Lexique

Aberration : Défaut de correction du système optique.

Aberration chromatique : Due à la dispersion de la lumière par les lentilles, elle donne des images colorées décalées en taille et en position. Erreur de construction optique provoquée par la réfraction différente des rayons lumineux de diverses longueurs d’ondes sur une lentille.

Aberration sphérique : Due à la focalisation différente produite par le centre et les bords des lentilles. Erreur de construction optique provoquée par la distance différente des rayons lumineux paraxials de même longueur d’onde que celle de l’axe optique.

Achromatique : Correction d’aberration d’un système optique en fonction de plusieurs longueurs d’ondes.

Airy : Voir PSF.

Aliasing : Erreur de construction générée par un taux de balayage trop faible par rapport à la fréquence du signal.

3D. Anti-aliasing : Également appelé anticrénelage en français, procédé utilisé pour adcoucir les contours d’un objet afin d’éviter les inesthétiques effets d’escalier, notamment sur les diagonales.

3D.Alpha blending : Effet qui permet de donner une transparence aux pixels d’un objet afin de laisser apparaître une texture en dessous. 

AOTF (Acousto-optical Tunable Filter) : Filtre acousto-optique réglable. Il s’agit d’un cristal transparent  optiquement avec lequel on peut sélectionnet et régler en continu l’intensité et la longueur d’onde de la lumière incidente. Dans le cristal, qui comprend un composant biréfringent de dioxyde de Tellurium, un champ à ondes ultrasonores (acoustiques), dont la longueur d’onde peut-être réglée à volonté est produit. Un transducteur piézo-électrique envoie dans le cristal des vibrations acoustiques perpendiculairement au champ d’ondes ultrasonores et la lumière incidente se diffracte comme un quadrillage.

AOBS (Acousto-optical Tunable Filter) : Filtre dichroïque opto-acoustique accordable. Système électro-optique utilisé comme miroir dichroïque permettant l’entrée d’un faisceau laser et en  retour la transmission de signaux émis par l’échantillon vers les détecteurs (en microscopie). 

Aplanétique : Système de lentilles dont la sphéricité est corrigée pour donner une image plane.

Apochromate : Classe de correction d’un objectif. Pour les objectifs de ce type, l’aberration chromatique est corrigée pour les trois longueurs d’onde (450, 550 et 650 nm pour la plupart).

Autofluorescence : Génération de fluorescence non spécifique due à des métabolites endogènes et/ou des composés inorganiques ou organiques fluorescents présents dans les tissus biologiques. Les sources les plus fréquentes sont les flavines, les nucléotides (FAD, FMN), la vitamine B, les nucléotides pyridine réduits (NADH, NADP), les acides gras, les cytochromes, les prophyrines, les pigments lipofuscine, la sérotonine et les catécholamines ainsi que de la chlorophylle (rouge) et la lignine (verte) chez les plantes.

Axe optique : Axe passant par le centre des dioptres.

Bertrand : La lentille de Bertrand placée dans le tube, ou à la place d’un oculaire, permet d’observer l’image formée dans le plan focal arrière de l’objectif.

BiFC : Bimolecular Fluorescence Complementation. Technique basée sur la complémentation de deux fragments non fluorescents d’une proteine fluorescente. 

Binarisation : Extraction d’une image binaire par un procédé de seuillage à partir d’une image à niveaux de gris.

Blanchiment : (bleaching = photo-bleaching ou photo-blanchiment ou photo-dégradation). Destruction irréversible de colorants fluorescents par un éclairage intensif. En cas d’excitation avec une intensité trop élevée, les molécules de colorants peuvent passer par intercroisement d’un état de singulet à un état de triplet.

Brillance : Intensité lumineuse par unité de surface. La brillance détermine la luminosité de l’image produite par un microscope. La brillance dépend de la capacité de l’objectif à cencentrer la lumière (proportionnelle au carré de l’ON et inversement proportionnelle au carré du grandissement latéral ).

