Sviluppo di un’applicazione per l’analisi degli Spettri Raman

Il tirocinio si è svolto da Maggio2025aSettembre2025pressol’areadiricercadiPisadelConsiglio Nazionale delle Ricerche (CNR) sotto la guida dell’Istituto di Scienza e Tecnologie dell’Informa zione (ISTI-CNR) in collaborazione con l’Istituto di Biofisica (IBF-CNR). Il progetto nasce nell’ambito dello sviluppo di una nuova tecnica diagnostica in campo on cologico basato sulla spettroscopia Raman da parte del NanoBioT lab di IBF-CNR, un settore che sta suscitando crescente interesse per le potenziali applicazioni in campo medico. Questa tecnica sfrutta l’illuminazione laser su tessuti istopatologici per rilevare l’intensità di luce diffusa dalle molecole; l’analisi delle curve ottenute, chiamate “spettri Raman", si è dimostrata molto utile per l’identificazione dei tumori nei tessuti associati. Per individuare le zone del tessuto potenzial mente ricche di informazioni dove avviare acquisizioni spettrali, le cosiddette “zone di interesse", vengono usati dei campioni trattati chimicamente che assumono una colorazione artificiale. La spettroscopia Raman purtroppo non può essere eseguita direttamente su campioni con colorazio ne perché il laser danneggerebbe il tessuto a causa del surriscaldamento indotto dalle sostanze chimiche. Per ovviare a tale inconveniente si utilizzano due sezioni adiacenti dello stesso tes suto, molto simili tra loro in bordi e forme, di cui solo una trattata chimicamente. Individuare una corrispondenza precisa tra il campione non trattato e quello colorato assume un ruolo par ticolarmente importante nella ricerca perché permette la progettazione di acquisizioni Raman dettagliate e mirate. Questa associazione attualmente viene effettuata visivamente da operatori esperti e presenta notevoli difficoltà a causa dei bordi simili e frastagliati e delle diverse rotazioni con cui le sezioni vengono apposte sui vetrini. L’attività di tirocinio ha avuto come obiettivo primario quello di sviluppare un software capa ce di calcolare il matching ottimale tra due sezioni adiacenti della stessa massa di tessuto. Con il termine matching si intende la procedura di associazione tra le due sezioni. Tale procedura viene ottenuta calcolando le matrici di traslazione e la rotazione che consentano di sovrapporre in modo ottimale una delle due sezioni, non sottoposta a colorazione, con l’altra, colorata con ematossili na ed eosina (H&E). Il software prevede l’utilizzo della libreria di computer vision OpenCV e la capacità di interagire con il microscopio in maniera efficiente per automatizzare questo processo e fornire risultati immediati e precisi all’operatore. Inoltre l’applicazione prevede l’implementa 3 zione di un’interfaccia grafica che ne consenta il semplice utilizzo anche ad operatori con scarse conoscenze informatiche.