Hyperspektrikameran testaus kudoskuvauksessa ja kuva-analyysityökalun kehittäminen

Abstract

Työn lähtökohtana oli selvittää, millaisia hyperspektrikuvia saadaan erilaisilla kuvausasetuksilla ja määrittää sopiva kuvausasetelma kudosnäytteiden kuvaamiseen testikuvia ottamalla. Hyperspektrikuvien eri pikseleiden spektrejä haluttiin pystyä tutkimaan ja vertailemaan tarkoitusta varten kehitetyllä ohjelmalla. Lisäksi haluttiin selvittää hyperspektrikuvantamisen nykyisiä käyttökohteita. Hyperspektrikuvantaminen on kuvantamismenetelmä, jossa kuvattavasta kohteesta mitataan spektri kuvan jokaisesta pikselistä kuvattavalla aallonpituusvälillä. Menetelmää käytetään muun muassa teollisuudessa etenkin laadunvalvontaan ja tutkimuksessa monilla sovellusalueilla kasvillisuuden kartoituksesta rikostutkimukseen. Lääketieteen käyttöön on olemassa useita hyperspektrikuvantamisen sovelluksia, joista tässä työssä perehdytään kudosnäytteiden tutkimiseen. Kudosnäytteitä tutkittiin Specim IQ -hyperspektrikameralla, joka on kannettava, järjestelmäkameraa muistuttava ja ulkokäyttöönkin soveltuva laite. Kameralla kuvattiin laboratoriossa kamerajalustan avulla halogeenivalaistuksessa kudosnäytteitä siasta ja ihmisestä. Kuvia analysoitiin erillisen ohjelman avulla. Työssä selvisi, millaisella kuvausasetelmalla saadaan laadukkaita hyperspektrikuvia ja millaisia asetuksia kamerassa voidaan käyttää kudoskuvauksessa. Havaittiin, että kudosnäytteiden eri kohdissa spektreissä on merkittäviä eroja. Kuvien värimaailman muuttaminen väärävärikuvan luonnilla ei tuonut kudoksen eri alueiden spektrieroja esiin paremmin kuin tavallista muistuttavan värimaailman kuva. Osana työtä toteutettiin käyttökelpoinen analyysityökalu, jota voidaan käyttää aiheen tutkimuksessa myöhemminkin.

Avainsanat: hyperspektrikuvantaminen, hyperspektrikamera, kuvantaminen, kuva-analyysi, kuvaan perustuvat mittaukset, spektroskopia