Scientific Volume Imaging
Expertos en deconvolución y análisis de imágenes de microscopía de fluorescencia
Los programas de la serie Huygens mejoran notablemente la calidad de las imágenes de microscopía de fluorescencia. Incluyen también versátiles herramientas para la visualización y el análisis de datos tridimensionales (3D), series temporales (4D), y con múltiples canales.
Deconvolución
Deconvolución no es más que el nombre de una operación matemática. En sus diversas implementaciones prácticas, se usa en restauración de señales para recuperar datos que han sido degradados por algún proceso físico que pueda describirse matemáticamente mediante la operación inversa, una convolución. Es el caso de imágenes de dispositivos ópticos como los empleados en microscopía o astronomía, pero también en otros tipos de sensores, como los de medidas sísmicas.
En microscopía, la convolución modeliza matemáticamente el proceso de formación de una imagen degradada a causa de desenfoque y ruido. El desenfoque, aun en las mejores condiciones, aparece inevitablemente en el límite de resolución del dispositivo, debido a la difracción en las lentes. Por otra parte, incluso con la mejor electrónica y gran habilidad del operador, las variaciones de flujo inherentes a las propiedades estadísticas de los fotones producen imágenes ruidosas, sobre todo en los límites de baja intensidad en que habitualmente se realiza la microscopía de fluorescencia.
La restauración mediante deconvolución aplica el proceso matemático inverso a la imagen degradada, para obtener una mejor representación del objeto real (original).
Huygens Essential
Huygens Essential pone la deconvolución de la más alta calidad al alcance de cualquier usuario. Combina los más avanzados algoritmos de deconvolución en 3D con una interfaz gráfica fácil de usar. El programa mejora notablemente la resolución y el contraste de las imágenes microscópicas, eliminando la neblina y el ruido. Con esto los detalles de las estructuras que de otro modo quedarían ocultos se vuelven claramente visibles.
La interfaz le guía paso a paso a través del proceso de deconvolución.
Huygens Essential.
En la etapa de preproceso el programa verifica los parámetros microscópicos de la imagen para evitar problemas en la caracterización óptica del sistema.
Durante la deconvolución Huygens Essential corrige los datos de distorsiones causadas por aberración esférica. Igualmente corrige la atenuación (bleaching) de los marcadores fluorescentes en series temporales o imágenes de campo amplio (widefield).
¡Usted está al mando!!! Cuando no quede satisfecho con los resultados de la deconvolución de un canal de datos, siempre puede parar el proceso en cualquier punto y volver a lanzarlo con diferentes parámetros.
Las imágenes con múltiples canales se procesan secuencialmente, lo que le permite elegir el mejor resultado para cada canal, y así componer un resultado final óptimo.
La deconvolución de series temporales (ya sean 2D ó 3D, monocanal o multicanal) es igualmente sencilla, pues toda una serie se puede cargar como un único archivo.
Huygens Professional
Huygens Professional reúne la potencia de deconvolución, visualización y análisis de Huygens Essential con una interfaz que permite manejar más imágenes simultáneamente.
Huygens Professional ofrece una gran cantidad de operaciones matemáticas, de análisis y de reconstrucción aplicables a la imagen tanto en el espacio real como en el espacio de Fourier.
Huygens Professional también dispone de una consola de comandos a través de la cual el usuario puede ejecutar sus propios programas basados en las técnicas de deconvolución de Huygens, lo cual permite ejecutar deconvoluciones extremadamente personalizadas, así como muchas otras operaciones de análisis y reconstrucción.
Huygens Professional.
La herramienta de operaciones en Huygens Professional.
Herramienta de caracterización del microscopio - PSF Distiller
Las propiedades ópticas del microscopio se recogen en la llamada función de dispersión del punto (PSF, Point Spread Function). Esta función es básica en el proceso de restauración, pues se emplea para invertir las distorsiones de la imagen durante la deconvolución.
