MICROSCOPIA COMPARATIVA DIGITALE 3D

Stato dell’arte dei sistemi ottici di acquisizione, analisi e comparazione in ambito forense

In ambito forense si richiede spesso l’impiego del microscopio per osservazioni di dettaglio dei reperti, nonché analisi, misure e particolari procedure di comparazione.

La microscopia comparativa tradizionale prevede l’uso di una doppia testa ottica di ripresa e un “beam–splitter” che convoglia due percorsi ottici in un unico gruppo di osservazione binoculare consentendo la visualizzazione contemporanea di due reperti, l’accostamento delle loro immagini e la loro comparazione visiva.

Altri strumenti ottici rispondono singolarmente alle varie esigenze applicative, (sistemi di acquisizione macro, colposcopi, microscopi stereoscopici, metallografici, biologici, elettronici, etc.).

Per memorizzare le immagini e produrre report fotografici, tutti questi sistemi sono mediamente dotati di uscita ottica per l’adattamento di fotocamere e/o telecamere digitali; tale adattamento, il più delle volte penalizza la risoluzione, contrasto, nitidezza e brillantezza delle immagini ottenute su monitor o supporto cartaceo, rispetto alla loro qualità visibile agli oculari di osservazione.

La movimentazione dei reperti da uno strumento all’altro non consente inoltre, laddove sarebbe necessario, di conservare determinati riferimenti, con conseguente perdita della possibilità di correlazione dei dati (per es. dimensionali, colorimetrici, morfologici…)

I reperti da esaminare/confrontare sono normalmente collocati in luoghi diversi, di conseguenza è necessario provvedere alla loro spedizione da un luogo all’altro, a volte con problematiche di sicurezza per il trasporto e conseguente prolungamento dei tempi di avviamento della perizia.

Mediamente, con la strumentazione di vecchia generazione sono inoltre necessarie lunghe operazioni di movimentazione dei reperti in esame e dei dispositivi di regolazione dello strumento utilizzato (per risolvere ad es. problematiche di inquadratura, profondità di campo, allineamento, angolo di incidenza dell’illuminazione, etc.. e le relative operazioni sequenziali, eseguite manualmente, non sono normalmente memorizzabili e riproducibili per essere utilizzate in comparazioni e analisi successive.

Le immagini acquisite con gli strumenti tradizionali sono solitamente bi-dimensionali, spesso sufficienti per l’accertamento richiesto, a volte incomplete e comunque poco definite poiché a causa dell’elevato ingrandimento alcune porzioni dell’immagine risultano sfocate.

L’interpretazione dei risultati è mediamente qualitativa e affidata alla valutazione soggettiva degli operatori in quanto per la loro validazione è ritenuta sufficiente una adeguata documentazione fotografica.

Ovviamente, tale procedura, seppure normalmente accettata per l’accertamento di una prova, essendo comunque affetta da una intrinseca probabilità di errore nella valutazione personale dei risultati sarebbe resa sicuramente più oggettiva qualora confortata da misure dimensionali, in special modo in taluni casi ove si confrontano materiali con caratteristiche fisico-chimiche simili se le superfici che presentano disomogeneità superficiali venissero misurate tridimensionalmente (p.es. nei toolmark ove si rende spesso necessario conoscere la profondità di solchi e incisioni).

Allo stato attuale comunque , determinate misurazioni non vengono effettuate unicamente a causa di limiti strumentali dei mezzi utilizzati, che nella gran parte dei casi non consentono l’analisi quantitativa delle immagini, in particolare di oggetti aventi superfici che presentano diversi livelli di altezza.

La soluzione globale di tali problematiche sarebbe in effetti rappresentata da strumentazione modulare interfacciabile in modo diverso in funzione delle necessità operative, con adeguata risoluzione ottica e con funzioni di acquisizione, misura, elaborazione di oggetti diversi.

Inoltre sarebbe utile che tale strumentazione fosse interfacciabile alla rete internet, non solo per consultazione ma anche per comandi a distanza …

L’optimum sarebbe infine rappresentato dall’impiego di cinematismi che aiutassero l’operatore a ridurre i tempi operativi … e che fosse possibile salvare immagini e dati da confrontare “quantitativamente” in tempi successivi con altri reperti .

