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Enregistrement W7067693091

Multi-modal, mobile microscopy for visualization of biological agents

2021· dissertation· en· W7067693091 sur OpenAlexafffund

Notice bibliographique

RevueeScholarship@McGill (McGill) · 2021
Typedissertation
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueComputational Physics and Python Applications
Établissements canadiensMcGill University
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of CanadaAdvanced Research Projects AgencyDefense Advanced Research Projects AgencyMcGill University
Mots-clésVisualizationMobile phoneLens (geology)Biological imagingMicroscopyMicrofluidicsResolution (logic)PhoneInterface (matter)Biological specimen
DOInon disponible

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Biological and biomedical research is often contingent upon microscopy techniques for observation and studying of biological features and processes, and subsequent analysis.For many applications, it is necessary that the selected imaging system provide high spatial resolution and large field-of-view, in order to be able to visualize individual biological structures or agents within the sample, while capturing an area large enough, where meaningful analysis, such as particle tracking, could be performed within a single frame.Various lens-based and lens-free imaging platforms, each with their own sets of advantages and disadvantages, offer different imaging modalities suitable for different specimens and applications, but they all suffer from a main limitation: the trade-off between spatial resolution and field-of-view.This competition cannot be eliminated but could be optimized, based on the chosen imaging system specifications.This work addresses the restrictive trade-off, and introduces a mobile phone-based illumination-imaging platform that maximizes the attainable field-of-view at high resolution, and expands the use of phone screen illumination to a lens-free platform.The thesis transitions from a broad introduction to microscopy in the biological and biomedical fields into a general protocol for identification of imaging system requirements for a targeted application, modelled after a specific example for imaging of a biocomputational microfluidic device that utilizes microorganisms as exploratory problem-solving agents.The following chapters introduce the aforementioned dual-phone system, which uses a phone camera with an external lens for imaging, to achieve a spatial resolution of at least 2 μm, and a large field-of-view of 3.6 × 2.7 mm.For illumination, it uses the screen of another phone to project multi-modal illumination patterns, including but not limited to brightfield, dark-field, Rheinberg illumination, point illumination, fluorescence, and differential phase contrast.Put together, this illumination-imaging system forms a novel, inexpensive, compact, portable, and versatile microscope for use in low-resource environments.It could be used in research, medical, educational, and environmental settings for both qualitative and quantitative imaging of cells, microorganisms, and other micron-sized objects.The adaptability of phone screen illumination allows it to be further integrated into lens-free imaging platforms, as well as conventional microscopes.V. Nicolau, for providing me with this great opportunity to learn, grow, and prove to them and to myself how fulfilling the fruit of perseverance and hard work can be.When days were rough, you helped guide me back onto the right path and regain my discipline.For that, and for your invaluable mentorship, I thank you.Additionally, I would also like to thank my co-supervisor, Sylvain Martel, and my Ph.D. committee members for their precious guidance on my work and future steps.Lastly, I would like to express my gratitude towards the Faculty of Engineering

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,008
Score d'incertitude au seuil0,026

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0080,003

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,038
Tête enseignante GPT0,331
Écart entre enseignants0,293 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2021
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