El software Huygens calcula, empleando elaborados modelos físicos, la PSF de su microscopio basándose en los parámetros descriptivos proporcionados en la etapa de preproceso de la imagen. Esto se lleva a cabo automáticamente durante el proceso de deconvolución sin que el usuario lo note, como paso previo a las iteraciones. Estos cálculos teóricos proporcionan muy buenos resultados para imágenes adquiridas en dispositivos estándar y bien alineados. Los modelos tienen en cuenta la posible presencia de aberración esférica, y adaptan la PSF a las circunstancias en que fueron adquiridas sus imágenes.
Estos modelos teóricos aplicables en circunstancias deterministas no recogen, sin embargo, anomalías muy específicas que puedan existir en su microscopio. Para obtener una PSF mucho más realista y que proporcione aún mejores resultados durante la deconvolución es recomendable calibrar su microscopio, registrando la imagen de un objeto casi puntual.
Tanto Huygens Essential como Huygens Professional están equipados con el PSF Distiller, la herramienta necesaria para ayudarle paso a paso y de manera sencilla a "destilar" una PSF experimental a partir de medidas de calibración.
El PSF distiller, herramienta para la construcción de la PSF a partir de medidas de calibración.
Herramientas de visualización
Las múltiples herramientas de visualización en Huygens Essential y Huygens Professional le ayudan a estudiar las imágenes con mayor detalle. Con el Twin Slicer puede comparar fácilmente el resultado de una restauración con la imagen original, o distintos cortes de una imagen. El MIP Renderer le permite obtener proyecciones de máxima intensidad de sus datos desde el punto de vista que desee con gran rapidez. Con el SFP Renderer puede visualizar una simulación realista de la fluorescencia en el objeto desde distintos ángulos proporcionando vistas detalladas de los datos en 3D y a lo largo del tiempo. El Surface Renderer le permite representar nítidamente los distintos objetos independientes que haya en sus datos. Y todo esto sin necesidad de costosas tarjetas gráficas, ya que estas herramientas no emplean técnicas convencionales de gráficos poligonales.
Todas estas herramientas se pueden evaluar íntegramente cuando solicite una licencia de prueba.
El Twin Slicer, herramienta para la comparación de imágenes y sus componentes: planos, canales, frames.
El MIP renderer, procesador de proyecciones de máxima intensidad.
El SFP renderer, simulación de fluorescencia en objetos desde cualquier ángulo.
El Surface renderer, visualizacion de objetos con gran nivel de detalle
Herramientas de análisis
Colocalización
Huygens también cuenta con nuevas herramientas de análisis de datos. Con la herramienta de colocalización puede obtener información cuantitativa acerca del solapamiento entre estructuras presentes en diferentes canales, incluso a lo largo del tiempo. Como este solapamiento puede definirse de diversas formas, Huygens proporciona los coeficientes de colocalización más habituales en la literatura científica: Pearson, Overlap, y los coeficientes M y K de Manders.
La herramienta de colocalización muestra los coeficientes más habituales de la literatura científica.
Los renderers muestran el solapamiento de objetos en la herramienta de colocalización.
Análisis de objetos
La herramienta de análisis de objetos permite la selección y "etiquetado" en 3D de objetos independientes, para analizar sus propiedades: dimensiones, localización y datos estadísticos. Puede estudiar los objetos independientemente, u obtener los análisis de todos los objetos con un simple click de ratón. Con la herramienta 3D de selección de regiones de interés (ROI) puede restringir el análisis sólo a ciertos volúmenes y "recortar" sus datos originales de una manera más elaborada.
El Object Analyzer, herramienta de análisis de objetos.
Otras herramientas
La herramienta de procesamiento por bloques (Batch Processor) permite restaurar de manera cómoda grandes cantidades de imágenes con los parámetros que usted preestablezca. Además permite usar distintos algoritmos de deconvolución, para adaptarse mejor a los diversos tipos de imágenes. Mientras dedica su tiempo a otras facetas de su investigación, Huygens le proporciona los datos que necesita de manera rápida y fiable.
La herramienta de procesamiento de imágenes por bloques (Batch Processor).
