Dissertação de Mestrado #652 – Gladystone Rocha da Fonseca – 05/02/2021

O Imageamento Hiperespectral (IH) é uma técnica utilizada para obter a assinatura espectral de uma amostra com resolução espacial, permitindo a identificação de um ou mais espectros em uma mesma amostra. O IH é amplamente utilizado em escala macroscópica para a caracterização e estudo de amostras em diversas áreas de aplicação desde o sensoriamento remoto da superfície do planeta à conservação e restauração de obras
de arte. Nos últimos anos apreciamos o desenvolvimento do IH em escala microscópica, isto é imagens com resolução espacial da ordem de micrometros e com resolução espectral. A aplicação de técnicas ópticas em conjunto com o imageamento microscópico é de grande interesse para o estudo de materiais biológicos, especialmente as aplicações como ferramentas auxiliares para diagnósticos patológicos. Atualmente os métodos de diagnóstico se baseiam majoritariamente na análise visual dos tecidos, o que envolve procedimentos de preparação das amostras que implicam custos financeiros e demandam tempo para cortes e colorações para obtenção das lâminas de microscopia. A literatura aponta vantagens na utilização de técnicas ópticas, em especial a espectroscopia óptica, como uma possível ferramenta de diagnóstico de patologias. Em especial, resultados apontam a possibilidade da utilização da espectroscopia óptica em conjunto com o imageamento microscópico para o diagnóstico de pré-câncer, isto é o estágio próximo do início do desenvolvimento do câncer em que a morfologia do tecido ainda não foi alterada o suficiente para o diagnóstico com os métodos amplamente utilizados. Neste trabalho apresentamos o desenvolvimento de um Microscópio Hiperespectral e a aplicação em materiais biológicos. O MH consiste em um microscópio óptico customizado com a adaptação de um interferômetro baseado em materiais birrefringentes que servem como a base para um espectrômetro por Transformada
de Fourier (ETF). Apresentamos uma revisão dos processos físicos que possibilitam a utilização de elementos birrefringentes em um ETF. Discutimos detalhes da montagem, como resolução espacial e espectral e apresentamos as rotinas de calibração usadas. Apresentamos amostras de calibração, amostras de teste e a aplicação em cortes histológicos de biópsia em tecido de próstata.