I vantaggi dell’utilizzo di una “workstation” digitale informatica  e telematica di video macro/microscopia 3D

Il sistema opto-elettronico Hirox viene definito per convenzione un “videomicroscopio”, in quanto costituito, nella configurazione di base, da una telecamera, un obiettivo, un illuminatore integrato ed una unità di controllo.

In effetti tale definizione è alquanto riduttiva e impropria data la notevole flessibilità, l’estrema modularità otticomeccanica, l’esteso range di ingrandimenti possibili (da 1:1 a 7000X), l’ottica precalibrata, il variatore zoom, l’acquisizione e misura 3D (risoluz. 0,05 micron), l’impiego nello spettro visibile e UV (per osservazioni in fluorescenza) ed altre determinanti funzioni dello strumento che lo rendono impiegabile in molteplici casi ove sarebbe di volta in volta richiesto l’impiego di telecamere ambientali, webcam, microscopi ottici, microscopi elettronici e laser scanner 3D di alta precisione.

Nel panorama dei sistemi di acquisizione immagini, Hirox rappresenta infatti, da solo, grazie ai numerosi accessori ed alle innumerevoli funzioni , il superamento di molti limiti applicativi di ciascuno dei sistemi ottici ed elettronici sopramenzionati, nonché una maggiore versatilità e possibilità di impiego dato il suo disegno costruttivo.

Il corpo dello strumento è infatti staccabile dallo stativo da banco e utilizzabile “in situ” anche con il palmo di una mano, su tripodi , supporti brandeggiabili, etc., per acquisizione / memorizzazione di immagini statiche e dinamiche e misura microstrutturale della superficie di oggetti di qualsiasi natura e dimensione e in qualsiasi posizione: orizzontale, verticale, obliqua, sovrattesta..etc.. L’ottica a visione assiale, obliqua e laterale dotata di dispositivi a prisma e specchi rotanti (patented) e l’asse di messa a fuoco motorizzato (con funzione di multi-focus-adjusting) consentono l’acquisizione e la comparazione di immagini da qualsiasi angolazione e la visione di oggetti tridimensionali annullando i limiti di messa a fuoco e di profondità di campo tipici di qualsiasi altro tipo di microscopio.

La telecamera, gli obiettivi e gli illuminatori integrati e concepiti come unico disegno otticomeccanico consentono la visualizzazione di immagini digitalizzate sul monitor, esenti da aberrazioni e con nitidezza, luminosità, contrasto e fedeltà colorimetrica impareggiabili.

Qualora corredato di una buona dotazione degli accessori ottico-meccanici-elettronici disponibili e di una adeguata configurazione informatica, lo strumento diventa una vera e propria “workstation modulare” provvedendo “tools” di sicuro supporto al Perito per affrontare e risolvere moltissime problematiche in ambito forense sia su reperti localmente disponibili che remoti (via telematica):

• Indagini comparative balistiche 3D

• Comparazione “live” assiale e angolata di segni distintivi su bossoli e proiettili, analisi 3D di depositi stratificati, residui di sparo, impronte..etc.;

• Analisi 3D delle traiettorie

• Determinanzione dell’angolo di provenienza di proiettili, macchie di sangue, utensili, etc.

• Toolmarks

• Comparazione di striature e segni distintivi tra un utensile ed un oggetto tagliato.., misura della profondità e angolo delle incisioni, etc.

• Analisi 3D del falso documentale: Determinazione della sequenza temporale di tratti sovrapposti, misure di profondità di abrasioni, falsificazioni …,

• Medicina legale: sovrapposizione immagini 3D di parti anatomiche, analisi di lesioni, analisi morfologica di di macchie di sangue, etc.

• Botanica: analisi morfologica e conteggip di granelli di polline, spore, etc

• Biologia: Esame morfologico e dimensionale, comparazione 3D di capelli e materiale pilifero / insetti / piante / microorganismi)

• Merceologia: esame di carta, stoffa, vernici…

• Droghe : Memorizzazione 3D dei reperti, classificazione e comparazione morfologica

I dispositivi di movimentazione dei reperti possono essere di tipo manuale, motorizzato o completamente automatico in autoapprendimento dei movimenti dell’operatore. Le immagini (statiche e/o dinamiche) possono essere salvate in un DataBase contenente i dati dimensionali della microstruttura superficiale dei reperti esaminati .