Los investigadores han demostrado que la tecnología de fibra óptica existente podría usarse para producir imágenes 3D microscópicas de tejido dentro del cuerpo, allanando el camino hacia biopsias ópticas 3D.
A diferencia de las biopsias normales donde el tejido se cosecha y se envía a un laboratorio para su análisis, las biopsias ópticas permiten a los médicos examinar el tejido vivo dentro del cuerpo en tiempo real.
Este enfoque mínimamente invasivo utiliza microendoscopios ultrafinos para mirar dentro del cuerpo para el diagnóstico o durante la cirugía, pero normalmente solo produce imágenes bidimensionales.
La investigación dirigida por la Universidad RMIT en Melbourne, Australia, ahora ha revelado el potencial 3D de la tecnología de microendoscopio existente.
Publicado en Avances científicos , el desarrollo es un primer paso crucial hacia las biopsias ópticas 3D, para mejorar el diagnóstico y la cirugía de precisión.
El autor principal, el Dr. Antony Orth, dijo que la nueva técnica utiliza un enfoque de imágenes de campo claro para producir imágenes microscópicas en visión estereoscópica, similar a las películas en 3D que ves con gafas 3D
"La visión estéreo es el formato natural para la visión humana, donde miramos un objeto desde dos puntos de vista diferentes y los procesamos en nuestros cerebros para percibir la profundidad", dijo Orth, investigador en el nodo RMIT del Centro de Excelencia ARCpara Nanoescala BioPhotonics CNBP.
"Hemos demostrado que es posible hacer algo similar con las miles de pequeñas fibras ópticas en un microendoscopio.
"Resulta que estas fibras ópticas capturan imágenes de forma natural desde múltiples perspectivas, dándonos una percepción de profundidad a microescala.
"Nuestro enfoque puede procesar todas esas imágenes microscópicas y combinar los puntos de vista para ofrecer una visualización en profundidad del tejido que se está examinando, una imagen en tres dimensiones".
Cómo funciona
La investigación reveló que los paquetes de fibra óptica transmiten información en 3D en forma de campo de luz.
El desafío para los investigadores era aprovechar la información registrada, descifrarla y producir una imagen que tenga sentido.
Su nueva técnica no solo supera esos desafíos, funciona incluso cuando la fibra óptica se dobla y se flexiona, esencial para el uso clínico en el cuerpo humano.
El enfoque se basa en principios de imágenes de campo de luz, donde tradicionalmente, varias cámaras miran la misma escena desde perspectivas ligeramente diferentes.
Los sistemas de imágenes de campo de luz miden el ángulo de los rayos que golpean cada cámara, registrando información sobre la distribución angular de la luz para crear una "imagen de múltiples puntos de vista".
¿Pero cómo registra esta información angular a través de una fibra óptica?
"La observación clave que hicimos es que la distribución angular de la luz está sutilmente oculta en los detalles de cómo estos haces de fibra óptica transmiten la luz", dijo Orth.
"Las fibras esencialmente 'recuerdan' cómo se envió inicialmente la luz: el patrón de luz en el otro lado depende del ángulo en el que la luz ingresó a la fibra".
Con esto en mente, los investigadores y colegas de RMIT desarrollaron un marco matemático para relacionar los patrones de salida con el ángulo del rayo de luz.
"Al medir el ángulo de los rayos que ingresan al sistema, podemos determinar la estructura 3D de una muestra fluorescente microscópica utilizando solo la información en una sola imagen", profesor Brant Gibson, investigador jefe y subdirector del CNBP,dijo.
"Para que el haz de fibra óptica actúe como una versión miniaturizada de una cámara de campo claro.
"Lo emocionante es que nuestro enfoque es totalmente compatible con los paquetes de fibra óptica que ya están en uso clínico, por lo que es posible que las biopsias ópticas en 3D sean una realidad más pronto que tarde"
Además de las aplicaciones médicas, el dispositivo de imagen de campo de luz ultradelgado podría usarse potencialmente para la microscopía de fluorescencia 3D in vivo en la investigación biológica.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad RMIT . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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