3D.Bump mapping : effet appliqué à une texture plane pour simuler un relief.

CALI : Chromophore-Assisted Laser Inactivation. Photo-ablation assistée par chromophore: technique mettant en oeuvre un anticorps couplé à un chromophore (Malachite green par exemple). Suite à l’effet d’un laser, les radicaux libres produits par ce chromophore inactivent par peroxydation toute protéine dans un rayon de quelques dizaines de nm.

Cadre (frame) : Un cadre correspond à un enregistrement d’une coupe individuelle.

CARS : (Coherent Anti-Stockes Raman Scattering). Cette technique de microscopie est basée sur les propriétés vibrationnelles des molécules, sans nécessité d’exciter des molécules à l’aide d’une source lumneuse. En pratique, des lasers pulsés infra-rouge provenant de deux sources différentes sont envoyés sur un specimen qui sera scanné dans le plan axial et latéral. Les pulses sont séparés en fréquence selon le mode vibrationnel moléculaire choisi et vont générer un nouveau faisceau qui a une longueur d’onde inférieure aux faisceaux incidents au niveau du plan focal de l’objectif. Ce faisceau produit un profil de concentration de la molécule cible et permet la construction d’une image 3D du specimen. 

CCD : (Charge Coupled Device). TYpe de caméra qui utilise une matrice de silicium photosensible qui convertit les photons en charge dans des puits avant transfert de ces charges en chaîne et conversion en signal numérique. Un refroidissement améliore le bruit. Ce capteur est caractérisé par le nombre de pixels, la profondeur des puits de potentiel et le nombre de bits de conversion. Le regroupement de plusieurs pixels (binning) fait varier la sensibilité mais au détriment de la résolution.  

CMOS : (Complementary Metal Oxide Semiconductor). Type de caméra qui utilise une puce lasse de correction d’un objectif. Pour les objectifs de ce type, l’aberration chromatique est corrigée pour les trois longueurs d’onde (450, 550 et 650 nm pour la plupart).

3D.Clipping : Cette technique consiste n’a afficher que les éléments d’une scéne contenus à l’intérieur d’un certain volume. Utilisée en animation 3D (jeux) en temps réel pour éviter que le processeur ne gaspille des ressources à calculer des objets et décors éloignés, donc imperceptibles à l’affichage.

Colocalisation : Deux objets présentant des coordonnées spatiales identiques dans la limite du pouvoir de résolution du systéme utilisé. 

Condenseur : Permet de réaliser une N.A voisine de celle de l’objectif et un éclairement uniforme du champ d’observation.

Contraste de phase : Technique qui transforme les différences d’ordre de marche (phase) des ondes électromagnétiques introduites par l’échantillon en une différence d’amplitude (intensité). 

Contraste interférentiel : (Differential Interference Contrast, DIC à la mode Nomarski, Hoffman ou PlasDIC). Technique qui consiste à introduire et à analyser une différence de phase de deux trains d’ondes polarisés et qui est proportionnelle à l’épaisseur et aux indices de réfractions de l’échantillon.

Courbure de champ : Se manifeste par une déformation géométrique de l’image lorsqu’un point est décalé par rapport à l’axe optique c’est-à-dire fournit deux images dont les surfaces ont des courbures différentes.

Cross-talk : (Bleed-through). Passage de l’émission de fluorescxence dans un canal de détection non approprié.

Dark charge : d’une caméra CCD. Produit par des charges générées par la température. Il n’y a aucun moyen de différencier cette « charge noire » de celle générée par le signal. Le bruit de fond du signal peut être soustrait, mais pas la « charge noire ».

Déconvolution : Traitement d’image basé sur des algorithmes de convolution inverse appliqués à une pile d’images acquises selon l’axe optique z afin d’améliorer le rapport signal sur bruit des images. 

Détectabilité : Détermine le plus petit signal qui peut être discerné d’un bruit associé dans l’acquisition d’un signal.

