Metrologia de instrumentos endodônticos por microscopia eletrônica de varredura e análise digital de imagens: uma proposta metodológica

A padronização para a fabricação de instrumentos endodônticos em aço inoxidável contribuiu para o desenvolvimento de novos aspectos geométricos. Surgiram propostas de alterações no desenho da haste helicoidal, da seção reta transversal, da ponta, da conicidade e do diâmetro na extremidade (D0). Concomitantemente, o emprego de ligas em Níquel-Titânio possibilitou a produção de instrumentos acionados a motor, largamente empregados hoje. A cada ano a indústria lança instrumentos com diversas modificações, sem, contudo, disponibilizar informações suficientes quanto às implicações clínicas destas modificações. Existe um crescente interesse no estudo dos diferentes aspectos geométricos e sua precisa metrologia. Tradicionalmente, a aferição de aspectos geométricos de instrumentos endodônticos é realizada visualmente através de microscopia ótica. Entretanto, esse procedimento visual é lento e subjetivo. Este trabalho propõe um novo método para a metrologia de instrumentos endodônticos baseado no microscópio eletrônico de varredura e na análise digital das imagens. A profundidade de campo do MEV permite obter a imagem de todo o relevo do instrumento endodôntico a uma distância de trabalho constante. Além disso, as imagens obtidas pelo detector de elétrons retro-espalhados possuem menos artefatos e sombras, tornando a obtenção e análise das imagens mais fáceis. Adicionalmente a análise das imagens permite formas de mensuração mais eficientes, com maior velocidade e qualidade. Um porta-amostras específico foi adaptado para obtenção das imagens dos instrumentos endodônticos. Ele é composto de um conector elétrico múltiplo com terminais parafusados de 12 pólos com 4 mm de diâmetro, numa base de alumínio coberta por discos de ouro. Os nichos do conector (terminais fêmeas) têm diâmetro apropriado (2,5 mm) para o encaixe dos instrumentos endodônticos. Outrossim, o posicionamento ordenado dos referidos instrumentos no conector elétrico permite a aquisição automatizada das imagens no MEV. Os alvos de ouro produzem, nas imagens de elétrons retro-espalhados, melhor contraste de número atômico entre o fundo em ouro e os instrumentos. No porta-amostras desenvolvido, os discos que compõem o fundo em ouro são na verdade, alvos do aparelho metalizador, comumente encontrados em laboratórios de MEV. Para cada instrumento, imagens de quatro a seis campos adjacentes de 100X de aumento são automaticamente obtidas para cobrir todo o comprimento do instrumento com a magnificação e resolução requeridas (3,12 m/pixel). As imagens obtidas são processadas e analisadas pelos programas Axiovision e KS400. Primeiro elas são dispostas num campo único estendido de cada instrumento por um procedimento de alinhamento semi-automático baseado na inter-relação com o Axiovision. Então a imagem de cada instrumento passa por uma rotina automatizada de análise de imagens no KS400. A rotina segue uma sequência padrão: pré-processamento, segmentação, pós-processamento e mensuração dos aspectos geométricos.

Digital pathology and image analysis in tissue biomarker research

Digital pathology and the adoption of image analysis have grown rapidly in the last few years. This is largely due to the implementation of whole slide scanning, advances in software and computer processing capacity and the increasing importance of tissue-based research for biomarker discovery and stratified medicine. This review sets out the key application areas for digital pathology and image analysis, with a particular focus on research and biomarker discovery. A variety of image analysis applications are reviewed including nuclear morphometry and tissue architecture analysis, but with emphasis on immunohistochemistry and fluorescence analysis of tissue biomarkers. Digital pathology and image analysis have important roles across the drug/companion diagnostic development pipeline including biobanking, molecular pathology, tissue microarray analysis, molecular profiling of tissue and these important developments are reviewed. Underpinning all of these important developments is the need for high quality tissue samples and the impact of pre-analytical variables on tissue research is discussed. This requirement is combined with practical advice on setting up and running a digital pathology laboratory. Finally, we discuss the need to integrate digital image analysis data with epidemiological, clinical and genomic data in order to fully understand the relationship between genotype and phenotype and to drive discovery and the delivery of personalized medicine.

