A necessidade de imagens gravadas em laboratórios de patologia aumentou significativamente nos últimos anos, seja histopatologia, citologia, hematologia, microbiologia clínica ou outras aplicações. Eles servem a muitos propósitos além da documentação para diagnósticos.
No entanto, a visão através das oculares e a imagem gravada por uma câmera são de natureza diferente: uma é uma imagem óptica, a outra uma imagem digital. Observar alguns aspectos relacionados às câmeras pode ajudá-lo a obter imagens com todos os detalhes e fidelidade de cores que você precisa.

Quais espécimes você precisa de imagem?

A natureza dos espécimes decide quais métodos de contraste são necessários para observá-los. Enquanto os tecidos corados e esfregaços são geralmente examinados em campo claro para diferenças nas intensidades e tonalidades de cor, as amostras não coradas requerem contraste de fase para detecção de anormalidades na estrutura ou forma. Para análises genéticas, a hibridização in situ por fluorescência (FISH) desempenha um papel importante. 

Os métodos de contraste necessários influenciam a escolha da câmera:

A. Se você deseja capturar apenas imagens de campo claro, uma câmera colorida de alta qualidade é recomendada
B. Se você deseja capturar imagens de fluorescência de tempos em tempos, uma câmera colorida de alta qualidade pode ser suficiente
C. Apenas para imagens de fluorescência, uma câmera monocromática produzirá melhores resultados do que uma câmera colorida
D. Se seus aplicativos exigirem o uso de uma câmera para imagens de campo claro e de fluorescência, considere o uso de duas câmeras, pois isso
proporcionará o melhor desempenho

Figura A: Imagem colorida de uma amostra histopatológica, secção da medula espinhal, obtida com uma lente de 40x

Figura B: Microtúbulos marcados

Figura C: Núcleos celulares marcados

Vamos esclarecer alguns aspectos técnicos antes de aprender sobre o que torna uma câmera boa para imagens de campo claro ou de fluorescência.

Em microscopia, os requisitos para uma câmera são bem diferentes daqueles que você pode ter ao escolher uma câmera de consumo para fotografia comum. Apenas ter muitos megapixels não fornecerá uma imagem microscópica decente. Fatores como tamanho do pixel, tamanho do chip, faixa dinâmica e taxa de quadros podem ser mais importantes Aspectos técnicos das câmeras são muitas vezes interdependentes. Se uma câmera faz uma coisa excepcionalmente bem, é provável que faça outra menos bem.

> A faixa dinâmica descreve quão bem o sensor da câmera registra sinais de alta ou baixa intensidade ao mesmo tempo. Assim, influencia a forma como as diferenças sutis de cor ou intensidade do sinal são exibidas na imagem capturada. Uma alta faixa dinâmica é alcançada com baixo ruído e uma grande profundidade de poço.

> O tamanho do pixel influencia a resolução da sua imagem. Quanto menor o tamanho do pixel, maior a resolução. No entanto, lembre-se de que pixels pequenos não necessariamente fornecerão imagens melhores, pois pixels menores coletam menos luz do que os maiores e isso pode ter um impacto negativo na faixa dinâmica da imagem.

> O ruído tem um impacto negativo na qualidade das imagens. O ruído mais baixo resulta em fotos melhores. Você pode ver o termo relação sinal-ruído que se refere à luz (sinal) detectada pelo sensor da câmera em relação ao ruído gerado por várias fontes fundamentais. Especialmente para imagens de fluorescência, o baixo ruído é importante, porque os sinais de fluorescência são geralmente mais fracos do que os sinais de campo claro.

> A taxa de quadros de uma câmera determina quantas imagens uma câmera adquire em um segundo e é medida em quadros por segundo (fps). A taxa de quadros determina, por exemplo, se uma imagem pode ser exibida bem como uma imagem ao vivo ou ser adquirida rapidamente para análise de processos dinâmicos que ocorrem dentro de uma amostra ao vivo.

