Search

Мікроскопія з інтегруючою сферою, що відома також як сфера Ульбріхта або фотометрична куля Ульбріхта, досить рідко застосовується в гістологічній або цитологічній практиці, що пов'язано з трудомісткістю виготовлення інтегруючої (з тими чи іншими отворами для введення препарату), що містить зразок-мікропрепарат камери, і дорожнечею сучасних промислово виготовлених сфер Ульбріхта, в ультраструктурному / субмікроскопіческом випадку, особливо - при використанні методів і технологій бліжнепольной оптичної мікроскопії (СБОМ) - ускладнюється також розмірами відповідного пристрою. Необхідність в узгодженні розмірів сфери з розміром предметного столика, з одного боку, і з розмірами конкретного препарату, з іншого боку, являє собою технічне і фізичне протиріччя, яке, в принципі, уникається тільки при: рівності розмірів трансмісійного вікна предметного столика і препарату; взаємно-однозначному дотриманні поля освітленості (конденсора або довільного коллімірованого джерела випромінювання) з розмірами мікропрепарату і контактно поєднаного з ним предметного столу; отриманні широкопольні картинки в стаціонарному стані столу (так як зміщення положення його всередині інтегруючої сфери призведе до зміни світлотіньової структури регістрограми), тобто взаємно-однозначної відповідності між розмірами поля зору і препарату, трансмісійного вікна столу і реєстрованого пучка в перетині, а також перетину останнього і поля зору. У генеральному випадку з поєднанням всіх перерахованих вище площин і перетинів на стаціонарній позиції в центрі сфери Ульбріхта єдиним можливим рішенням є використання не редукованого стандартного оптичного мікроскопа усіченої конструкції, але ПЗС- або КМОП- матриці з елементарної обв'язкою, яка виконує роль аналітичного чіпа з функцією безлинзового проекційного мікроскопа., Микроскопия с интегрирующей сферой, известной также как сфера Ульбрихта или фотометрический шар Ульбрихта, достаточно редко применяется в гистологической или цитологической практике, что связано с трудоёмкостью изготовления интегрирующей (с теми или иными отверстиями для ввода препарата), содержащей образец-микропрепарат камеры, и дороговизной современных промышленно изготавливаемых сфер Ульбрихта, в ультраструктурном / субмикроскопическом случае, особо – при использовании методов и технологий ближнепольной оптической микроскопии (СБОМ) – осложняемой также размерами соответствующего устройства. Необходимость в согласовании размеров сферы с размером предметного столика, с одной стороны, и с размерами конкретного препарата, с другой стороны, представляет собой техническое и физическое противоречие, которое, в принципе, снимаемо только при: равенстве размеров трансмиссионного окна предметного столика и препарата; взаимно-однозначном соответствии поля освещенности (конденсора или произвольного коллимируемого источника излучения) с размерами микропрепарата и контактно совмещенного с ним предметного стола; получении широкопольной картинки в стационарном состоянии стола (так как смещение положения его внутри интегрирующей сферы приведет к изменению светотеневой структуры регистрограммы), то есть взаимно-однозначного соответствия между размерами поля зрения и препарата, трансмиссионного окна стола и регистрируемого пучка в сечении, а также сечения последнего и поля зрения. В генеральном случае с совмещением всех вышеперечисленных плоскостей и сечений на стационарной позиции в центре сферы Ульбрихта единственным возможным решением является использование не редуцированного стандартного оптического микроскопа усеченной конструкции, но ПЗС- или КМОП- матрицы с элементарной обвязкой, выполняющей роль аналитического чипа с функцией безлинзового проекционного микроскопа., Microscopy with an integrating sphere (also known as the photometric Ulbricht sphere) is rarely used in histological and cytological practice due to the difficulties in manufacturing the integrating chamber with the technological holes for the sample placing, as well as the high cost of the modern commercially available Ulbricht spheres. The additional difficulties appear at the ultrastructural / submicroscopic level, especially when using near-field optical microscopy (SNOM) techniques determining the size of the integrating sphere. The required correspondence between the radius of the integrating sphere and the size of the specific sample / sample stage results in a physical and technical contradiction, which in principle can be overcome only if a number of conditions are met. The first and obvious one is the equal dimensions of the transmission window of the sample stage and the sample itself. The final condition is obtaining a wide-field image at the stationary position of the stage, since its displacement inside the integrating sphere will lead to the changes in the light-shadow (schlieren) structure of the registrogram. The same is true for the movement of the coordinate stage or a slide / sample itself, but for the sample in vivo / in situ perturbations of the optical field of the isotropic-integrating sphere can be used as an analytical signal. In a general case, when all the above planes and sections are located at the stationary position at the center of the Ulbricht sphere, the only possible solution is to use CCD / CMOS sensors with a simple printed circuit board, which act as an analytical chip with a function of a lensless projection microscope instead of the reduced conventional optical microscope.