Dichroïque : Les filtres sont des filtres d’interférence pour un angle d’incidence de la lumière de 45°. La transmitivité ou la reflexivité des dichroïtes doubles dépend d’une ou de plusieurs longueurs d’onde de la lumière fixes (multi-dichroïques). Pour une dichroïte double DD 488/568 par exemple, la lumière d’excitation est réfléchie à 488 et 568 nm et transmise au delà de ces valeurs.

DIFM : Digital Imaging Fluorescence Microscopy.

Diffraction : A cause de sa nature ondulatoire, la lumière ne suit pas les règles de l’optique géomètrique et ne se propage pas de façon rectiligne. Elle est diffractée par un objet de petites dimensions (une fente) ce qui provoque la formation de franges autour de l’image à cause des interférences des rayons diffractés.

Disque d’Airy : Il s’agit du cercle interne clair de l’image diffractée composée d’une source de lumière ponctuelle. Ce cercle est entouré d’anneaux de diffraction alternativement fonçés et clairs.

Diffraction : Lorsque la lumière rencontre un obstacle à sa propagation qui change sa phase ou son amplitude, elle est dite diffractée.

Diffusion : Propagation dans différentes directions.

Distance focale : Distance entre le centre de la lentille et le foyer image.

Distance de Travail : Aussi appelée distance frontale, désignée par WD (Working distance). Il s’agit de l’espace qui sépare la face supérieure de la lamelle et la face inféreieure de la lentille frontale de l’objectif, quand la mise au point est réalisée sur un objet touchant la face inférieure d’un couvre-objet de 0.17 mm d’épaisseur.

Fading : Diminution exponentielle lente et progressive de l’intensité de fluorescence. Atténué par * des réactifs antifadings (Slow Fade) * réduction de la lumière d’excitation * caméra CCD faible niveau de lumière. Ce terme s’applique plus précisemment pour décrire une baisse d’ l’intensité de fluorescence lorsque des préparations ont été stockées puis réobservées (voir photobleaching).

FCS : (Fluorescence Correlation Spectroscopy ). Technique de spectroscopie mesurant le temps de diffusion des molécules fluorescentes en solution ou dans un volume minime et la corrélation (association) des différentes particules.

3D.Filtrage anisotropique : Procédé permettant dans un souci de réalisme de réduire de façon progressive le niveau de détail d’un objet en fonction de son éloignement par rapport au premier plan de la scène.

Filtre neutre : Ce sont des petites plaques de verre partiellement recouvertes d’un miroir. Ils servent à répartir le trajet optique indépendamment de la longueur d’onde. Pour un filtre neutre RT 30/70 par exemple, 30% de la lumière d’excitation sont réfléchis et 70% sont transmis.

Filtre numérique : Il se compose d’une régle de calcul, selon laquelle des données d’image pauvent être modifiées. Pour les filtres, on essaie toujours d’éloigner des composantes d’images parasites.

FLIM : Fluorescence Lifetime Imaging. Technique d’imagerie qui consiste à mesurer la durée de vie des états excités précurseurs de la fluorescence (pico à nanosecondes).

Fluorescence : Il s’agit de l’émission par certains composés chimiques (fluorochromes) d’un rayonnement dit de fluorescence lorsque les molécules sont soumises à un rayonnement d’excitation. La longueur d’onde de la fluorescence émise est toujours supérieure à la longueur d’onde incidente. Le phénomène ne se produit que pendant l’action du rayonnement d’excitation.

Fluor (objectif au fluor, fluorite…) : Classe de correction d’un objectif. Les objectifs fluor sont semi-apochromatiques c’est-à-dire qu’ils se trouvent entre les achromates et les apochromates au niveau de la correction.

Foyer image : Point de convergence de rayons parallèles à l’axe de la lentille.

FRET : Fluorescence Resonant Energy Transfert ou Förster.  

