Los investigadores han desarrollado un nuevo endoscopio autocalibrado que produce imágenes en 3D de objetos más pequeños que una sola celda. Sin una lente ni ningún componente óptico, eléctrico o mecánico, la punta del endoscopio mide solo 200 micras de ancho, aproximadamente el ancho dealgunos cabellos humanos retorcidos juntos
Como una herramienta mínimamente invasiva para las características de imágenes dentro de los tejidos vivos, el endoscopio extremadamente delgado podría permitir una variedad de aplicaciones médicas y de investigación. La investigación se presentará en la conferencia Frontiers in Optics + Laser Science FIO + LS, celebrada en septiembre15-19 en Washington, DC, EE. UU.
Según Juergen W. Czarske, director y profesor de C4 en TU Dresden, Alemania y autor principal del artículo: "El endoscopio de fibra sin lente es aproximadamente del tamaño de una aguja, lo que le permite tener un acceso mínimamente invasivo y alto contrasteimágenes así como estimulación con una calibración robusta contra la flexión o torsión de la fibra ". El endoscopio probablemente sea especialmente útil para la optogenética: enfoques de investigación que utilizan la luz para estimular la actividad celular. También podría resultar útil para monitorear células y tejidosdurante los procedimientos médicos, así como para las inspecciones técnicas.
Un sistema de autocalibración
Los endoscopios convencionales usan cámaras y luces para capturar imágenes dentro del cuerpo. En los últimos años, los investigadores han desarrollado formas alternativas de capturar imágenes a través de fibras ópticas, eliminando la necesidad de cámaras voluminosas y otros componentes voluminosos, lo que permite endoscopios significativamente más delgados. A pesar de su promesaSin embargo, estas tecnologías adolecen de limitaciones como la incapacidad de tolerar las fluctuaciones de temperatura o la flexión y torsión de la fibra.
Un obstáculo importante para hacer que estas tecnologías sean prácticas es que requieren procesos de calibración complicados, en muchos casos mientras la fibra recolecta imágenes. Para abordar esto, los investigadores agregaron una placa de vidrio delgada, de solo 150 micras de grosor, a la punta de unhaz de fibra coherente, un tipo de fibra óptica que se usa comúnmente en aplicaciones de endoscopia. El haz de fibra coherente usado en el experimento tenía unas 350 micras de ancho y constaba de 10.000 núcleos.
Cuando el núcleo central de fibra se ilumina, emite un haz que se refleja en el haz de fibras y sirve como una estrella guía virtual para medir cómo se transmite la luz, conocida como la función de transferencia óptica. La función de transferencia óptica proporcionadatos cruciales que utiliza el sistema para calibrarse sobre la marcha.
Mantener la vista enfocada
Un componente clave de la nueva configuración es un modulador de luz espacial, que se utiliza para manipular la dirección de la luz y permitir el enfoque remoto. El modulador de luz espacial compensa la función de transferencia óptica y las imágenes en el haz de fibras.la luz del haz de fibra se captura en la cámara y se superpone con una onda de referencia para medir la fase de la luz.
La posición de la estrella guía virtual determina el enfoque del instrumento, con un diámetro de enfoque mínimo de aproximadamente un micrón. Los investigadores utilizaron una lente adaptativa y un espejo galvométrico 2D para cambiar el enfoque y permitir el escaneo a diferentes profundidades.
Demostración de imágenes en 3D
El equipo probó su dispositivo al usarlo para obtener imágenes de un espécimen 3D bajo un cubreobjetos de 140 micras de grosor. Al escanear el plano de la imagen en 13 pasos a más de 400 micras con una velocidad de imagen de 4 ciclos por segundo, el dispositivo obtuvo imágenes de partículas con éxito ala parte superior e inferior de la muestra 3D. Sin embargo, su enfoque se deterioró a medida que aumentó el ángulo del espejo del galvómetro. Los investigadores sugieren que el trabajo futuro podría abordar esta limitación. Además, el uso de un escáner de galvómetro con una velocidad de fotogramas más alta podría permitir una adquisición de imagen más rápida.
"El enfoque novedoso permite la calibración y la obtención de imágenes en tiempo real con una invasividad mínima, importante para la obtención de imágenes 3D in situ, la manipulación de células mecánica basada en el laboratorio en un chip, la optogenética de tejidos profundos in vivo y la técnica de ojo de cerradurainspecciones ", dijo Czarske.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por La sociedad óptica . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Cita esta página :