The novel principle of trichomorphological analysis is provided. This principle, which may be interpreted as a transition between trichoscopy and trichometry, was developed using methods and techniques, explicated from the lens-less holographic microscopy, lens-lens tomography and filtering / decomposition of microscopic images based on orthogonal transformations, such as the FFTW-library-assisted DFT using Bluestein's FFT algorithm (expresses the Chirp Z-transform as a convolution and implements it efficiently using FFT/IFFT), Rader's FFT algorithm (from MIT Lincoln Laboratory) and Cooley–Tukey FFT algorithm (corresponding to different factorizations and / or different memory-access patterns). It is possible, that such methods can be applicable not only for clinical diagnostics, but also for some specialized trichological investigations, including fast and strong determination of different descriptors for ethnomedicine, gender and hormonal or endocrinology-relevant differences, prenatal and neonatal trichology, bio-archaeometric analysis, including palaeotrichology, and criminological trichomorphology, analysis of efficiency of some pharmaceutical and toxicological agents and events (including microelement status) for different psychosomatic cases, etc. The principal schemes of the laser holographic trichometry setups also may be based on a principles of the combined reflection and transmission lens-less microscopes, on-chip differential interference contrast microscopy, lensless wide-field fluorescent imaging on a chip, off-axis holography and lensless incoherent holography, ulttaviolet microscopy, including deep-UV spectral range., Предлагается новый принцип дифференциального трихоморфологического анализа и диагностики на чипе. Данный принцип может быть рассмотрен как переход от трихоскопа к метрологически-эффективному трихометру, основанному на голографической лазерной, в частности безлинзовой голографической технике. Помимо получения изображения в тех или иных проекциях под разными углами, данный подход даёт возможность измерений с использованием ортогональных преобразований, в частности – с использованием FFTW-библиотеки на базе программных продуктов типа QAVIS и KSA. С помощью создаваемой техники возможно регистрировать (и, при накоплении статистики, диагностировать) такие микроморфологически-аномальные состояния, как трихонодоз, трихоптилоз, трихонорез, аллотрихия, трихоклазия (в том числе – идиопатическая трихоклазия), а также некоторые мезоморфологические девиации (такие, как булавовидные, штыковидные, петлеобразные, узловатые волосы). Кроме того, параллельно реализуем сканнинг профиля особенностей и рельефа подлежащей кожи (например – детектирование невусов). Создаваемая технология неповреждающего голографического микроморфологического анализа может иметь также применения в исследовательской практике, а не только для клинической диагностики или профилактической медицины. Возможно совмещение схем безлинзовой голографической трихометрии на чипе с иными методами безлинзовой микроскопии на чипе – такими, как безлинзовая интерференционная микроскопия, безлинзовая некогерентная голография на чипе и внеосевая микроголография на чипе, безлинзовая поляризационная микроскопия и безлинзовая микроскопия дифференциального интерференционного контраста. Принципы расширения пула физических переменных, параметров, задействованных в формировании изображения как аналитического сигнала позволяют получить дополнительные факторы в биостатистику диагноза или дополнительные дескрипторы в базы данных идентификации нормальных и «патоморфологических» состояний объекта., Пропонується новий принцип диференціального трихоморфологічного аналізу і діагностики на чипі. Даний принцип може бути розглянутий як перехід від трихоскопа до метрологічно ефективного трихометра, заснованого на голографічній лазерній, зокрема безлінзовій голографічній техніці. Крім отримання зображення в тих чи інших проекціях під різними кутами, даний підхід дає можливість вимірювань з використанням ортогональних перетворень, зокрема – з використанням FFTW-бібліотеки на базі програмних продуктів типу QAVIS і KSA. За допомогою створюваної техніки можливо реєструвати (і, при накопиченні статистики, діагностувати) такі мікроморфологічного-аномальні стани, як трихонодоз, трихоптильоз, трихонорез, алотрихія, трихоклазія (в тому числі – ідіопатична трихоклазія), а також деякі мезоморфологічні девіації (такі, як булавоподібне, багнетоподібне, петлеподібне, вузлувате волосся). Крім того, паралельно реалізуємо сканінг профілю особливостей і рельєфу підлеглої шкіри (наприклад – детектування невусів). Створювана технологія неушкоджуючого голографічного мікроморфологічного аналізу може мати також застосування в дослідницькій практиці, а не тільки для клінічної діагностики або профілактичної медицини. Можливо поєднання схем безлінзової голографічної трихометрії на чипі з іншими методами безлінзової мікроскопії на чипі – такими, як безлінзова інтерференційна мікроскопія, безлінзова некогерентна голографія на чипі та позаосева мікроголографія на чипі, безлінзова поляризаційна мікроскопія і безлінзова мікроскопія диференціального інтерференційного контрасту. Принципи розширення пулу фізичних змінних, параметрів, задіяних у формуванні зображення як аналітичного сигналу дозволяють отримати додаткові фактори до біостатистики діагнозу або додаткові дескриптори до баз даних ідентифікації нормальних і «патоморфологічних» станів об'єкта.