FRP : Fluorescence Photobleaching Recovery   

FRAP – FLIP : (Fluorescence Redistribution After Photobleaching). Après photo-destruction du fluorophore, la technique de FRAP permet la visualisation de la réappartion de la fluorescence vers la zone photoblanchie. Le FLIP utilise un rayonnement laser en continu afin d’éteindre complétement la fluorescence du compartiment contigu. 

Grandissement de l’objectif : Le grandissement transversal de l’objectif est définit comme le rapport A’B’ / AB, où AB est la taille de l’objet et A’B’ la taille de l’image de cet objet à travers l’objectif.

Grossissement du microscope : Il s’agit du produit du grandissement transversal de l’objectif par le grandissement de l’occulaire.

Isotrope : Dont les propriétés physiques sont les mêmes dans toutes les directions.

Limite de séparation : Valeur pour laquelle le contraste de l’image donnée par un microscope parfait est nul. Donné par P= l/2n sina. Avec 1/P la fréquence spatiale.

LTS : Voir modèle LTS

Lumière polarisée : La lumière naturelle vibre de façon aléatoire dans toutes les directions au cours de sa propagation. La lumière est polarisée quand elle vibre salon une direction privilégiée.

Luminescence : Emission de photons d’états électroniquement excités.

LUT : Look Up Table (Table de correspondance).

Micoscope à contraste de phase : (à une seule onde dédoublée). Un artifice d’éclairage permet de séparer l’onde incidente en deux faisceaux, l’un modifié par l’objet, l’autre modifié par lui. C’est par recombinaison interférente de ces deux faisceaux, l’un ayant été convenablement déphasé par rapport à l’autre, que l’on obtient l’image finale.

Microscope interférentiel : Au niveau du système d’éclairage, avant la traversée de l’objet, des systèmes optiques (variés suivant les constructeurs) dédoublent le faisceau incident en 2 faisceaux proches l’un de l’autre, et ce dédoublement est en général variable au gré de l’opérateur. Un second système optique, symétrique du premier, mais situé après l’objet, recompose les 2 faisceaux en les faisant interférer pour construire l’image.

Modèle LTS : Le modèle LTS (Luminance Teinte Saturation) se rapproche de la définition physique de la couleur. La teinte (couleur) est déterminée par la longueur d’onde des photons, la luminance représente l’intensité ou nombre de photons et la saturation représente la pureté de la lumière (monochromacité).

Modèle RGB : Toute  les couleurs visibles et leurs nuances peuvent être décrites par la combinaison de trois composantes rouge, verte et bleue en proportion variable (RGB). Le modèle RGB présente des inconvénients pour réaliser des mesures en colorimétrie, en particulier dues au recouvrement des composantes.

NA : Numerical Aperture (Ouverture Numérique de l’objectif, ON). sin(a) où a est le plus grand angle qu’un rayon puisse former avec l’axe optique pour pouvoir pénétrer dans l’ouverture de l’objectif. La plus petite distance qui peut être vue séparément par l’objectif est donnée par : 0,5l/nsina pour un condenseur entièrement ouvert.
L’ON détermine la résolution spatiale et axiale ainsi que la luminosité de l’image.

Objet d’amplitude : Quand les détails d’une préparation sont seulement caractérisés par des différences d’opacité ou de couleurs.

Objet de phase : Objets caractérisés par des variations de l’indice de réfraction – Transparents.

ON : Ouverture numérique (voir NA)

OTF : Optical Transfert Function (Fonction de Transfert Optique). Expression mathématique décrivant le rapport entre la sortie et l’entrée d’un système optique. L’OTF est la transformée de Fourrier de la PSF.

Photobleaching : Destruction irreversible permanente (photodégradation) de la molécule fluorescente par une conversion induite par la lumière du fluorophore en un composé chimique non fluorescent sous irradiation. Ce processus nécessite de la lumière et l’O2 moléculaire pour la plupart des sondes fluorescentes. (voir fading et photoblanchiment).

Pixel : Picture Element. Un pixel est le plus petit élément d’image indivisible dans un système à deux dimensions.

