Imágenes en la punta de una saeta – ScienceDaily

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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 codificada al pasar a través de una sola hebra delgada de fibra óptica. Estas fibras ultradelgadas 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, las células solo se pueden ver después de que se hayan extraído del cuerpo y se hayan colocado bajo un microscopio.

El problema es que no podemos mirar directamente a través de las fibras ópticas, ya que eliminan 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 usando esta información de calibración como clave para descifrar las imágenes de la luz encriptada. A principios de este año, el Dr. Phillips ha desarrollado una forma de medir esta clave extremadamente rápido, en colaboración con investigadores de la Universidad de Boston en los Estados Unidos 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 el uso 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 rastrear cómo cambia la clave de reordenamiento de imágenes mientras la fibra está en uso. Esto proporciona una forma de mantener imágenes de alta resolución incluso cuando se flexiona un microendoscopio de fibra única. Los investigadores lograron esto tomando prestado un concepto utilizado en astronomía para ver a través de la turbulencia atmosférica y aplicándolo para mirar a través de fibras ópticas. El método se basa en una “estrella guía”, que en su caso es una pequeña partícula fluorescente brillante al final de la fibra. La luz de la estrella guía codifica cómo cambia la clave cuando la fibra se dobla, asegurando así que la imagen no se interrumpa.

Este es un avance clave en el desarrollo de endoscopios flexibles ultrafinos. Dichos 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 las profundidades del cuerpo un paso más cerca de la realidad y ayude a traducir esta 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 en el Reino Unido, el European Research Council y el Chinese Scholarship Council.

Fuente de la historia:

Materiales proporcionados por Universidad de Exeter. Nota: el contenido se puede cambiar por estilo y longitud.

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