Análise da imagem digital para estimativa da área foliar em plantas de laranja Pêra

Objetivou-se, com o trabalho, avaliar dois métodos de estimativa da área foliar, em plantas de laranja Pêra, pela análise da imagem digital obtida com scanner e câmera fotográfica digital. Para determinar a área das folhas, um grupo de discos foi colocado sobre um leitor de scanner, sendo que a imagem obtida foi armazenada. Os mesmos grupos de discos foram fixados sobre cartolina branca e fotografados com câmera fotográfica digital. As imagens obtidas da câmera fotográfica e do scanner foram processadas utilizando ferramentas de um editor de imagem que permite a contagem de pixels de determinada cor, no caso verde. Para a comparação dos métodos, os discos foram submetidos a integrador óptico de área foliar modelo LICOR-3100, utilizando os mesmos agrupamentos. Foram coletadas 20 folhas (cinco em cada quadrante da planta) por parcela de um experimento para comparação de fertilizantes comerciais e doses de zinco, aplicados via foliar, em plantas de sete anos de idade. O experimento foi composto de sete tratamentos e quatro repetições, num total de 28 parcelas. Os dois métodos apresentaram alta correlação com a área estimada pelo integrador óptico de área, considerado como método de referência. O método da análise da imagem obtida com câmera fotográfica, na resolução de 5.0 megapixel, foi mais precisa quando comparada à área estimada pelo integrador óptico de área.

Estado nutricional em nitrogênio da grama esmeralda avaliado por meio do teor foliar, clorofilômetro e imagem digital, em área adubada com lodo de esgoto

A intensidade da cor verde da folha pode ser alternativa para estimar a concentração de N na planta, devido à relação entre o teor de clorofila e o de N no tecido foliar. Objetivou-se neste trabalho avaliar índices da cor verde da grama esmeralda obtidos da análise da imagem digital e pelo uso do clorofilômetro para predizer o estado nutricional em N fornecido pelo lodo de esgoto. O experimento foi instalado e desenvolvido em uma propriedade comercial de grama esmeralda, localizada na cidade de Itapetininga (SP). O delineamento experimental foi em blocos casualizados, com quatro repetições e cinco doses de lodo de esgoto: 0, 10, 20, 30 e 40 Mg ha-1, base seca. As doses de lodo aplicadas correspondem a 100, 200, 300 e 400 kg ha-1 de nitrogênio disponível. Foram avaliadas as concentrações de N e a intensidade de coloração verde da folha pelo uso do clorofilômetro (ICV) e por meio da análise da imagem digital (G, H e ICVE) aos 45, 105 e 165 dias após a aplicação do lodo. Os valores de intensidade obtidos foram correlacionados com a concentração de N na lâmina foliar e com a taxa de cobertura do solo determinada nas mesmas épocas. A aplicação de doses de lodo de esgoto proporcionou aumento dos índices de cor verde e da concentração de N nas folhas da grama esmeralda. A concentração de N na lâmina foliar pode auxiliar a adubação nitrogenada em cobertura, pois proporcionou altas correlações com a taxa de cobertura do solo. O matiz (H) obtido com a imagem digital e a intensidade de cor verde da folha (ICV) obtida com o clorofilômetro correlacionaram-se com a concentração de N e com a taxa de cobertura do solo e, dessa forma, podem servir como índices na recomendação da adubação nitrogenada.

Emprego da fotografia digital para avaliação da topografia microscópia da pele

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

A Multiresolution Image Alignment Technique Based on Direct Methods for Pose Estimation of Aerial Vehicles