El corrector de desplazamientos cromáticos es una herramienta que mejora notablemente la calidad de las imágenes con múltiples canales desalineados. Esta herramienta calcula, muestra y corrige automáticamente las diferencias de alineación entre canales, permitiendo también al usuario tomar el control para correcciones personalizadas.
El corrector de desplazamientos cromáticos (Chromatic Shift Corrector).
El corrector de cruce de canales (crosstalk) permite estimar y corregir automáticamente la presencia de señales cruzadas entre cualquier par de canales. La corrección de señales proveniente de otros canales se puede aplicar en imágenes de hasta 32 canales. Esta herramienta también permite al usuario personalizar la corrección por medio de un histograma 2D interactivo de sencilla utilización.
El corrector de cruce de canales (Crosstalk Corrector).
La herramienta para recortar imágenes en múltiples dimensiones (3D + tiempo + canales) le permite reducir el tamaño de sus datos y eliminar las regiones menos interesantes, para optimizar las operaciones y reducir la carga de proceso de su computadora. Si la memoria de su sistema no es suficiente para deconvolucionar su imagen de una vez, ésta se divide automáticamente en bloques (bricks) que se restauran de uno en uno, combinándose de nuevo al final de la operación.
La herramienta de recorte de imágenes (Cropper).
Otros productos
Scientific Volume Imaging ofrece, además de Huygens Essential y Huygens Professional, Huygens Core y Huygens Localizer, los paquetes informáticos de deconvolución y búsqueda de imágenes de microscopía más avanzados hoy en día, especialmente diseñados para procesar grandes cantidades de datos. Huygens Core es la herramienta de deconvolución diseñada para atender las necesidades de grupos de usuarios. Con Huygens Core los usuarios online tienen la oportunidad de procesar sus imágenes remotamente en un centro de procesamiento.
Validación
La calidad de la deconvolución de nuestros programas está respaldada por una larga lista de publicaciones científicas. Por citar algunos ejemplos:
- Verschure P.J., van der Kraan I., Manders E.M.M. and van Driel R. Spatial relationship between transcription sites and chromosome territories. J. Cell Biology (1999) 147, 1, pp 13-24 (descargar pdf).
- Visser A.E. and Aten J.A. Chromosomes as well as chromosomal subdomains constitute distinct units in interphase nuclei. J. Cell Science (1999) 112, pp 3353-3360 (descargar pdf).
- Hell S.W., Schrader M. and Van Der Voort H.T.M. Far-Field fluorescence microscopy with three-dimensional resolution in the 100-nm Range. J. of Microscopy (1997) 187 Pt1, pp 1-7 (descargar pdf).
Solicite una Licencia Huygens
Puede obtener nuestro software a través del área de descargas. Sin una licencia válida Huygens operará en modo "freeware". Para acceder a todas las herramientas disponibles en Huygens puede solicitar una licencia de prueba. También dispone de la posibilidad de obtener presupuestos personalizados. Para cualquier pregunta o duda puede dirigirse a la siguiente dirección de correo electrónico donde también podemos atenderle en español.
Contact
Asistencia técnica
Si a pesar de su facilidad de uso encuentra dificultades al trabajar con los programas de la serie Huygens, le proporcionaremos asistencia técnica y científica "en línea" para ayudarle con la deconvolución y el análisis de sus datos. Estas facilidades, junto a la calidad de los resultados, han marcado a lo largo del los años la diferencia entre el software Huygens y otros programas de deconvolución en el mercado.
Puede obtener más información dirigiéndose directamente a nuestra compañía, donde también podemos ofrecerle asistencia en español.
Contact
Más información
En español: para leer más sobre deconvolución en general y los programas Huygens en particular, siga este enlace a nuestro wiki.
Aunque en inglés, puede encontrar más información en esta página web acerca de nuestros productos. Le recomendamos igualmente una visita a nuestro servidor de soporte:
- Gran cantidad de información sobre microscopía y los programas Huygens en el wiki de SVI. Por ejemplo:
- Más detalles acerca de las herramientas de visualización y análisis
- Lista de tutoriales en el uso de los programas
- Recopilación de la documentación
- Preguntas más frecuentes (FAQ)