3D. Pixel shaders : Technique d’ombrage de pixels qui permet de modifier leur couleur et celle des objets mais aussi leurs caractéristiques de relief, de transparence, d’absorption et de réflexion de la lumière. (voir vertex shaders)

Pléochroïsme : Variations de colorations particulières aux corps biréfringents colorés et produites, non plus par interférence, mais par absorption inégale des rayons polarisés suivant diverses directions dépendant de la constitution de l’objet.

Polarisation de fluorescence : Une excitation polarisée de molécules sondes n’est possible que pour des molécules ayant des positions spatiales données par rapport à l’excitation. Si la molécule est dans un milieu rigide, l’émission sera anisotrope; au contraire dans un milieu infiniment fluide, la molécule pourra prendre une orientation quelconque. Entre les 2, une dépolarisation intermédiaire, sensible à la « fluidité » du milieu peut être obtenue et corrélée à celle-ci.

Profondeur de champ : Distance qui sépare en suivant l’axe optique (axe de l’observation) les parties extrêmes de l’objet, nettes sans variation mécanique de la mise au point (focalisation du microscope). Il s’agit en fait de la distance de deux points de l’axe tels que leurs images soient toutes deux acceptables.
ex: pour des objectifs 100x (ON = 1.35) et 60x (ON = 1.2) à 530 nm, la profocdeur de champ est respectivement de 0.16 µm et 0.18 µm.
 
PSF : Point Spread Function (Réponse impulsionnelle Optique). Réponse d’un système optique à une source ponctuelle de lumière. La PSF est la transformée de Fourier inverse de l’OTF, et représente la tâche d’Airy.

Réflexion : Un rayon réfléchi est un rayon se réfléchissant sur une surface. L’angle de réflexion est égal à l’angle d’incidence.

Réfraction : Il ya réfraction lorsqu’un faisceau lumineux se propageant dans un milieu optique passe dans un autre en changeant de direction.

  • Réfringent : qui réfracte la lumière
  • Biréfringent :  qui réfracte la lumière selon deux angles différents.

Résolution : D’un système microscopique, en pixels/micron, selon le critère de Rayleigh. Donné par R=NA/0,6.l pour un système illuminé de manière monochromatique, incohérent. Distance minimale requise entre deux objets pour qu’ils apparaissent distincts (1,22 l/2. ON)
La qualité première d’un objectif est le pouvoir résolvant (rendre visible les détails les plus fins)
ex: pour des objectifs 100x (ON = 1.35) et 60x (ON = 1.2) à 530 nm, la résolution est respectivement de 0.24 µm et 0.27 µm.

RGB : voir modèle RGB

ROI (Region of Interest) : Une ROI comprend une région sur laquelle sera effectuée une exploitation de mesure.

Segmentation : Représentation condensée d’une image pour obtenir une réduction pertinente de l’information contenue dans l’ensemble des pixels ou des voxels.

Shading : Réponse de l’intensité en fonction de la position spatiale dans l’image. Effet d’une illumination non-uniforme.

Sonde : Marqueur d’un système biologique, considéré comme une molécule, petite par rapport au système, et fournissant des informations sur son environnement.

SNR : Signal Noise Ratio (Rapport Signal sur Bruit). S se réferant au signal incident entrant, N se réferant au bruit associé à cette mesure. S/N définit la précision de la mesure plutôt que la réponse du détecteur.

Stokes : Déplacement de Stokes (shift). Différence spectrale entre le maximum d’excitation et le maximum d’émission d’un fluorochrome.

Transfert d’énergie : Processus non radiatif. Se produit entre 2 chromophores séparés par une distance de 10 Å et quand le spectre de fluorescence du donneur chevauche le spectre d’absorption de l’accepteur.

3D.Vertex shaders : Système d’ombrage des sommets utilisé pour déformer des objets complexes tels que les tissus, la surface de l’aeu ou la peau d’un visage.

Voxel : Volume Element. Un Voxel est le plus petit élément de volume indivisible dans un système à trois dimensions.