In this paper, we seek to expand the use of direct methods in real-time applications by proposing a vision-based strategy for pose estimation of aerial vehicles. The vast majority of approaches make use of features to estimate motion. Conversely, the strategy we propose is based on a MR (Multi-Resolution) implementation of an image registration technique (Inverse Compositional Image Alignment ICIA) using direct methods. An on-board camera in a downwards-looking configuration, and the assumption of planar scenes, are the bases of the algorithm. The motion between frames (rotation and translation) is recovered by decomposing the frame-to-frame homography obtained by the ICIA algorithm applied to a patch that covers around the 80% of the image. When the visual estimation is required (e.g. GPS drop-out), this motion is integrated with the previous known estimation of the vehicles' state, obtained from the on-board sensors (GPS/IMU), and the subsequent estimations are based only on the vision-based motion estimations. The proposed strategy is tested with real flight data in representative stages of a flight: cruise, landing, and take-off, being two of those stages considered critical: take-off and landing. The performance of the pose estimation strategy is analyzed by comparing it with the GPS/IMU estimations. Results show correlation between the visual estimation obtained with the MR-ICIA and the GPS/IMU data, that demonstrate that the visual estimation can be used to provide a good approximation of the vehicle's state when it is required (e.g. GPS drop-outs). In terms of performance, the proposed strategy is able to maintain an estimation of the vehicle's state for more than one minute, at real-time frame rates based, only on visual information.

AVALIAÇÃO DA COMPRESSÃO DA IMAGEM DIGITAL DA TELERRADIOGRAFIA LATERAL NA REPRODUTIBILIDADE DA MARCAÇÃO DE PONTOS CEFALOMÉTRICOS

A imagem digital adquirida pelo sistema da placa de fósforo foto ativada é visualizada no monitor do computador em um formato denominado DICOM. Este formato ocupa muito espaço para armazenamento, o que dificulta o arquivamento e transmissão da imagem pela Internet. O objetivo deste estudo foi avaliar a influência da compressão JPEG, nos Fatores de Qualidade 100, 80 e 60 na reprodutibilidade da marcação de pontos cefalométricos em imagens de telerradiografias em norma lateral comparadas com o formato DICOM. A amostra consistiu de 120 imagens de telerradiografias em norma lateral obtidas a partir de 30 indivíduos, dos quais se obteve uma radiografia digital no formato DICOM. Essas imagens foram convertidas para o formato JPEG. Após o cegamento e randomização da amostra, três Ortodontistas calibrados marcaram a localização de 12 pontos cefalométricos em cada imagem utilizando o sistema de coordenadas X e Y. Esse procedimento foi repetido após 1 mês. A reprodutibilidade intra e inter observador foi calculada usando o teste de correlação intraclasse. Para comparação entre os grupos de compressão e DICOM na reprodutibilidade de marcação dos pontos utilizou se a Análise de Variância (ANOVA) a um critério para medidas repetidas. Os resultados mostraram que as marcações dos pontos cefalométricos foram bastante reprodutíveis, exceto para o ponto Órbita na coordenada X. Os diferentes formatos de arquivo mostraram estatisticamente iguais para cada ponto e eixo aferido. As compressões JPEG estudadas das imagens de telerradiografias em norma lateral não tiveram efeito na reprodutibilidade da marcação dos pontos cefalométricos testados.

AVALIAÇÃO DA COMPRESSÃO DA IMAGEM DIGITAL DA TELERRADIOGRAFIA LATERAL NA REPRODUTIBILIDADE DA MARCAÇÃO DE PONTOS CEFALOMÉTRICOS

A imagem digital adquirida pelo sistema da placa de fósforo foto ativada é visualizada no monitor do computador em um formato denominado DICOM. Este formato ocupa muito espaço para armazenamento, o que dificulta o arquivamento e transmissão da imagem pela Internet. O objetivo deste estudo foi avaliar a influência da compressão JPEG, nos Fatores de Qualidade 100, 80 e 60 na reprodutibilidade da marcação de pontos cefalométricos em imagens de telerradiografias em norma lateral comparadas com o formato DICOM. A amostra consistiu de 120 imagens de telerradiografias em norma lateral obtidas a partir de 30 indivíduos, dos quais se obteve uma radiografia digital no formato DICOM. Essas imagens foram convertidas para o formato JPEG. Após o cegamento e randomização da amostra, três Ortodontistas calibrados marcaram a localização de 12 pontos cefalométricos em cada imagem utilizando o sistema de coordenadas X e Y. Esse procedimento foi repetido após 1 mês. A reprodutibilidade intra e inter observador foi calculada usando o teste de correlação intraclasse. Para comparação entre os grupos de compressão e DICOM na reprodutibilidade de marcação dos pontos utilizou se a Análise de Variância (ANOVA) a um critério para medidas repetidas. Os resultados mostraram que as marcações dos pontos cefalométricos foram bastante reprodutíveis, exceto para o ponto Órbita na coordenada X. Os diferentes formatos de arquivo mostraram estatisticamente iguais para cada ponto e eixo aferido. As compressões JPEG estudadas das imagens de telerradiografias em norma lateral não tiveram efeito na reprodutibilidade da marcação dos pontos cefalométricos testados.

