefficient estimated in step b, and the convolution with the transfer function for said volume will be calculated for each image.
Es decir, se deconvoluciona cada imagen de la muestra obtenida en el escaneo con la función de transferencia de la base de datos que corresponde al coeficiente de dispersión de la muestra y a la profundidad de escaneo de cada imagen, revirtiéndose así en cada imagen el efecto de la dispersión de la luz.That is, each image of the sample obtained in the scan is deconvolved with the transfer function of the database that corresponds to the dispersion coefficient of the sample and the depth of scanning of each image, thus reversing in each image the effect of light scattering.
La deconvolución puede se puede realizar con múltiples métodos, preferentemente la deconvolución de Wiener.The deconvolution can be performed with multiple methods, preferably Wiener deconvolution.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURASBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
Las Figs. 1a y 1b muestran respectivamente una vista en perspectiva y una vista superior de los elementos principales de un microscopio de haz láser plano de tipo convencional.Figs. 1a and 1b respectively show a perspective view and a top view of the main elements of a conventional planar laser beam microscope.
La Fig. 2 esquema experimental de medida para estimar el coeficiente de dispersión de la muestra.Fig. 2 experimental measurement scheme to estimate the dispersion coefficient of the sample.
La Fig. 3 muestra el procedimiento de estimación del coeficiente de dispersión a partir de las medidas experimentales.Fig. 3 shows the procedure for estimating the dispersion coefficient from the experimental measurements.
La Fig.4 muestra un diagrama de flujo simplificado del procedimiento de la presente invención. Fig.4 shows a simplified flow diagram of the process of the present invention.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓNPREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION
Se describe a continuación un procedimiento completo. En cualquier estudio realizado con el método propuesto, se asume que las simulaciones de Monte Carlo han sido realizadas con anterioridad, por ello se dispone de una base de datos con la información espacial para estimar el coeficiente de dispersión y una base de datos con las funciones de transferencia para un amplio abanico de medios y tamaños de muestra.A complete procedure is described below. In any study carried out with the proposed method, it is assumed that the Monte Carlo simulations have been carried out previously, for this reason there is a database with the spatial information to estimate the dispersion coefficient and a database with the functions for a wide range of media and sample sizes.
Así, la Fig. 2 muestra un esquema del montaje de la invención donde se aprecia el objetivo de iluminación (OI), las posiciones de medida (PM), el objetivo de detección (OD), la muestra (M), las medidas de dispersión del haz (MD), un bloque de análisis de imagen (AI), un banco de simulaciones de Monte Carlo (MC), y la función de transferencia para el coeficiente de dispersión estimado (TF(^s)), donde es el coeficiente de dispersión.Thus, Fig. 2 shows a scheme of the assembly of the invention where the illumination objective (OI), the measurement positions (PM), the detection objective (OD), the sample (M), the measurements of beam scatter (MD), an image analysis (AI) block, a bank of Monte Carlo (MC) simulations, and the transfer function for the estimated scattering coefficient (TF(^s)), where is the dispersion coefficient.
La Fig. 3 muestra un esquema del procedimiento de estimación del coeficiente de dispersión donde se aprecia la medida de dispersión experimental (MDE) y la medida de dispersión en simulaciones de Monte Carlo (MD-MC) para diferentes valores de ^s. En las gráficas se muestra el valor del parámetro y frente a la intensidad (I)Fig. 3 shows a diagram of the dispersion coefficient estimation procedure where the experimental dispersion measure (MDE) and the dispersion measure in Monte Carlo simulations (MD-MC) can be seen for different values of ^s. The graphs show the value of the parameter y against the intensity (I)
La Fig. 4 muestra así un diagrama de flujo completo del procedimiento de la presente invención. En la Fig. 4 se aparecen los siguientes símbolos y parámetros:Fig. 4 thus shows a complete flow diagram of the process of the present invention. In Fig. 4 the following symbols and parameters appear:
LS - Microscopio de haz planoLS - Plane Beam Microscope
H - Datos función de transferenciaH - Data transfer function
I mc - Intensidad simuladaI mc - simulated intensity
lo - Imagen cruda sin procesarlo - Raw Unprocessed Image
I - Imagen después de deconvoluciónI - Image after deconvolution
Bajo estas condiciones, los pasos para el procedimiento serán los siguientes:Under these conditions, the steps for the procedure will be as follows:
1. Montaje de la muestra en el microscopio1. Mounting the sample in the microscope
2. Captura de imagen sin filtro en el objetivo de detección e iluminación de la muestra con un haz gaussiano. Se capturan imágenes a diferentes profundidades z y posiciones en el eje y para estimar el coeficiente de dispersión medio de la muestra. 2. Image capture without filter on the detection objective and illumination of the sample with a Gaussian beam. Images are captured at different z -depths and positions on the y- axis to estimate the mean scattering coefficient of the sample.
3. Adquisición de imagen de la muestra usando el protocolo convencional de haz plano preferido por el usuario.3. Image acquisition of the sample using the user-preferred conventional planar beam protocol.
4. Cálculo de la deconvolución de las imágenes obtenidas en el paso 3 con la función de transferencia del medio para el coeficiente de dispersión estimado experimentalmente en el paso 2. 4. Calculation of the deconvolution of the images obtained in step 3 with the transfer function of the medium for the dispersion coefficient estimated experimentally in step 2.
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