Profundidade de bits: um fator importante para imagens de patologia

A profundidade de bits, expressa como um número de bits, significa quão bem a câmera pode resolver tons de cinza [Fig. D] ou cores (Fig. E). A profundidade de bits geralmente está entre 8 e 16. Quanto mais bits por canal de cor, mais fina e suave será a transição entre cores ou tons de cinza.

O impacto da profundidade de bits é importante para imagens de patologia em que diferenças de cores distintas podem ser um reflexo do estado do tecido e podem indicar certas anormalidades, por exemplo, alterações neoplásicas.

Para câmeras monocromáticas usadas para imagens de fluorescência, mais bits significam uma estratificação mais fina de intensidades de rótulos fluorescentes na amostra. O benefício é a capacidade de criar imagens de amostras marcadas com fluorescência que são caracterizadas por sinais de intensidade muito baixa e muito alta dentro delas.


Fig. D: A profundidade de bits de um sensor de câmera é sua capacidade de transformar o sinal analógico em um sinal digital caracterizado por níveis de cinza. Quanto maior a profundidade de bits, mais valores de cinza. 

Fig. E: Uma maior profundidade de bits de cor significa que mais cores de uma imagem podem ser resolvidas. Os diagramas mostram a diferença entre a profundidade de cor de 8 bits e 12 bits.

O que torna uma câmera boa para imagens de campo claro?

Uma câmera colorida produz os melhores resultados quando usada para imagens de campo claro. Para o exame de espécimes corados, a fidelidade e a reprodução das cores são de extrema importância, pois as tonalidades e intensidades das cores podem indicar anormalidades. Uma câmera com alta faixa dinâmica tem a capacidade de captar diferenças sutis de cor e, assim, é capaz de registrar com precisão a imagem óptica que os patologistas veem através das oculares e da qual geralmente derivam seus diagnósticos, como uma imagem digital. Como o sinal de campo claro geralmente é mais forte do que o da fluorescência, o tamanho do pixel do sensor pode ser bastante pequeno, variando de 1,5 µm a 2,5 µm, mas ainda pode capturar luz suficiente para imagens de alta qualidade.

O que torna uma câmera boa para imagens de fluorescência?

Como o sinal fluorescente é tipicamente mais fraco que o sinal de campo claro, uma câmera para imagens de fluorescência deve vir com alta sensibilidade ou, para ser mais preciso, uma boa relação sinal-ruído. Para capturar sinal suficiente, os tempos de exposição para bons resultados de imagem geralmente devem estar na faixa de 20 a 1500 ms, mas esse tempo depende significativamente da intensidade dos fluoróforos ou marcadores fluorescentes.

Uma câmera monocromática é a melhor escolha se apenas os sinais de fluorescência forem capturados, pois produz melhores resultados do que uma câmera colorida. Uma câmera colorida é limitada quando usada para fluorescência devido à sua sensibilidade de banda estreita, em particular na parte violeta e vermelha distante do espectro visível, arquitetura do sensor e design geral.
Há também o fato de que a câmera possui um filtro UV/IR, o que significa que você pode não conseguir ver os sinais de fluorescência violeta, azul profundo e vermelho nas imagens ou até mesmo não ver. Se você decidir usar uma câmera colorida para imagens de fluorescência, precisará levar em consideração essas limitações, para não ser enganado pelas imagens resultantes.

Para que você precisa da imagem?

1. Documentação e relatórios. Na maioria dos hospitais ou laboratórios de patologia, são necessárias câmeras para aquisição de imagens para documentação de diagnósticos. Os patologistas os incluem em relatórios que muitas vezes são salvos, junto com as imagens, no laboratório ou sistema de informação hospitalar. Assim, eles também podem ser facilmente acessados novamente no caso de outra biópsia do mesmo paciente. arquivá-los em seu sistema de informação através de um driver TWAIN.