AVALIAÇÃO DA COMPRESSÃO DA IMAGEM DIGITAL DA TELERRADIOGRAFIA LATERAL NA REPRODUTIBILIDADE DA MARCAÇÃO DE PONTOS CEFALOMÉTRICOS

A imagem digital adquirida pelo sistema da placa de fósforo foto ativada é visualizada no monitor do computador em um formato denominado DICOM. Este formato ocupa muito espaço para armazenamento, o que dificulta o arquivamento e transmissão da imagem pela Internet. O objetivo deste estudo foi avaliar a influência da compressão JPEG, nos Fatores de Qualidade 100, 80 e 60 na reprodutibilidade da marcação de pontos cefalométricos em imagens de telerradiografias em norma lateral comparadas com o formato DICOM. A amostra consistiu de 120 imagens de telerradiografias em norma lateral obtidas a partir de 30 indivíduos, dos quais se obteve uma radiografia digital no formato DICOM. Essas imagens foram convertidas para o formato JPEG. Após o cegamento e randomização da amostra, três Ortodontistas calibrados marcaram a localização de 12 pontos cefalométricos em cada imagem utilizando o sistema de coordenadas X e Y. Esse procedimento foi repetido após 1 mês. A reprodutibilidade intra e inter observador foi calculada usando o teste de correlação intraclasse. Para comparação entre os grupos de compressão e DICOM na reprodutibilidade de marcação dos pontos utilizou se a Análise de Variância (ANOVA) a um critério para medidas repetidas. Os resultados mostraram que as marcações dos pontos cefalométricos foram bastante reprodutíveis, exceto para o ponto Órbita na coordenada X. Os diferentes formatos de arquivo mostraram estatisticamente iguais para cada ponto e eixo aferido. As compressões JPEG estudadas das imagens de telerradiografias em norma lateral não tiveram efeito na reprodutibilidade da marcação dos pontos cefalométricos testados.

Analysis of fractured terrain using remote sensing and geographic information systems : establishing a correlation between fracture network properties and vegetation

This research analyzed the spatial relationship between a mega-scale fracture network and the occurrence of vegetation in an arid region. High-resolution aerial photographs of Arches National Park, Utah were used for digital image processing. Four sets of large-scale joints were digitized from the rectified color photograph in order to characterize the geospatial properties of the fracture network with the aid of a Geographic Information System. An unsupervised landcover classification was carried out to identify the spatial distribution of vegetation on the fractured outcrop. Results of this study confirm that the WNW-ESE alignment of vegetation is dominantly controlled by the spatial distribution of the systematic joint set, which in turn parallels the regional fold axis. This research provides insight into the spatial heterogeneity inherent to fracture networks, as well as the effects of jointing on the distribution of surface vegetation in desert environments.

Robust image hashing using higher order spectral features

Robust image hashing seeks to transform a given input image into a shorter hashed version using a key-dependent non-invertible transform. These image hashes can be used for watermarking, image integrity authentication or image indexing for fast retrieval. This paper introduces a new method of generating image hashes based on extracting Higher Order Spectral features from the Radon projection of an input image. The feature extraction process is non-invertible, non-linear and different hashes can be produced from the same image through the use of random permutations of the input. We show that the transform is robust to typical image transformations such as JPEG compression, noise, scaling, rotation, smoothing and cropping. We evaluate our system using a verification-style framework based on calculating false match, false non-match likelihoods using the publicly available Uncompressed Colour Image database (UCID) of 1320 images. We also compare our results to Swaminathan’s Fourier-Mellin based hashing method with at least 1% EER improvement under noise, scaling and sharpening.