Los científicos han desarrollado una nueva técnica que podría revolucionar los procedimientos de imágenes médicas que utilizan luz.
Un equipo de físicos, dirigido por el Dr. David Phillips de la Universidad de Exeter, ha sido pionero en una nueva forma de controlar la luz que ha sido alterada al pasar a través de una sola hebra fina de fibra óptica. Estas fibras ultrafinas son muy prometedoras para la próxima generación de endoscopios médicos, ya que permiten obtener imágenes de alta resolución en el interior del cuerpo con la punta de una aguja.
Los endoscopios convencionales tienen milímetros de ancho y resolución limitada, por lo que no se pueden utilizar para inspeccionar células individuales. Las fibras ópticas individuales son aproximadamente 10 veces más estrechas y pueden permitir imágenes de resolución mucho más alta, lo suficiente para examinar las características de las células individuales directamente dentro del tejido vivo. Normalmente, solo es posible ver las células una vez que se han extraído del cuerpo y se han colocado en un microscopio.
El problema es que no podemos mirar directamente a través de fibras ópticas, ya que mezclan la luz enviada a través de ellas. Este problema se puede resolver calibrando primero una fibra óptica para comprender cómo difumina las imágenes y luego utilizando esta información de calibración como clave para descifrar las imágenes de la luz codificada. A principios de este año, el grupo del Dr. Phillips desarrolló una forma de medir esta clave extremadamente rápido, en colaboración con investigadores de la Universidad de Boston en los EE. UU. Y el Instituto Liebniz de Tecnologías Fotónicas en Alemania. [paper: Compressively sampling the optical transmission matrix of a multimode fibre, published in Light: Science and Applications, April 21st 2021].
Sin embargo, la clave medida es muy frágil y cambia fácilmente si la fibra se dobla o retuerce, lo que hace que la implementación de esta tecnología en entornos clínicos reales sea actualmente muy desafiante. Para superar este problema, el equipo de Exeter ha desarrollado una nueva forma de realizar un seguimiento de cómo cambia la clave de descodificación de la imagen mientras la fibra está en uso. Esto proporciona una forma de mantener imágenes de alta resolución incluso cuando se flexiona un microendoscopio basado en una sola fibra. Los investigadores lograron esto tomando prestado un concepto utilizado en astronomía para ver a través de la turbulencia atmosférica y aplicarlo para mirar a través de fibras ópticas. El método se basa en una ‘estrella guía’, que en su caso es una pequeña partícula de fluorescencia brillante en el extremo de la fibra. La luz de la estrella guía codifica cómo cambia la clave cuando la fibra se dobla, lo que garantiza que la imagen no se interrumpa.
Este es un avance clave para el desarrollo de endoscopios ultrafinos flexibles. Estos dispositivos de formación de imágenes podrían usarse para guiar las agujas de biopsia al lugar correcto y ayudar a identificar las células enfermas dentro del cuerpo.
El Dr. Phillips, profesor asociado en el departamento de Física y Astronomía de la Universidad de Exeter, dijo: “Esperamos que nuestro trabajo lleve la visualización de los procesos subcelulares en el interior del cuerpo un paso más cerca de la realidad, y ayude a traducir esto”. tecnología del laboratorio a la clínica “.
El último trabajo es en colaboración con investigadores del Instituto Liebniz de Tecnologías Fotónicas en Alemania y el Instituto de Instrumentos Científicos de Brno en la República Checa. El proyecto fue posible gracias a la financiación de la Royal Academy of Engineering y la Royal Society del Reino Unido, el European Research Council y el Chinese Scholarship Council.
Fuente de la historia:
Materiales proporcionados por Universidad de Exeter. Nota: El contenido puede editarse por estilo y longitud.
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