2. Compartilhamento e imagens ao vivo. As imagens tiradas para documentação geralmente também podem ser compartilhadas para segundas opiniões. Se as imagens forem usadas para ensino ou precisarem ser exibidas ao vivo para discussão em painéis de tumores, será necessária a exibição das imagens em uma tela maior. Para compartilhamento em tempo real, a câmera deve ter uma taxa de quadros de 30 quadros por segundo. Em uma taxa de quadros inferior a 30 fps, pode haver atrasos ou estremecimentos na exibição da imagem se a amostra for movida para mostrar uma área de interesse diferente na tela. Outro aspecto é a capacidade autônoma. Uma câmera autônoma pode ser conectada a um microscópio e usada sem a necessidade de um computador, o que pode ser útil para exibições ao vivo. 

3. Pesquisas e publicações. Alguns laboratórios de patologia fazem suas próprias pesquisas e, por isso, precisam de imagens para publicações. Muitas vezes, a pesquisa se aprofunda nos detalhes, de modo que as câmeras que são boas o suficiente para fazer diagnósticos precisos podem não produzir qualidade de imagem suficiente para publicações - especialmente se a imagem de sinais de fluorescência fracos estiver envolvida. Se isso for relevante para sua aplicação, você pode usar uma câmera monocromática, como a K5 da Leica Microsystems. Como alternativa, você pode considerar uma câmera sCMOS resfriada, como a K8, que produzirá excelentes resultados para imagens de fluorescência, pois o resfriamento reduz o ruído e oferece imagens nítidas

Para chegar à melhor decisão ao procurar uma câmera para microscopia clínica, considere cuidadosamente as amostras que você observa e os métodos de contraste que costuma aplicar. Esses fatores desempenham o papel mais importante. Infelizmente, por motivos técnicos, não existe uma câmera perfeita para todas as aplicações. Se alguém lhe disser o contrário, por favor, não acredite. Com uma câmera para diferentes métodos de contraste, sempre haverá uma troca, mas também várias opções que permitirão que você realize bem qualquer tarefa. Se você busca excelência tanto em campo claro quanto em fluorescência, equipar seu microscópio com duas câmeras ou investir em dois sistemas de microscópio, um para campo claro e outro para fluorescência, pode ser a melhor opção. Se você considerar diferentes marcas e modelos de câmeras de microscópio, tente obter uma imagem da mesma amostra sob as mesmas condições de imagem de todos eles. Dessa forma, você pode descobrir melhor qual câmera atende melhor às suas necessidades.
Além da qualidade da imagem, não se esqueça de considerar como a câmera se integra ao seu fluxo de trabalho, se você a usa no modo autônomo ou com um computador. Se é tão fácil de usar que você pode simplesmente conectá-lo ao seu microscópio e começar a trabalhar, isso é definitivamente uma vantagem. Se a câmera vem com software, também deve ser intuitivo de usar, para que imagens, anotações e relatórios sejam fáceis de lidar.
Dessa forma, a câmera faz sua parte para ajudá-lo a fazer diagnósticos oportunos. não se esqueça de considerar como a câmera se integra ao seu fluxo de trabalho, quer você a use no modo autônomo ou com um computador. Se é tão fácil de usar que você pode simplesmente conectá-lo ao seu microscópio e começar a trabalhar, isso é definitivamente uma vantagem.
Se a câmera vem com software, também deve ser intuitivo de usar, para que imagens, anotações e relatórios sejam fáceis de lidar. Dessa forma, a câmera faz sua parte para ajudá-lo a fazer diagnósticos oportunos. não se esqueça de considerar como a câmera se integra ao seu fluxo de trabalho, quer você a use no modo autônomo ou com um computador. Se é tão fácil de usar que você pode simplesmente conectá-lo ao seu microscópio e começar a trabalhar, isso é definitivamente uma vantagem. Se a câmera vem com software, também deve ser intuitivo de usar, para que imagens, anotações e relatórios sejam fáceis de lidar. Dessa forma, a câmera faz sua parte para ajudá-lo a fazer diagnósticos oportunos.